Adhes.ru

Стройматериалы
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Из чего получают цемент: характеристики материала, состав и особенности производства

Из чего получают цемент: характеристики материала, состав и особенности производства

Большинство зданий и сооружений держатся благодаря цементу. Созданный на его основе бетон в течение многих лет будет выдерживать серьезные нагрузки и негативные воздействия. Но что же особенного в цементе? Может, у него уникальный состав? Или все дело в технологии изготовлении? Стоит подробно в этом разобраться.

  1. Характеристики материала
  2. Что в составе
  3. Особенности производства

Состав

Состав цемента: глина, известняк и гипс. Основные компоненты – первые два. Именно они отвечают за связывание материалов. Гипс служит регулятором скорости твердения. От его количества в смеси зависит то, насколько быстро раствор приобретет необходимые характеристики.

В отличие от других смесей, цементные твердеют при взаимодействии с водой. Потребность в воде состав испытывает не только на стадии замешивания, но и на этапе кристаллизации. Для равномерного отвердения необходимо регулярное увлажнение изделия. Особенно актуален вопрос в жаркую погоду – высокая температура и прямые солнечные лучи для цементной массы, не дошедшей до стадии готовности, губительны.

Смеси могут включать и другие компоненты. Благодаря им составы приобретают свойства, необходимые для решения конкретных задач. Отдельные элементы повышают морозостойкость, пластичность, кислотоупорность цементов.

Добыча исходного сырья

Процесс производства керамзита начинается с добычи глинистого сырья в карьерах и перевозки его в глинозапасник. Разработка выполняется открытым способом, с использованием одно- и многоковшовых экскаваторов. Добыча сырья проводится по всей высоте, не выделяя отдельные пласты.

Чтобы производство керамзита было непрерывным, оборудуют специальные морозостойкие глинохранилища, которые могут вместить около полугодового запаса материала. Также для хранения глины используют промежуточные конусы, в которых она находится на открытом воздухе несколько месяцев.

Вследствие влияния температуры, периодического увлажнения и высыхания природная структура материала частично нарушается. Это значительно облегчает процесс дальнейшей переработки сырья в однородную массу.

Чем еще занимается компания?

Сейчас Biomason активно сотрудничает с инвесторами во всем мире и развивает применение своей технологии. Кроме прочего, инженеры компании предложили и другие направления работы, причем все они уже опробованы на практике, а некоторые даже взяты на вооружение армией США.

Читайте так же:
Сколько цемента надо для жби

Так, с помощью подготовленных растворов в считаные дни делают дороги и взлетно-посадочные полосы прямо в песчаной пустыне. После пролива территории появляются прочные, твердые и долговечные площадки, готовые к эксплуатации за пару суток.

Biomason предлагает услугу по устранению пыли с особенно запыленных трасс, дорог и подъездных путей. По мере обработки бактериальным раствором дорога покрывается толстой коркой, которая служит не один год, а после разлагается естественным путем. Также бактерии способны очистить водоемы, ранее загрязненные токсичными отходами и вредными веществами.

Нейтрализация бактерий по технологии BIOMASON

Таким образом, с помощью микробов человек может снизить нагрузку на окружающую среду, получить прочный, долговечный и качественный строительный материал, улучшить свою жизнь. И все это – в гармонии с природой.

Способы изготовления

На сегодняшний день известно о 3 способах производства кирпича:

  • саман — необожженный кирпич, изготовленный с добавлением соломы;
  • кирпич-сырец;
  • обожженный красный кирпич.

Технология производства самана заключается в следующем. Сначала необходимо сделать специальные формы для заливки размером 25х12х6,5 см. Материалом для форм служат доски толщиной 20,5 мм и 2 небольших отрезка фанеры, которые между собой соединяются гвоздями длиной 5-6 см. Для формирования в кирпиче выемок делают небольшие выступы в двух крышках формы. Это способствует лучшему сцеплению материалов. Верхнюю крышку делают съемной.

Далее переходят к изготовлению раствора. В большой контейнер с невысокими бортиками закладывается тощая, жирная глины и тщательно перемолотая солома в пропорции 1:1:5. Добавляя немного воды, полученную смесь перемешивают совковой лопатой, а затем разливают в немного смоченные водой сделанные ранее формы. Заполняется форма полностью, включая все углы. Излишки раствора убираются металлическим шпателем. Сверху немного присыпают цементом или пылью и накрывают крышкой. Через некоторое время формы переворачивают, предварительно сняв верхнюю крышку. Для сушки кирпича используют стеллажи под навесом. Как правило, просушка занимает 7-14 дней, в зависимости от условий климата. Во время сушки исключают прямое попадание солнечных лучей и обеспечивают хорошее проветривание.

Кирпич-сырец изготавливается из глины без соломы необоженным способом.

Читайте так же:
Жидкий краситель для цемента

Саман является достаточно прочным видом кирпича, и строения из него сохраняются на протяжении десятков лет.

Кирпич-сырец производится аналогично саману, только вместо соломы добавляется песок. При этом пропорции материалов сохраняются те же.

Критерии подбора качественной глины

Начинать нужно с определения места «добычи» или покупки основного материала для производства кирпича — глины. Самое главное — найти именно «правильный» материал! Отлично, если вы обладатель землевладения или карьера, и на них есть залежи ценного материала, а если нет? Отправляемся на строительную базу и тщательно изучаем характеристики глины, ее показатели жирности, ведь от этого зависит качество полученного кирпича.

Проверить самому, правильной ли жирности найденная вами глина, довольно просто. Лучше всего взять пробы материала с нескольких участков или мест продажи, достаточно будет приблизительно по полкилограмма.

Для чего нам нужно небольшое количество? Доливаем в каждый образец немного воды и тщательно размешиваем. Глина должна вобрать в себя воду и начать приставать к рукам — на этом можно процесс завершить. Из подготовленной массы сделайте шарики диаметром около 50 мм и лепешки диаметром 100 мм. Оставляем их в хорошо проветриваемом помещении или на улице под навесом и высушиваем в течение 2–3 дней. Понятно, что такие действия необходимо произвести с каждым образцом глины.

Теперь можно приступать к оценке наших образцов:

  • если на шариках и лепешках появились трещины, то придется в процессе производства кирпича добавлять песок, у вашей глины — повышенная жирность,
  • при отсутствии трещин необходимо шарик бросить без усилий с высоты 1 м. Если он не разрушится, значит, глина оптимальной жирности,
  • при рассыпании шарика можно сделать вывод, что для образца была использована тощая глина, в этом случае придется добавлять жирную.

Дополнительные компоненты (песок или жирную глину), в зависимости от характеристик вашего материала, следует добавлять порциями, постоянно проверяя качество готовой массы. Вообще, чем больше пластичность глины, тем легче изготовить кирпич.

Совет: пробы и испытания необходимо продолжать до нахождения оптимального состава массы.

Для достижения хорошей пластичности сухой материал засыпают в емкости водой и оставляют в таком состоянии на некоторое время, периодически добавляя новые порции материала и перемешивая состав. Также способствует повышению пластичности вымораживание глины в зимние холодные месяцы.

Читайте так же:
Можно ли использовать топпинг как цемент

После замачивания раствор обязательно должен вылежаться около трех дней.

Важно: в процессе нельзя использовать глины с примесями камней, гальки, грунта и карбонатов (белые составляющие размером более 1 мм).

Процессы, протекающие при обжиге

В настоящее время у мастера есть все возможности, чтобы регулировать процесс термообработки. Современные печи позволяют обжигать заготовки при высоких температурах, обеспечивая высокую скорость нагрева. Но не всегда такая высокая скорость востребована, так как определенные ограничения накладывает быстрота протекания физико-химических процессов. Именно эти процессы сырую глину превращают в прочную керамику.

На полное завершение процесса уходит некоторое время. Если его не выдержать, то изделие не получит тех свойств, на которые рассчитывает керамист.

Принято делить процесс обжига на определенные температурные интервалы. Такое деление обусловлено тем, что в определенном интервале происходят свои изменения. В специальной литературе можно встретить таблицы с подробным описанием процессов. Для общего понимания достаточно остановиться на основных.

25-200 градусов

В диапазоне температур от 25 до 200 градусов происходит повышение внутренней энергии изделия. Скорость нагрева достаточно низкая, поэтому успевает удалиться межслоевая (связанная) вода. В данном периоде важно равномерно прогревать слои глины.

Первый этап способен выявить ранее допущенные технологические ошибки. Например, могут проявиться неоднородные массы или пузыри, которые образовываются в результате плохого вымешивания или неравномерной сушки. При допущении чрезмерного заглаживания будут наблюдаться скопления газов, так как у них нет возможности выйти наружу через поры.

Желательно, чтобы конструкция печи позволяла регулировать скорость нагрева. Она выбирается, исходя из таких условий, как объем муфеля, масса обжигаемых изделий, толщина их стенок. Массивные глиняные черепки необходимо прогревать постепенно, чтобы тепло успевало проникнуть в материал и изделие равномерно повышало свою температуру.

Но не стоит слишком замедлять нагревание, так как это чревато появлением эффекта «запаривания». Проявляется эффект в возникновении пятен на глазури в результате конденсации растворенных в воде солей. Средняя скорость нагревания на первом этапе составляет около 100 градусов в час. На данном этапе глазурные покрытия подвержены риску образования трещин, если будет происходить интенсивное выпаривание влаги.

Читайте так же:
Как приготовить клей цемент

200-400 градусов

В диапазоне температур от 200 до 400 градусов финализируется удаление связанной воды. Помимо этого, большая часть органических соединений сгорает, поэтому важно на данной стадии обеспечить хороший приток кислорода. Органика в глине может встречаться в виде добавок и связующих, но и сам материал содержит природные органические элементы. Их выгорание может длиться гораздо дольше, вплоть до этапа нагрева до 700 градусов.

Скорость нагрева на данном диапазоне также не превышает 100 градусов в час. Обычно при достижении температуры в 400 градусов производится 15-минутная выдержка. Заглушки муфеля должны быть открыты, чтобы выделяющиеся газы покинули печное пространство. В то же время, обжиг должен быть окислительным, то есть процесс происходит при взаимодействии с кислородом.

400-600 градусов

При более высокой температуре происходит выделение воды, которая входит в состав кристаллической решетки глинистых минералов. Этот процесс называется дегидратацией. Сам по себе процесс дегидратации не сопряжен возникновением каких-либо сложностей, однако в процессе разрушения глинистых минералов локально наблюдаются внутренние напряжения в слоях материала.

Особое внимание следует уделить скорости роста температуры вблизи значения 573 градуса. При указанной температуре происходит фазовый переход, при котором стабильный в нормальных условиях полиморфный кварц (α-кварц) превращается в высокотемпературную модификацию (β-кварц).

При прохождении данной отметки рекомендуется еще снизить скорость нагрева, так как возникают дополнительные напряжения по всему объему черепка. После того, как температура изделия достигнет 600 градусов, делают выдержку продолжительностью около 30 минут.

600-800 градусов

В указанном диапазоне температур глина обладает пониженными свойствами прочности. Дело в том, что и обжиге происходит модификация глинистых минералов. Исходные минералы уже разложились, а новые минералы пока не образовались, то есть керамика не спеклась. Все материалы пребывают в твердой фазе.

Диапазон от 600 до 800 градусов желательно пройти в ускоренном режиме. Скорость нагрева должна составлять не менее 130 градусов в час. Остановка нагрева может фатально обернуться для будущего изделия.

Читайте так же:
Стеклоиономерный цемент для фиксации штифтов титановых

800-1000 градусов

Спекание керамики начинается при температуре 800 градусов. Точную температуру назвать невозможно, так как ее значение зависит от состава глины. К этому времени остатки глинистых минералов путем перекристаллизации и соединения с другими веществами трансформируются в новые минералы. В процессе химического взаимодействия некоторых компонентов глины образуются газообразные вещества. Важно, чтобы именно на данном этапе завершилось образование летучих веществ.

Более детальный рецепт обжига, то есть конечная температура, скорость нагрева на каждом этапе и время выдержки, зависит от состава глины. Присутствующие в глине карбонаты при высокой температуре переходят в жидкое состояние. Пережег таких черепков чреват образованием стекловидного вещества с низкой прочностью и низкой пористостью. Глины, не содержащие карбонатов, спекаются быстрее, поэтому их обжигают первым обжигом при температуре 950 градусов. Высокотемпературные шамоты обжигают по так называемой «фаянсовой» схеме, приведенной ниже.

В небольших мастерских без сложного оборудования регулировать процесс охлаждения очень сложно, поэтому чаще всего мастера просто отключают печь, позволяя керамике остывать естественным путем. Однако и здесь есть свои нюансы.

Печь не следует открывать для увеличения скорости остывания. Считается, что керамика должна по времени остывать столько же, сколько она и нагревалась.

Каменные массы и фарфор содержат много кварца, поэтому опять-таки при прохождении отметки 573 градуса следует замедлить скорость остывания. Открывать печь можно только после того, как температура в ней упадет ниже 160 градусов.

Способы обжига

  1. Муфельная печь, оснащённая специальным механизмом, который регулирует температуру внутри. Зачастую обладают специальными программами для различных типов обжига.
  2. Костёр/неэлектрическая печь. Изделие стоит поместить в ёмкость с песком, затем в костёр: так эффект резкого нагревания минимизируется.
  3. Обжиг глины в домашних условиях, используя газовую или электрическую печь. Наиболее опасный метод. На сковородку из чугуна необходимо насыпать речной песок, затем поставить необходимое изделие и накрыть его кастрюлей или глиняным горшком. Важно следить за процессом и периодически проветривать помещение.

Если вам необхлодимо гончарное оборудование предлагаем обратиться в интернет-магазин Колокол Мануфактура.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector