Как получают цемент химия

«Цемент» сообщение по химии

Цемент доклад по химии, кратко изложенный в этой статье, расскажет Вам много полезной информации об этом полезном материале для строительства. Также из статьи Вы узнаете, как делают цемент и где применяют цемент.

1. «Цемент» сообщение по химии
2. Цемент из чего делают?
3. Свойства цемента
4. Применения цемента

«Цемент» сообщение по химии

Сегодня трудно себе представить такую область строительства или его этап, где цемент не применялся бы. Начиная обустройством фундамента и заканчивая отделкой помещения. Аналогов ему нет.

Цемент из чего делают?

Цемент представляет собой измельченный порошок клинкера. В него введены наполнители и модифицирующие добавки. В сухом виде это однородная сыпучая масса серого окраса. Если ее развести водой, то получается пастоподобный вяжущий материал, который легко нанести даже на шероховатые поверхности. Когда цемент застывает, то получается достаточно прочное соединение. Оно характеризуется высокой прочностью, как у камня. Поэтому искусственные камни делаются именно из этого материала.

Химическая составляющая

Если нагреть глину и известняк до 1450 0 С, то можно наблюдать структурные изменения в материале – начинает образоваться клинкера и гранулы. Они смешивают с гипсом, а после перемалываются до порошкообразного состояния. Химическая формула цемента: СаО (оксид кальция, 67%), SiO₂ (диоксид кремния, 22%), Al₂О₃ (окись алюминия, 5%), Fe₂O₃ (окись железа, 3%) и прочие составляющие (3%).

Техническая характеристика

Основная техническая характеристика цемента – это его марка. Она обозначается буквой «М» с цифровым показателем. Он указывает на прочность на сжатие, то есть на максимальную нагрузку на определенный объем застывшего материала в кг. Если цемент может выдержать вес в 300 кг, то ему присваивается марка М300.

Также на упаковке указывают процентный состав добавок, обозначающий буквой «Д». Если в смеси цемента введено 10 % добавок, то маркировка будет «Д10». Добавки улучшают водонепроницаемость, повышают устойчивость к коррозии и морозостойкости.

Из цемента изготавливают бетонные плиты, блоки, лестничные конструкции, фундаменты, колодезные железобетонные кольца, тротуарные плитки, балки, плиты перекрытия и другие изделия.

Свойства цемента

• Активность. Мы уже говорили об этом свойстве выше. Оно характеризует способность застывшего цемента выдерживать определенный вес. Активность зависит от интенсивности помола, активности клинкерных гранул, наличия добавок.
• Плотность. Наименьшей плотностью обладает свежеприготовленный цемент. Также на некоторые частички оказывают влияние электростатические силы, которые отталкивают частички от собратьев. После хранения и перевозки цементная смесь уплотняется и слеживается. Плотность зависит от уровня измельчения клинкерных гранул и от условий, в которых хранится материал.
• Объемный и удельный вес. Удельный вес материала определяет его соотношение веса к занимаемому объему. Это необходимо для того, чтобы правильно составить пропорцию цементного раствора. Объемный вес рассчитывают по средней плотности цемента. При транспортировке или слеживании он увеличивается.
• Срок годности. Он характеризуется ограниченным сроком годности. При нормальных условиях материал сохраняется 2 месяца. Если ему обеспечить герметичное хранение, то цемент может храниться и год.
• Насыпная плотность. Обозначает соотношение рыхлой массы материала к его объему.
• Время застывания. Цементный раствор после приготовления быстро схватывается и застывает. В летнее время этот процесс происходит за 2-3 часа. В зимнее время цемент застывает на протяжении 10 часов.
• Тонкость помола. Чем меньше цементные частицы, тем быстрее затвердеет раствор.

Применения цемента

Сфера применения цемента просто огромна. Из цемента делают фундамент, блоки, штукатурные смеси, кладки печей и бассейнов, армированные конструкции, садовые скульптуры, уличные вазы, дорожки для сада и дачи, столбы и заборы, искусственные камни и строительные конструкции, панели, плиты и многое другое.

Надеемся, что сообщение «Производство цемента» помогло Вам узнать что-то новое об этом строительном материале. А сообщение на тему «Цемент» Вы можете расширить через форму комментариев ниже.

Твердение цемента. Взаимодействие цемента с водой и химический состав новообразований.

Твердение портландцемента — при затворении портландцемента водой образуется пластичное клейкое цементное тесто, постепенно густеющее и переходящее в камневидное состояние.

При твердении портландцементапроисходит ряд весьма сложных химических и физических явлений. Каждый из минералов при затворении водой реагирует с ней и дает различные новообразования. Все процессы взаимодействия отдельных клинкерных минералов с водой протекают одновременно, налагаются один на другой и влияют друг на друга.

Взаимодействие C3S с водой при комнатной температуре происходит при полной гидратации:

В современном представлении механизм и последовательность процессов твердения могут быть представлены следующим образом. После добавления к цементу воды образуется раствор, который пересыщен относительно гидроксида кальция и содержит ионы Са2+, SO42-, ОН-, Na+, К+. Из этого раствора в качестве первичных новообразований осаждаются гидросульфоалюминат и гидроксид кальция. На этом этапе упрочнения системы не происходит, гидратация минералов носит как бы скрытый характер. Второй период гидратации (схватывание) начинается примерно через час с образованием вначале очень тонких кристаллов гидросиликатов кальция.

В течение третьего периода (твердения) поры постепенно заполняются продуктами гидратации клинкерных минералов, происходит уплотнение и упрочнение структуры цементного камня в результате образования все большего количества гидросиликатов кальция.

В конечномвиде цементный камень представляет собой неоднородную систему — сложный конгломерат кристаллических и коллоидных гидратных образований, непрореагировавших остатков цементных зерен, тонкораспределенных воды и воздуха. Его называют иногда микробетоном.

Теория твердения ПЦ.

Структурная вязкость и пластическая прочность теста ПЦ, седиментационные явления в тесте.

Отвердевший цементный камень представляет собой микроскопически неоднородную систему, состоящую из кристаллических сростков и гелеобразных масс, имеющих частицы коллоидных размеров. Неоднородность структуры цементного камня усиливается и тем, что в нем содержатся зерна цемента, не полностью прореагировавшие с водой.

Существенно влияют на структуру цементного камня гипс и гидравлические добавки, так как в результате их реакции с клинкерными компонентами цементного камня образуются новые продукты.

Путем рационального подбора минералогического состава клинкера можно регулировать свойства портландцемента и получить цемент, по качеству удовлетворяющий конкретным эксплуатационным условиям.

На структуру бетона оказывает значительное влияние пористость цементного камня, связанная с начальным содержанием воды в бетонной смеси. Для получения удобоукладываемой бетонной смеси в нее вводят в 2. 3 раза больше воды, чем требуется на реакцию с цементом.

Структура цементного камня, а именно наличие в нем пор и гелеобразного вещества, обусловливает склонность его к влажностным деформациям. При увлажнении он разбухает, а при высушивании дает усадку.

Расширение и растрескивание цементного камня могут вызывать также свободные СаО и MgO, присутствующие в цементе при низком качестве обжига. Гашение их сопровождается значительным увеличением в объеме, и продукты этого гашения разрывают цементный камень. О таком цементе говорят, что он не отвечает требованиям стандарта в отношении равномерности изменения объема при твердении.

Седимента́ция (осаждение) — оседание частиц дисперсной фазы в жидкости или газе под действием гравитационного поля или центробежных сил.

Скорость седиментации зависит от массы, размера, формы и плотности вещества частицы, а также от вязкости и плотности среды, а также от ускорения силы тяжести и действующих на частиц центробежных сил.

Как получают цемент химия

Гипсокартон, гипсоволокно, аквапанель Кнауф

Аквапанель Кнауф (Германия) от 840 р. Гипсоволокно (

• Аквапанель Кнауф (Германия) (4)
• Гипсоволокно (ГВЛ) (2)
• Гипсокартон (ГКЛ,ГКЛВ) (4)
  • ГКЛВ
• Элемент пола (Кнауф-Суперпол) (1)

Профили для гипсокартона

Комплектующие от 7 р. Маяки, уголки от 20 р. Проф�

• Комплектующие (4)
• Маяки, уголки (7)
• Профили для гипсокартона (16)

Ленты, сетки, серпянки

Лента дихдунгсбанд от 155 р. Серпянка, скотч, лента

• Лента дихдунгсбанд (4)
• Серпянка,Скотч,Лента угловая (8)
• Сетка штукатурная (3)
• Стеклообои,стеклохолст (3)

Гидроизоляция

Приобретайте гидроизоляционные смеси по самым низким

• Гидроизоляционные cмеси (4)
• Обмазочная гидроизоляция (4)
• Рулонная гидроизоляция (5)

Звуко-, теплоизоляция

Звукоизоляционные материалы от 150 р. Пенопласт о�

• Звукоизоляционные материалы (12)
• Пенопласт (3)
• Пенофол (7)
• Подложка (НПЭ,пробка) (4)
• Утеплители (11)
• Экструдированный пенополистирол (7)
  • URSA XPS N-III
  • Пеноплэкс

Паро-,гидроизоляция

Паро-, гидроизоляционные материалы в интернет-магазин�

• Защитные мембраны (11)
• Плёнка полиэтиленовая (11)

Грунтовка и Бетонконтакт

Бетоноконтакт от 445 р. Грунтовки от 230 р.

• Бетоноконтакт (8)
• Грунтовки (8)

Сетка стальная

В «МагазинСмеси» Вы можете купить стальную сетку от 62 р�

• Сетка рабица (2)
• Сетка рубленная (3)
• Сетка сварная (9)
• Сетка штукатурная (2)

Металлопрокат

Арматура, проволока от 23 р. Балка от 750 р. Квадр�

• Арматура, проволока (7)
• Балка (1)
• Квадрат. Круг (7)
• Стальная полоса (1)
• Уголок (9)
• Швеллер (1)

Пиломатериалы

OSB от 529 р. Брусок, брус от 50 р. ДВП от 130 р. Дос

• OSB (2)
• Брусок, брус (9)
• ДВП (1)
• Доска обрезная (7)
• Доска половая (0)
• ДСП (0)
• Фанера (20)

Сухие строительные смеси

Большой выбор сухих строительных смесей по самым низк�

• Другие строительные смеси (0)
• Затирки (0)
• Монтажные смеси, Алебастр (0)
• Цемент, добавки (0)

Краски, лаки, пропитки

Краски от 600 р. Лаки Пропитки от 350 р.

• Краски (5)
• Пропитки (0)

Пена монтажная, герметики, клеевые составы

Герметики от 140 р. Жидкие гвозди от 210 р. Клеевы�

• Герметики (3)
• Жидкие гвозди (5)
• Клеевые составы (8)
• Клей обойный (5)
• Пены монтажные (3)

Крепежные элементы

Анкер от 4 р. Гвозди от 70 р./кг Дюбели для теплои

• Анкер (7)
• Гвозди (9)
• Дюбели для теплоизоляции (4)
• Дюбели пластиковые (10)
• Дюбель-гвозди (6)
• Саморезы (47)
• Уголки,Скобы (6)
• Шурупы, дюбели (0)

Инструмент, Хозтовары

Абразивный инструмент от 23 р. Буры, сверла от 30 р.

Интересная история с цементом, создание цементов. Факты

Цементом именуют искусственный, порошкообразный вяжущий материал, который при контакте с водой, водными растворами солей, а также другими жидкостями образуют пластичную смесь, со временем затвердевающую и превращающуюся в прочное тело — цементный камень.

Первым вяжущим материалом была природная глина. Она смешивалась с жирной землей и водой, а после высыхания приобретала некую прочность. Но так как ее было явно недостаточно (эту смесь использовали для строительства зданий, которые не требовали большой прочности), люди продолжали искать другие более совершенные вяжущие.

Самый ранний предок современного бетона был найден во время археологических раскопок на берегу Дуная (территория современной Югославии), в хижине древнего поселения. Пол жилища времен каменного века был выполнен из бетона 25-й толщины. Проведя соответствующий анализ, ученые установили примерную дату находки — 5000 до н.э. и состав бетона — гравий и красноватая известь. Историки утверждают, что эта находка скорее исключение, чем правило, поскольку применение извести в массовом строительстве датируется более поздними сроками.

Массовое использование при возведении построек вяжущих компонентов началось примерно 3000 лет до н.э., и тогда начали задействовать не известь, а гипс. Это объяснялось тем, что при обжиге последнего необходимо было гораздо меньшее количество топлива. Известь — это один из самых древних искусственных вяжущих материалов, впереди него только гипс. Историки предполагают, что известково-гипсовые смеси использовались египтянами еще при строительстве пирамид. Гипс, однако, долгое время был лидером, поскольку производство его было менее затратным. Как видите, сэкономить люди стараются всегда и на чем только могут, начиная использованием безлимитных тарифов и заканчивая сырьем для производства.

Впервые в большом масштабе известь начала использоваться греками для облицовки и в строительстве гидротехнических сооружений. Для производства кладочных растворов она широко стала применяться только в римский период.

Римляне внесли большой вклад в развитие строительного искусства, оставив после себя прекрасные памятники древнего мира. Они же составили самые первые правила по производству и использованию растворов на основе извести, а также впервые задействовали вулканический пепел в качестве примеси.

В Киевской Руси главным вяжущим компонентом, используемым в строительстве, была известь. Технология ее изготовления была следующая: поначалу известняк обжигался в печах, а затем гасился в специальных ямах. Из чистого известняка получали воздушную жирную известь (белая), она применялась в основном для облицовочных работ, если же добавлялись глиняные примеси, образовывалась гидравлическая известь (серая), которая использовалась при кладке, поскольку имела способность «схватываться» во влажной среде. Однако некоторые исторические исследования говорят о том, что данным правилом руководствовались далеко не всегда, впрочем, вопрос рационального применения разных типов вяжущих компонентов актуален и по сей день. В качестве заполнителя растворов использовалась цемянка — мелкотолченая керамика, туф и пемза. Применялась как обожженная и после размолотая глина, так и недообоженный кирпич, а затем мелкотолченый кирпичный бой наиболее крупных фракций, что позволяло давать меньшую усадку при затвердении и увеличивать стойкость к растрескиванию. Хотя тонкомолотая глина придавала цемянке дополнительные гидравлические свойства. Но вопрос экономии, удешевления материалов и задействования отходов производства стоял, видимо, уже тогда, и не всегда решался в пользу сохранения качества продукции.

Многие древние народы широко применяли в качестве заполнителя толченую керамику. Например, в Индии в известь примешивала сурку — молотый кирпич. Примечательно, что в раннем строительстве песок в качестве заполнителя практически никогда не применялся. В качестве вяжущего, как правило, использовался гипс, а роль заполнителя играл дробленый алебастр. В 1584 году в Москве учредили специальный «Каменный приказ», который отвечал как за производство кирпича и заготовку камня (строительного), так и за изготовление извести. В частности в нынешней столице нашей Родины появились также первые производители сухих смесей для строительства, которые именовались тогда «сементом». В эти смеси примешивали различные добавки — яйца, кизяк, бычью кровь, творог и т.д., что говорило о высоких требованиях к качеству строящихся зданий.

Немецкий химик и минеролог профессор Фукс в 1829 году продемонстрировал, что любой кремнеземистый минерал может быть использован для гидравлического цемента, если предварительно подвергнуть его обжигу. То есть абсолютно все породы, такие как гранит, полевой шпат, слюда, глина и даже кремнезем (горный хрусталь, к примеру) после обжига затвердевают с известью при добавлении воды. Вопрос стоял только лишь в доступности данного сырья и энергоемкости производства и, как следствие, его экономичности. Французский инженер Вика проводил подобные исследования многим раньше, в 1812 году он продемонстрировал, что обожженная углекислая известь и глина при измельчении затвердевает вместе с водой без всяческих добавок, а в 1818 доказал, что любой известковистый минерал, имеющий в своем составе определенное количество глины может дать после прокаливания гидравлическую (то есть затвердевающую в воде) глину. В 1841 году Вика пришел к тому, что большинство глин имеют свойство превращаться после соответствующего обжига в пуццоланы, т.е могут затвердевать с известью и водой. Далее французский инженер начал изучать свойства различных глин, мергелей, известняков и благодаря этому на его Родине производство гидравлических известей и цементов стало развиваться быстрыми темпами.

Еще одно известное имя в изучении свойств глин — Джеймс Паркер. Он обнаружил, что почва на берегах Темзы, содержащая около 30% глины, после обжига и размалывания дает цемент. Паркер присвоил ему название романского и взял патент на его производство. Чуть позже к подобному открытию пришли французы в Булони и они также приобрели имя романских. Глинистые известняки имели один существенный недостаток — неоднородности, однако этот недостаток стал причиной многих открытий в науке изготовления цементов. Из известняка с небольшим содержанием глины получают гидравлическую известь, с большим — гидравлический цемент с разнообразными характеристиками, а естественные мергели даже маленькой мощности, как правило, имеют очень неоднородный состав. А потому желание изготовить гидравлический цемент, смешав глину и известь, не могло не возникнуть. Вика продемонстрировал, что это возможно сделать, однако массовое использование технология получила в России и Англии. Примечательно, что и в нынешнее время прибор, который определяет срок схватывания цементного теста, называется иглой Вика.

В 1822 году в Санкт-Петербурге выпустили «Трактат об искусстве приготовлять строительные растворы», ее автор Е.Г. Челиев обобщил в этом труде весь опыт улучшения характеристик вяжущих материалов, накопленный русскими строителями при восстановлении Кремля, который во время Отечественной войны был разрушен. Егор Герасимович Челиев был активным участником восстановления Москвы от пожара 1812 года. Именно в то время он начал проводить различные опыты, которые были направлены на поиск состава для кирпича и камня. Желание изготовить еще более совершенный вид гидравлического вяжущего компонента привело строителя к очень важному открытию: если в горне на сухих дровах обжигать смесь извести и глины до «белого каления» (1100-1200 градусов Цельсия), то получается спекшаяся масса, которая в размолотом виде обладала прекрасными механическими способностями и свойством затвердевать в воде. Так, обыкновенный русский каменщик Егор Герасимович Челиев стал изобретателем современного цемента.

В 1824 году британский строитель — Джозеф Аспдин получил патент на усовершенствованный метод изготовления искусственного камня, который он придумал на собственной же кухне. Аспидин взял дробленный известняк и, смешав его с глиной, нагрел, затем он размолол комок полученной смеси и таким образом изобрел гидравлический цемент, который твердел при контакте с водой. Полученный продукт был назван портландцементом, (поскольку в нем были применены камни с карьера острова Портланд), однако он представлял собой, на деле, лишь одну из разновидностей романского цемента, изготовленного при чуть более высокой температуре обжига. Несмотря на это, название портландцемента закрепилось за ним и по сей день.

Гидравлическое вяжущее, придуманное Челиевым было гораздо ближе по свойствам к сегодняшнему портландцементу, и по качеству значительно превосходило продукт Аспидина.

Эксперименты Челиева были продолжены русскими учеными Шуляченко, Дружининым, Байковым, Журавлевым и др. В частности и Д.И. Менделеев в своем труде «Основы химии» рассмотрел ряд вопросов, которые связаны с химией цемента.

Октябрьская революция стала мощным толчком к развитию цементной науки, поскольку цементная промышленность стала базовой для обеспечения экономического величия страны. По всей стране создавались организации, которые занимались проблемами и возможностями развития изготовления цемента.

Сегодня цементной науке уделяют очень мало внимания, люди больше озабочены новыми гаджетами и новостями мобильной связи. В результате наша страна потеряла 75% научного потенциала этой отрасли, а оставшиеся 25% нуждаются в серьезных вложениях, как со стороны производства, так и государства.