Технология изготовления цемента своими руками

Секреты от эксперта

Если надо сделать эластичную смесь, то добавляется моющее средство или жидкое мыло. Чтобы оно хорошо растворилось, его нужно добавлять в воду, а не в раствор. Количество моющего средства – 50-100 мл.Также нужно правильно сделать замес при минусовой температуре. Для этого следует добавлять морозостойкую смесь. Хорошо себя зарекомендовал поташ, но можно по строительным магазинам посмотреть и другие варианты.

Итак, необходимо правильно подбирать материал, потому что от этого зависит качество цементного раствора. Также нужно определить, каким способом его замешивать, при помощи бетономешалки или вручную. И замешивать следует правильно, от этого зависит скорость работы, физическая нагрузка и качество.

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:

• По мокрой технологии. При использовании такого метода вместо извести в состав вводят мел. Мел и другие составляющие перемешиваются с обязательным добавлением воды. Одновременно с перемешиванием происходит измельчение материалов в горизонтальном барабане. Влажность получившейся шихты будет на уровне 30-50%. Получившаяся масса обжигается в печи и превращается в шарообразный клинкер, который затем измельчается.
• Сухим методом. Данная технология обладает сниженной себестоимостью и сокращением времени производства. Этому способствует объединение технологических операций: перемалывание в шаровой мельнице и сушка компонентов горячими газами осуществляются одновременно. В результате получается шихта в виде порошка.
• Комбинированным методом. При использовании данного способа объединяются особенности двух предыдущих методов производства, хотя на разных производствах есть некоторые отличия. Например, один вариант предусматривает получение полусухого состава с содержанием воды до 18%. Этого можно достичь при просушивании шихты, произведенном мокрым методом. Другой вариант предполагает последовательную подготовку сухой смеси, затем её 14%-ое увлажнение, затем гранулирование и заключительный обжиг.

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.

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.

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 (CaSO42H2O), 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.

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 развести миксером: пропорции

В сухой порошок постепенно вливают небольшое количество чистой воды комнатной температуры. Перемешивать массу следует специальным строительным миксером, вначале в режиме небольших оборотов, затем их количество увеличивают, изменив режим на более мощный.

Электроинструмент должен быть чистым, чтобы остатки старого средства не попали на обрабатываемую поверхность. Затем следует сделать небольшой перерыв, около 15 минут, после чего продолжить замес. В общей сложности перемешивать нужно до получения однородной массы.

Скорость миксера во время замешивания следует соблюдать относительно небольшую, во избежание попадания в состав лишнего воздуха и тем самым образования пузырьков на стене в момент нанесения шпаклевки.

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:

• Мел. Относится к осадочно-горным породам, очень легко перетирается. Наиболее распространенная составляющая цемента.
• Мергель. Иначе его ещё называют мергелистый известняк. Это ископаемое осадочной породы, которое добывается как в твердом или разрыхленном состоянии. Оно отличается высокой концентрацией влаги. Мергель может содержать в себе примеси глины, благодаря чему оно имеет общие черты с известняковыми и глинистыми породами. Эти примеси могут влиять на строительные свойства и технические характеристики цемента, но незначительно, поскольку в смесь, в соответствии с утвержденными производственными стандартами, входят минеральные вещества в количестве не менее 15%.
• Известняк, ракушечник. Это сырьё, в котором не наблюдается включений кремния. Поэтому он обладает пористой структурой, которая легко поддается силовому воздействию.
• Доломитовые и осадочные породы, которые содержат в себе карбонаты. Такое сырьё очень ценно благодаря своим особенным свойствам.

Глинистое сырьё.

• Глина. Она содержит в себе минеральные вкрапления, которые разбухают при попадании воды.
• Суглинки. Это разновидность глины, отличающаяся высоким содержанием песка и пылевых частиц.
• Сланцы с глинистой основой. Они относятся к высокопрочным горным породам повышенной плотности, при раздавливании распадаются на слоистые пластины. Для этого сырья характерен постоянный гранулометрический состав и пониженное влагосодержание.
• Лесс. Это пористая, мелкозернистая горная порода, которой свойственны рыхлость и отсутствие пластичности. Она часто содержит в себе включения силиката и кварца.
• Также в качестве замены могут применяться промышленные отходы и другие виды шлаков.

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:

• устойчивость к разрушительному воздействию коррозионных процессов;
• стойкость по отношению к перепадам температурных режимов;
• прочность будущих конструкций;
• скорость застывания;
• пластичность раствора;
• степень к размыванию водой.

Разновидности цементного раствора

Таблица применения цементных растворов.

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

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

Пропорции материалов

Соотношение компонентов в штукатурном цементно-песчаном растворе зависит от марки используемого цемента и требуемой прочности смеси. Для оштукатуривания стен используют составы следующих марок:

1. М75. Это легкая штукатурка. Ее применяют, чтобы сделать только первый слой — обрызг.
2. М100 и М150. Смеси такой прочности применяют для создания основного выравнивающего слоя — грунта.
3. М200. Эту марку используют для нанесения финишного слоя — накрывки.

Для отделки фасадов или стен во влажных помещениях рекомендуется применение наиболее прочных растворов (от М150).

Чтобы правильно замешать цемент и песок нужно придерживаться соотношений, указанных в таблице:

Пропорции цементно-песчаного раствора для оштукатуривания

Для увеличения пластичности и прочности цементно-песчаная смесь разводится с известью:

Расход цемента, песка и извести для замеса штукатурки

Воду добавляют в объеме 0,15 — 0,17 л/кг, до получения нужной густоты по принципу:

• 1 слой (обрызг) — самый густой;
• 2 слой (грунт) — более жидкий;
• 3 слой (накрывка) — сметанообразный.

Пропорции для смешивания

Соотношение элементов в цементном растворе зависит от области применения смеси и марки бетона. К примеру, если нужно получить цементный раствор М100 из бетона М400, соотношение цемента к песку будет 1:4. Таким образом легко высчитать, какое соотношение нужно для получения нужной марки из любого бетона.

Как сделать цементный раствор для разных видов работ (цемент : песок):

1. Штукатурка: 1:5 с добавлением одной части извести;
2. Стяжка пола: 1:4 для марки М500, 1:3 для марки М400;
3. Кирпичная кладка: 1:5 – М3, 1:4 – М5, 1:3 – М8. При этом марка готового раствора должна соответствовать марке кирпича.

Объем воды для приготовления жидкого раствора не должен превышать 60% от общего объема. Обычно она составляет 1-2 части в пропорции.

В процессе смешивания цементный раствор иногда получается слишком жидким. Отложите часть сухой смеси, чтобы иметь возможность добавить ее в случае необходимости.

Маленькие хитрости при приготовлении раствора

Несмотря на кажущуюся простоту процесса, даже опытным строителям не всегда удается сразу правильно приготовить цементный раствор. Поэтому приготовленный раствор делится на 3 вида:

• тощий;
• нормальный;
• жирный.

Таблица сроков схватывания цемента с разным типом шлака.

Чтобы определить вид приготовленной смеси, не нужны никакие специальные инструменты. Достаточно вытянуть из нее используемую для смешивания лопату или (в случае с бетономешалкой) немного помешать готовую смесь кельмой. Если рабочая поверхность инструмента остается почти чистой, то приготовленная смесь тощая, поскольку в ней не хватает связующего вещества — цемента. Если же поверхность инструмента вся скрыта под слоем приготовленной смеси, то в последней цемента слишком много, она жирная.

Для работы годится только нормальный раствор, в котором правильно выдержаны пропорции цемента, песка и воды. Если раствор получился тощим, то в него нужно подсыпать цемент, а если жирным — добавлять песок и воду, доводя его до нормального состояния. Подсыпать компоненты надо понемногу, иначе ничего не стоит превратить тощий раствор в жирный и наоборот.

Дело в том, что ее количество зависит от впитывающей способности песка — сухой песок впитывает воды намного больше, чем влажный. Поэтому, налив ее по норме и засыпав чуть влажный песок, вы рискуете получить жидкий раствор.

Таблица расхода цемента.

Если при приготовлении смеси вы используете моющее средство, то его обязательно нужно добавлять в чистую воду, чтобы оно в ней полностью растворилось и впиталось в готовящуюся смесь. Если добавить его в конце процесса смешивания, то оно не сможет нормально раствориться и почти не даст ожидаемого эффекта.

Для каждой строительной операции приготовленная смесь должна иметь свою консистенцию. В большинстве случаев хорошо приготовленный раствор по своей консистенции должен быть похож на магазинную сметану. Такая смесь выдерживает воздействие температур в диапазоне от -50 до +70°С, сохраняя при этом свою структуру, не трескаясь и не крошась.

Но все же приготовление цементного раствора не относится к числу сложных строительных операций, хотя без использования бетономешалки это нелегкий труд. В бригадах строителей такую работу чаще всего поручают самым молодым и неопытным. И дело не в нелюбви опытных мастеров к этому ответственному процессу, а, скорее, в том, что профессионалу несложно переделать неправильно приготовленную смесь, доведя ее до нужной кондиции.

Поэтому, готовя цементный раствор своими руками, не нужно злиться и паниковать, если не получится сразу все так, как вы хотели. Это одна из немногих строительных операций, где все можно исправить без ущерба для качества конечного результата.

Удачи!

Как сделать цемент своими руками в домашних условиях

Пошаговое описание процесса:

Подготовка. Необходимо приготовить емкость для замешивания. Надо брать посудину такого же объема, сколько и планируется сделать цемента. Но если емкость будет меньше, то стройматериал придётся собирать с земли. При слишком большом размере посуды, не получится замешать цемент без комочков, а это грозит быстрым разрушением постройки

Ещё важно подготовить емкость с толстыми стенами, чтобы раствор получился качественным (старая ванна будет хорошим вариантом).
Необходимо просеять порошок для изготовления раствора. Это обычно делают для того, чтобы не попадал мусор и сам материал получался без комочков.
Приготовить специальный миксер для строительства (или дрель с насадками) и смешать все компоненты.
Выбрать нужное соотношение (самое распространенное – это 1 часть цемента к трём частям песка).
Сначала нужно высыпать в емкость песок, а затем цемент и тщательно перемешать

Потом нужно медленно вливать воду в сухие смеси, чтобы получилась правильная консистенция.
После всех этих действий можно приступать к работе (делать все нужно быстро, пока полученный стройматериал не затвердел).

Состав и пропорции бетона для ведра и для бетономешалки

Соразмерность цемента и воды (В/Ц) называется водоцементным модулем, который учитывается при производстве бетонной массы. Чем меньше пропорция В/Ц, тем смесь получается прочнее. Теоретически соотношение должно быть в пределах 0,2, но такое тесто имеет плохую пластичность и неудобно в работе. На практике получается замесить с показателем 0,3 – 0,5.

Добавление большого объема воды является ошибкой в пропорции бетона для фундамента или другого строительства. Подвижность бетонной массы повышается, но снижается прочность на сжатие и плотность. Поры в смеси появляются в итоге испарения лишней влаги, которая не прореагировала с цементом в процессе твердения. Вода не полностью вступает в реакцию, если недостаточно вяжущего вещества.

Марки бетонного камня определяются с учетом предела прочности на сжатие, который определяется испытанием стандартных кубиков застывшего материала размером 200 х 200 мм. Приняты марки М600, М500, М400, М300, М150, М100 и меньше. Бетон показывает разную надежность в зависимости от каменного наполнителя (щебень, шлак, гравий, керамзитовая крошка) и от характеристик цемента.

Бетон М400

При использовании вяжущего этой марки для изготовления бетона М200 берется пропорция 1:3:5:0,5, где по порядку указывается порции цемента, песка, наполнителя и жидкости.

Если взять бытовую бетономешалку с объемом раствора на выходе 110 л, приготовление бетона потребует количество компонентов:

• цемент — 18,5 кг;
• песок — 52 кг;
• щебень — 115,7 кг;
• вода — 5,8 литра.

Лучше использовать природный песок среднего и крупного размера. Ограничивается использование глинистого песка. Небольшое количество глинистых частиц уменьшает прочность бетона. Песок обогащается в процессе промывки, смешивания с привозным качественным материалом.

Количество цемента М400, песка и щебня для получения разных марок бетона в ведре (в килограммах):

• М100 — 1,0:4,6:7,0;
• М150 — 1,0:3,6:5,6;
• М200 — 1,0:2,7:4,9;
• М250 — 1,0:2,3:3,8;
• М300 — 1,0:2,0:3,5;
• М400 — 1,0:1,3:2,5.

Вода обычно берется в половинном количестве от объема смеси. Марка бетона зависит от того, что будет построено, например, фундамент под забор, отмостка, стяжка или столб.

Соотношение для бетона М500

Таблица для бетона из цемента марки М500

Использование вяжущего этой марки при аналогичной пропорции 1:3:5:0,5, где по порядку указывается порции цемента, песка, наполнителя и воды, дает марку бетона М500.

Для приготовления смеси в бетономешалке с выходом готовой массы 240 литров берется компонентов:

• цемент — 40,5 кг;
• песок — 113,8 кг;
• щебень — 235 кг;
• вода — 12,65 литра.

Вместо песка можно применять остатки металлургии, горной выработки, химической отрасли. В домашних условиях трудно сделать даже бетон М400, а марку М500 лучше заказать на заводе. Производители продают сухие наборы для затворения водой на площадке, но такие комплекты нужно брать у проверенного поставщика.

Состав бетона для фундамента марки М500, песка и наполнителя для приготовления различных марок бетона в ведре (в килограммах):

• М100 — 1,0:5,8:8,1;
• М150 — 1,0:4,5:6,7;
• М200 — 1,0:3,5:5,5;
• М250 — 1,0:2,6:4,4;
• М300 — 1,0:2,4:4,4;
• М400 — 1,0:1,7:3,3.

Соотношение является правильным для бетонов, которые укладываются на плотную поверхность. Пористое основание высасывает влагу из смеси, поэтому застывшая масса получается прочнее в 1,5 раза даже при точных расчётах.

Требования к материалу

При соблюдении пропорций и правил изготовления раствора он должен соответствовать следующим требованиям:

• Покрытие должно быть ровным без трещин и прочих дефектов. Кроме того, оно не должно отходить от поверхности стены.
• Цементная штукатурка пропускает пар, поэтому под ней не будет скапливаться влага, что значительно увеличивает срок эксплуатации покрытия.
• При этом цементная штукатурка обладает теплоизоляционными свойствами и легко переносит температурные перепады.

Наличие трещин и других дефектов свидетельствует о неправильном приготовлении раствора цементной штукатурки

Раствор для штукатурки стен своими руками изготавливают практически по одному и тому же рецепту, но в зависимости от того, где он будет использоваться, допускаются небольшие отклонения от технологии.

Заключение, выводы, рекомендации

Таким образом, приготовить цемент для строительства или кладки можно своими руками. Необходимо лишь знать основные этапы работы. Огромное значение имеет подготовка сырья. Марка цементно-песчаной смеси определяется видом проводимых работ. Для строительства и кладки целесообразно использовать цемент более высокой марки, чтобы конструкция прослужила дольше.

https://youtube.com/watch?v=7o62kq0oJ74

Не нужно путать цементную смесь и бетон. В цементном растворе отсутствует щебень или гравий

На это необходимо обращать внимание в процессе работ. Если соблюдать все требования и грамотно выполнять работу, то получится качественный, прочный цемент, а возводимая конструкция прослужит своему хозяину долгие годы