Правильный выбор цемента: полное руководство

Цемент – самый популярный и распространенный строительный материал в мире. При этом, обманчивая легкость работы с ним нередко приводила к тому, что с виду незыблемые конструкции в миг обрушивались, погребая под собой людей.

Строительный портал — публикует цикл материалов, с целью предоставить свои читателям максимум информации, как познавательной, так и чисто прикладной.

Цемент по праву занимает главенствующее положение среди всех современных строительных материалов. Применяют его повсеместно, почти на всех стадиях возведения здания. Фундаменты и бетонные кровли, штучные стеновые блоки и монолитные ограждающие конструкции, отливаемые по месту перекрытия и готовые плиты ЖБИ, ступени и лестничные марши, стяжки и перемычки, кладочные и штукатурные растворы, плиточные клеи, шпаклёвки, затирки, нивелирмассы и прочие сухие смеси — трудно строить без цемента, практически невозможно. Но, не всегда он был в распоряжении людей.

Наши предки несколько тысячелетий кряду, методом проб и ошибок, искали универсальное вяжущее вещество, но им никак не удавалось приблизиться к идеалу. Глина, известь, гипс, практически, сразу попали в поле зрения древних зодчих, да их и сейчас активно используют для приготовления растворов для внутренних работ. Однако, единственная проблема заключалась в том, что такие вяжущие не способны достойно противостоять воздействию влаги.

Альтернативы долгое время не было, но в самом начале нашей эры римляне смогли создать смесь, похожую на современный бетон — археологи нашли и датировали первым веком хорошо сохранившиеся, довольно массивные монолитные конструкции. И это были не черепки и осколки, а серьёзные сооружения, например, знаменитые римские дренажи. Считается, что строители Древнего Рима удачно поэкспериментировали с вулканическим пеплом, особенно примечательными оказались почвы в районе Поццуоли близ Неаполя, которые могли схватываться даже под водой. Всё бы ничего, но со временем технология получения пуццоланового вяжущего была безвозвратно утеряна, алхимики снова принялись изобретать волшебный порошок, превращающийся в камень.

На рубеже 18–19 веков появились первые цементы нового времени. Кому стоит отдать пальму первенства на открытие, как обычно, сказать сложно — всё происходило молниеносно и практически одновременно. В 1796 году Джеймс Паркер при 800–900 градусах обжёг смесь глины с известью и получил «романцемент» (римский цемент). Луи Века в 1817 году опубликовал (без патентования технологии) свои исследования о гидравлических свойствах смеси извести и вулканического пепла, где подробно описывал температуры, соотношения, условия, составы. 1824 год — Джозеф Аспдин доработал теоретическую базу предшественников и быстро получил патент на «портландцемент» (по некоторым характеристикам похожий на горные породы из английского городка Портленд).

Практически, параллельно с англичанином о своём открытии цемента заявляет русский ученый Егор Герасимович Челиев, но патент уже выписан подданному Британской Империи, и это инновационное вяжущее надолго получает название «английский цемент». После Всемирной лондонской выставки 1851 года цемент обретает всеобщее признание, во всех развитых странах начинается его массовое производство. В 1856 году первый цементный завод открывается в России. Настоящий строительный прорыв был достигнут с внедрением в жизнь производных от цемента материалов — бетона и железобетона, ждать долго не пришлось, это случилось в середине 19 века.

Как делают цемент

Прошло более двухсот лет, но технология производства цемента принципиально не изменилась, разве что применяются теперь более совершенные агрегаты, тоньше стал помол, появились специальные добавки, установились чёткие параметры контрольно-весовых манипуляций. Процесс получения цемента происходит примерно по следующей схеме:

Сырьё (мел/известняк, глина/суглинок) после добычи дробится на куски не более 10 см и смешивается — на выходе получают шлам грубого помола. Далее он ещё несколько раз будет измельчён, каждый раз всё тоньше.
Шлам увлажняется, или наоборот высушивается (есть три метода производства цемента — мокрый, сухой и комбинированный). При сухом способе в печь подаётся не увлажнённый до 30–50% шлам, а сухой порошок.
При температуре примерно в 1400–1500 °С шлам несколько часов обжигается во вращающейся печи до спекания элементов однородный «сплав» — цементный клинкер в виде шариков.
Клинкер перемалывается/перетирается до состояния порошка.
В порошок добавляется порядка пяти процентов гипса, который предназначен для регулирования скорости схватывания. На этой же стадии в получившийся состав могут вводиться различные минеральные добавки, улучшающие некоторые свойства или снижающие себестоимость.
На заключительном этапе происходит проверка качества всей партии — изготавливаются образцы изделий из цементного раствора, которые проходят испытания в лабораторных условиях. На основании опытных исследований каждая партия получает свою марку по прочности.