Di cosa è fatto il cemento?

La parola cemento è familiare a tutti. Anche chi non si è mai occupato di edilizia sa che il cemento è necessario per la malta in muratura, che è il componente principale dei prodotti in cemento armato. Tuttavia, poche persone sanno di cosa è fatto il cemento.

Il cemento è onnipresente. Viene utilizzato non solo nella costruzione di tutti i tipi di edifici. Non puoi farne a meno quando esegui lavori di restauro e riparazione. Non c'è ancora nessun sostituto per il cemento. Ciò giustifica la sua rilevanza.

La base del materiale da costruzione sono i leganti inorganici. Il cemento è essenziale nella produzione di pannelli. Da esso sono ricavate malte in gesso e muratura. Nella composizione dei calcestruzzi, uno dei posti principali è assegnato al cemento.

Fondamentalmente, il cemento è una polvere fine. La caratteristica principale della massa di polvere è che quando interagisce con l'acqua, inizia gradualmente a indurirsi. Il processo di interazione di due componenti (cemento e acqua) termina con la formazione di una massa solida, simile per durezza alla pietra naturale.

Una struttura forte si forma con l'umidità in eccesso. La reazione avviene sia all'aria aperta che in acqua. Dopo l'indurimento, il cemento mantiene la sua forza per lungo tempo.

Le caratteristiche fisiche del cemento dipendono da diversi fattori.

I più significativi sono:

• tipi di additivi;
• il grado di macinazione;
• composizione.

La finezza della macinatura del cemento influisce sulla resistenza e sul tempo necessario per l'indurimento. La macinatura fine fornisce una maggiore resistenza e una polimerizzazione più rapida.

Per determinare la finezza della macinatura, viene utilizzato uno speciale setaccio con le celle più piccole fino a 80 micron. Quando si prepara una malta da cemento macinato troppo finemente, è necessaria più acqua. Questo svantaggio viene eliminato mescolando particelle di diverse dimensioni: grandi e piccole. I grani di polvere di 80 micron sono considerati grandi e piccoli - 40 micron.

Il cemento ha le seguenti proprietà:

• forza;
• resistenza alla corrosione;
• resistenza al gelo;
• richiesta d'acqua;
• tempo di presa (indurimento).

Questo indicatore dipende dal marchio. Determinare le proprietà di resistenza eseguendo test di compressione. Il vuoto esperto viene tenuto sotto carico durante il mese lunare - 28 giorni. Dopo aver testato il campione, al cemento viene assegnata una designazione appropriata. La forza è misurata in MPa.

I prodotti in cemento armato sotto l'influenza di acqua e altri mezzi liquidi iniziano a corrodersi. L'impatto negativo viene eliminato in diversi modi. Ad esempio, è possibile modificare la composizione, aggiungere materiali idroattivi alla miscela di polveri. La presenza di sostanze specifiche impedisce il verificarsi di reazioni chimiche dannose.

La resistenza alla corrosione aumenta con l'uso di additivi polimerici. Di conseguenza, la microporosità viene ridotta e la durata dei prodotti aumenta.

Il cemento pozzolanico ha la massima protezione contro la corrosione.Pertanto, viene utilizzato per la costruzione di strutture gestite in condizioni di elevata umidità.

Uno dei principali indicatori della qualità dei cementi è la capacità di congelare e scongelare ripetutamente un prodotto in calcestruzzo.

La pietra di cemento contiene micropori che contengono acqua. Durante il congelamento, l'acqua può aumentare di volume dell'8%.

Nella costruzione, non viene utilizzato cemento senza additivi. I componenti vengono aggiunti a diversi gradi che conferiscono al cemento la capacità di resistere alle variazioni di temperatura.

Nel processo di produzione del calcestruzzo sono inclusi additivi aeranti. Le bolle d'aria più piccole sono distribuite uniformemente all'interno del corpo in calcestruzzo, il che risolve il problema associato al congelamento dell'acqua e alla sua espansione.

È la quantità di acqua, espressa in percentuale, necessaria per ottenere la consistenza ottimale della malta.

In una soluzione della densità nominale dell'acqua, quanto il cemento può contenere in sé. Ad esempio, nel cemento Portland, questo valore è compreso tra il 22 e il 28 percento.

Il calcestruzzo migliore si ottiene dal cemento con una bassa richiesta di acqua.rispetto a quello con un tasso elevato. Nel primo caso, i prodotti sono resistenti alle temperature estreme. Nel secondo, il calcestruzzo ha una porosità aumentata e non è affatto adatto alla costruzione. Tale cemento viene utilizzato per la produzione di recinzioni in cemento armato o strutture di drenaggio.

Questo è il periodo di tempo corrispondente al cambiamento delle proprietà fisiche della boiacca cementizia dallo stato di plasticità alla formazione di una pietra.

Una soluzione che non si solidifica troppo rapidamente, ma non molto lentamente, è considerata ideale. Il tempo di presa è regolato dalla presenza di una certa quantità di gesso nel materiale. Il volume maggiore di gesso fornisce un'impostazione più rapida. Mentre una diminuzione del suo contenuto contribuisce a una più lunga solidificazione della soluzione.

Secondo lo standard, in condizioni normali, il cemento Portland inizia a fare presa dopo tre quarti d'ora. Il processo di indurimento dovrebbe essere completato in 10 ore.

Il cemento è prodotto da imprese specializzate. I cementifici sono costruiti nelle immediate vicinanze dei siti di estrazione delle materie prime.

Le materie prime per la sua produzione sono ottenute da rocce naturali:

• fossili di tipo carbonatico;
• materiali argillosi.

I carbonati hanno una struttura amorfa o cristallina, che determina l'efficacia dell'interazione del materiale con altri componenti durante il processo di cottura.

Le rocce carbonatiche includono:

• gesso;
• marne (calcare marnoso);
• calcari, compresa la roccia conchiglia;
• rocce di tipo dolomitico.

I materiali argillosi sono rocce sedimentarie. Possedendo una base minerale, sono dotati di plasticità e con eccessiva umidità possono aumentare di volume. I materiali argillosi sono utilizzati nel metodo di produzione a secco.

Le rocce di argilla includono:

• argilla;
• terriccio;
• scisto a base di argilla;
• loess.

Oltre alle materie prime, nella produzione del cemento vengono utilizzati additivi correttivi.

Sono ottenuti da fossili, che includono:

• apatite;
• allumina;
• fluorite;
• silice.

Gli additivi introdotti secondo una certa tecnologia migliorano la qualità del materiale descritto.

La composizione del cemento dipende dalle caratteristiche richieste, che sono determinate dal grado assegnato al materiale.

Il cemento Portland più popolare è costituito da:

• 60% calce;
• 25% di biossido di silicio;
• 10% di ferro e ossidi di gesso;
• 5% di alluminio (allumina).

In diversi marchi, la percentuale di materie prime è diversa, così come la composizione stessa. Ad esempio, il cemento Portland di scorie contiene scorie. Le proporzioni quantitative possono anche variare con le peculiarità della tecnologia scelta per la produzione di materiale da costruzione.

Per qualsiasi marca di cemento e per qualsiasi metodo di produzione, calcare e argilla rimangono componenti inalterati. Inoltre, il calcare è sempre tre volte più dell'argilla. Questo rapporto contribuisce alla produzione di clinker di alta qualità, da cui viene prodotto il cemento.

Nell'industria, i seguenti componenti vengono utilizzati per la produzione di cemento:

• clinker;
• gesso;
• additivi speciali.

Il clinker è il componente più importante del cemento. Determina le proprietà di resistenza del materiale finale. Il clinker entra nel processo produttivo sotto forma di granuli. Il diametro dei granuli varia tra 10-60 mm. Il trattamento termico del componente viene effettuato ad una temperatura di circa millecinquecento gradi.

La quantità di gesso è determinata dal periodo di indurimento impostato. Nella versione base, il gesso sotto forma di polvere è incluso nel cemento in un volume del 6%.

In primo luogo, il calcare e l'argilla sono mescolati in un rapporto 3/1. La miscela viene quindi cotta ad alta temperatura. Di conseguenza, si forma un materiale di partenza per la produzione di cemento. Si chiama clinker. Il clinker granulare viene inviato ai mulini a sfere per la macinazione.

Ci sono tre modi per fare il cemento.

A seconda della tecnologia di produzione, può essere:

• bagnato;
• asciutto;
• combinato.

Le differenze risiedono nei metodi di preparazione della materia prima.

In conformità con la tecnologia a umido, al posto della calce viene utilizzato il gesso. Si mescola con argilla e altri ingredienti con l'aggiunta di acqua. Il risultato è una carica con un contenuto di umidità dal 30 al 50 percento. Il batch viene convertito in palline di clinker durante la cottura.

La tecnologia a secco accorcia il processo di produzione, poiché le due operazioni (essiccazione e macinazione) sono combinate in una. La carica risultante diventa polverosa.

In diverse aziende, il metodo combinato viene utilizzato in modi diversi. In alcuni casi, viene prima ottenuto un lotto secco e quindi inumidito. In altri, usano un metodo non umido, ma semisecco con una bassa umidità non superiore al 18%. La cottura viene eseguita in entrambi i casi.

Esistono molte varianti di cemento. Il più famoso è il cemento Portland.

Altre opzioni di materiale sono piuttosto popolari:

• scorie;
• pozzolanico;
• alluminoso;
• in espansione.

Il cemento Portland è prodotto in diversi gradi: 400, 500, 550, 600. Le malte sono realizzate in cemento M400.

Il cemento Portland bianco è caratterizzato da una macinatura fine. La composizione include additivi a basso contenuto di ferro, gesso e dolomite. Differisce in alta resistenza e resistenza alle precipitazioni atmosferiche. I prodotti in cemento Portland bianco hanno un aspetto estetico. Viene utilizzato nella produzione di pavimenti autolivellanti, elementi decorativi e nella costruzione di strade. È la base per i cementi colorati.

Il cemento Portland resistente ai solfati viene utilizzato nella produzione di pali, sostegni per ponti, strutture idrauliche, ovunque vi siano ripetuti inumidimenti e asciugamenti di strutture, dove le strutture sono soggette a gelo e disgelo.

Lo scopo principale dei cementi di scoria è creare prodotti in calcestruzzo per strutture situate sotto terra e sott'acqua.

I cementi pozzolanici sono necessari nella costruzione di dighe, strutture idrauliche fluviali, varie comunicazioni sotterranee, poiché sono dotati di resistenza agli effetti dell'acqua dolce.

Quelli in allumina non temono le acque del mare, quindi fanno parte dei prodotti in cemento armato a contatto con acque saline. Può essere utilizzato per l'occlusione urgente di pozzi, compresi i pozzi petroliferi; quando si cementa in inverno; per il fissaggio di crepe nelle rocce.

È possibile preparare il cemento a casa se è possibile raggiungere una temperatura elevata per la cottura. Forse il massimo che si può ottenere con un metodo artigianale è il cemento di grado M 200. Avrai bisogno di gesso e caolino in un rapporto di 3 a 1. Circa il 5% di polvere di gesso dovrebbe essere aggiunto alla sostanza cotta e frantumata - e il cemento è pronto.

Anche quando si trova tutto ciò di cui hai bisogno, non vale la pena impegnarsi da solo nella produzione di cemento. Prima di iniziare il lavoro, rispondi alla domanda sull'adeguatezza del processo. È improbabile che il tuo lavoro e i costi sostenuti paghino. Molto probabilmente, è più redditizio acquistare semplicemente un sacchetto di cemento già pronto.

Quando scegli il cemento per determinate esigenze, ricorda che ci sono molte varietà. La scelta giusta nella fase iniziale del lavoro garantirà la durabilità dell'edificio. Non dovresti sempre dare una scelta a marchi più alti e più costosi. La forza del prodotto non aumenterà da questo e i costi non saranno giustificati.

Guarda il video qui sotto per il processo di produzione del cemento.