Как сделать цемент в домашних условиях. Современные технологии производства качественного цемента

Несмотря на то, что существует такое понятие, как цемент заводского производства, довольно часто перед строителями небольших объектов, да и просто в быту, встает вопрос самостоятельного его изготовления. Зачастую это действительно удобнее и экономичнее, чем приобретение готового материала.

При замешивании раствора своими руками необходимо строго соблюдать пропорции компонентов и позаботиться об их качестве.

Существуют различные методики, как сделать цемент, позволяющие сделать его своими руками.

Свойства и состав цемента

Соотношение цемента и песка в растворе для кладочных работ должно быть 1:3.

В строительстве жилья необходимы такие материалы, как кирпич, блок, стеновая панель. И порой для того, чтобы сделать возводимую конструкцию прочной, нужно эти материалы связать так, чтобы получилась монолитная система. Для таких целей используется портландцемент. Его прочностные характеристики исчисляются коэффициентом прочности при изгибании или сжимании состава, основу которого составляют песок и цемент, соотносимые в частях 3:1. Почти месяц данный раствор содержится при соблюдении особого температурного режима и режима влажности. Существуют различные варианты данного вида цемента, отвечающие разным эксплуатационным требованиям. Например, особая стойкость к воздействию влаги.

В целом же в любой состав, используемый для строительства, входят вода, песок, являющийся заполнителем, вяжущие вещества: цемент, известка, гипсовый порошок. Сделать самостоятельно такой раствор крайне просто: смешивают сухой цемент с сухим песком (известью), причем песка должно быть 2-5 частей. Либо замешивают 1 цементную долю с 2 долями известки, добавляя до 9 долей песка. Полученную смесь используют для возведения фундаментов и стен, при устройстве стяжки на полу, штукатурных работах (внешних и внутренних), а также там, где возможна высокая влажность.

Песок, используемый для приготовления раствора, должен быть чистым и просеянным сквозь специальное сито.

Стоит знать, что при замешивании раствора своими руками нужно верно соблюдать пропорции компонентов в зависимости от того, каково будет применение смеси. Так, для фундаментов делаем замес цемента и песка в соотношении 1:1 или 1:2, при выполнении кладочных работ — 1:3, штукатурных — 1:6. На качество изготовленных смесей будет влиять количество жидкости в их составе, которого не должно быть менее 65%. Это придает раствору гибкость и пластичность, не только облегчает строительные работы, но и влияет на долговечность возводимой конструкции.

Итак, для соблюдения данных норм при изготовлении раствора берут только теплую воду, заливают ее в предварительно перемешанные компоненты аккуратно, затем полученное размешивают тщательнейшим образом. Имеет значение и однородность получаемой смеси, а для этого особое внимание следует уделить качеству применяемого песка, он должен быть чистым и просеянным сквозь специальное сито. Нельзя брать речной или заиленный песок. Если добавляется гравий, то его также следует хорошенько помыть и высушить.

При смешивании, вне зависимости от того, какой объем вы хотите получить, все компоненты насыпаются постепенно. В качестве подсобных средств можно использовать обыкновенную дрель с винтообразной насадкой. Сделать раствор будет удобно, используя большое корыто или старую ванну. Полученную смесь следует употребить быстро — не позднее, чем через полчаса, потом она теряет гибкость, начинает покрываться коркой и затвердевает.

В процессе приобретения материалов для строительного раствора обращайте внимание на условия их хранения. Сухой цемент должен быть сухим, а не разбухшим от избыточной влажности. В идеале он должен храниться в теплом и сухом месте.

Таким образом, на качество цемента, изготовленного своими руками, неизменно повлияют свойства исходных компонентов, условия их хранения и применения, правильный и тщательный замес раствора.

Защита цемента от мороза

Чтобы предотвратить растрескивание цемента под воздействием минусовых температур, следует использовать обычный раствор соды.

Серьезной проблемой при проведении внешних строительных работ является проблема растрескивания цемента. Главным его врагом является холод. Любопытно, но факт: чтобы предотвратить это, следует использовать обычный раствор соды. Австрийский инженер доказал, что такой раствор защищает портландский цемент от воздействия минусовых температур. С целью проведения опыта бралась известка — 1 порция по отношению к цементу, 1 порция извести и 3 песка, раствор соды добавляли в готовый цемент так, чтобы на 1 л цемента приходился 1 кг соды, разбавленной в 3 литрах воды. Далее смесь выдерживали около 15 часов при температуре -32°, потом 3 часа сушили. В результате цемент абсолютно не изменил своих свойств. Вывод: добавляя в портландский цемент соду, растворенную в воде, можно гарантировать высокую морозоустойчивость применяемого цемента.

Цемент для разных нужд

Наиболее сложно сделать цемент для кладки камня и штукатурных работ. Процесс потребует специальных знаний, строгого следования пропорциям и употребления только качественных компонентов. Существуют технологии изготовления растворов с особыми свойствами. Например, цемент на основе едкой извести применяется для заделки комнатных полов (известь на водной основе смешивают с золой и водой, пока не получится вязкая кашица); ремонта изделий из железа (30 порций толченого графита, 15 — извести, 40 — бланфикса перемешиваются, добавляется лак на основе льняного масла). Для замазки алмазов берется 30 порций свинцового глета, 10 — извести, 20 — мыла, 50 — графита, все это смешивается с льняным маслом. Цинковая замазка изготавливается из 20 порций извести, 4 — серного цвета, которые смешиваются с 10 порциями горячего клея, в составе которого 7 порций составляет вода. Замазку для печей готовят на основе равных частей графита, костного угля, песка, извести, смешанных с кровью быка или влажным творогом.

Приготовленный цемент быстро теряет гибкость, начинает покрываться коркой и затвердевает, поэтому следует употребить его не позднее, чем через полчаса.

«Идеальным цементом» называют цемент, изготовленный из порошка свинцового глета, просушенного в печи и смешанного с глицерином. Раствор превосходит по своим прочностным качествам портландский сорт. Кроме того, он совершенно не боится влаги, высоких температур, не образует трещин (не меняет объема при затвердевании), имеет уникальное свойство склеивать любые материалы.

Есть еще китайский рецепт приготовления цемента, который прекрасно склеивает кожу, мрамор, гипс, фаянс, фарфор и многое другое. В его вязкий состав включают 54 порции извести, смешанной с 6 порциями порошкообразных квасцов, добавляют 40 порций свежей взбитой животной крови, все это хорошо перемешивая. Такой цемент в жидком виде становится прекрасной водонепроницаемой краской.

Оптимальные рецепты

Сделать цемент для склеивания минералов можно, смешав 6 порций мастики с частью белил на основе свинца, растерев полученный состав в мелкий порошок, который далее потихоньку добавляют, помешивая, в растопленный на огне белый воск. Готовая масса очень прочно соединяет даже камни, не говоря о прочих предметах. Нужный цвет при необходимости можно получить, добавив в процессе приготовления немного краски.

Врагами цемента являются: влажность и углекислый газ. Потеря активности цемента может составлять до 15% каждый месяц.

Для того чтобы зацементировать плиты или камни, используют следующий состав. Одну порцию серы и смолы, растворенных в разных емкостях, соединяют, далее кладут, помешивая, 3 порции порошка глета свинцового, 2 порции размолотого песка. Сухие плиты или камни смазывают олифой, после чего заливают трещины и промежутки готовой смесью. Такое покрытие хорошо защищает камень от осадков и перепадов температур.

Цемент, склеивающий стекло, также можно приготовить своими руками, причем разными способами. Одну порцию порошкообразной извести растирают с 2,5 порции яичного белка, добавляют 1 порцию воды и 5,5 — гипса, сразу же наносят полученное на поверхность склеивания. Или: 10 порций желатина растворяют на небольшом огне, соединяя с 15 порциями уксусной эссенции, далее добавляют 5 порций аммония двухромовокислого. Данный состав можно хранить в темном флаконе и темном помещении.

Довольно трудно бывает наклеить стекло на металлическую поверхность. Для этих целей пригоден такой цемент. Берем 125 гр порошкообразной канифоли, 36 гр воска белого, 75 гр сурика железного, нагреваем их на малом огне, когда образуется жидкость, с огня снимаем, крайне осторожно добавляем 18 гр качественного скипидара, смешиваем деревянной ложкой и остужаем. Либо: 10 порций смолы и порцию воска (желтого) плавим на огне, такая смесь хорошо приклеит стекло на металл.

Как сделать цемент? Вопрос, на первый взгляд, сложный. Но, следуя этим рекомендациям, можно изготовить цемент не только для строительства, но и для решения многих других часто возникающих бытовых задач.

«И сказали друг другу: наделаем кирпичей и обожжём огнём. И стали у них кирпичи вместо камней» (Ветхий завет, Бытие, 11-3)

Данный материал является логическим продолжением статьи о самане и публикуется как продолжение к с его разрешения;).

Речь у нас пойдет не о домах и об убежищах, а об использовании «нанотехнологий» в строительстве - о строительных смесях и бетонах. В основном конечно о строительных смесях, т.к. бетон это строительная смесь с наполнителем.

Для начала о паре вещей, на которые мало кто обратил внимание в статье daMIR"а. А именно «трамбуют, заливают 6-миллиметровым слоем известкового раствора нормальной жирности и укладывают очередной слой грунта», «если к землебиту добавить 1-2 мешка цемента то стоять будет вечно» и одному не напечатанному комментарию моего коллеги (озвученному в беседе) который посоветовал добавлять немного перепревшего навоза в саман.

Дело в том что во всех этих случаях применялась добавка связующего вещества (неорганического или органического), которые значительно повышали влагостойкость и прочность стен из самана. А о крепости строительных смесей на основе извести можете судить сами на примере Римского Колизея – там камни соединены подобным раствором.

Ну а теперь собственно к делу.

Честно говоря я хотел начать изложение с ОФИЦИАЛЬНОЙ истории цемента и предложить использовать после БП промежуточный результат данной эволюции. Но позавчера я посмотрел 4 серию цикла «История. Наука или вымысел» под названием «Алхимия пирамид» и это перевернуло все мои мысли.
В данном фильме рассказывается о гипотезе французского химика Иосифа Давидовича, подтвержденной группой исследователей российской академии наук о том что пирамиды были построены из бетона (искусственного камня – т.е. цемента с наполнителем, прошу не путать с портландцементом). Если Вы не сможете посмотреть этот фильм ознакомится с гипотезой можно например , или . В фильме и статьях подробно описываются доказательства этого.

Весь сыр бор из за того что современная технология производства цемента (портландцемента) требует достаточно сложных промежуточных технологий для создания температур обжига около 1450 градусов, что не возможно было в древнем Египте. Давидович предположил, что египтяне использовали ХОЛОДНУЮ технологию цемента (то есть смесь из природных материалов не обжигалась, но также под воздействием воды превращалась в камень) и назвал ее геополлимерный(указывая что в состав входят и менеральные и органические вещества) цемент, он даже ее продемонстрировал.

ВОТ ОНО –думаю. Найду рецепт и все будет ГУД.

Но не все так просто – свой рецепт Давидович не раскрывает, кто либо другой рецепт этот особо не ищет – по причине того что дешевле портландцемента вряд ли что-то будет, а исследования требуют денег. В этом заинтересованы только историки. Да и материалы для изготовления геополимерного цемента будут гораздо дороже чем для современных цементов.

Короче рецептуры именно Давидовича в открытых источниках нет. Дошло до того что некоторые личности с физикохимическим образованием утверждают что сама идея цемента с основным вяжущим веществом не подвергаемым термической обработке – абсурдна. Оставим это на их совести - это не моя цель. Моя цель найти легко доступный аналог портландцемента.

И пару простеньких БПшных рецептов:
Есть такая книга «Энциклопедия забытых рецептов» 1994 года выпуска, и хотя в ней собраны рецепты кустарей и ремеслиников конца 19 начала 20 века, некоторые вещи возможно использовать и после БП. Залез в раздел цементов и нашел там рецепт водостойкого белого цемента для БП: 75% мела + 25% обожженного до красного каления каолина. И все. По мне так не сильно затратно – меловые горы в природе существуют, а каолин (белую глину) вполне реально заменить другой обожженной глиной.
Плиний (Древний Рим) приводит состав гидротехнического бетона из извести, пуццоланы(горные породы, состоящие из рыхлых продуктов вулканич. извержений пепла, пемзы и др. в СССР месторождения П. и трасса имеются па Сев. Кавказе (г. Нальчик), в Крыму (гора Карадаг) и Армянской ССР) и битого туфа в пропорции 1:2:1

А что же нам делать, если нет рядом ни Нила ни меловых гор. Наши предки, например, в цемент добавляли толченый чеснок или белок яйца. Я сначала думал, что это сильно затратно, но как оказалась органического связующего возможно добавлять всего около от 0,1 до 1 процента от общей цементной массы для увеличения прочности, если оно вводится параллельно с неорганическим.

Поэтому после всего прочитанного я решил наплевать на историю цемента и попытаться изучить закономерности составления цементных смесей. Что из этого получилось судить вам.

Для начала определился с требованиями - строительная смесь после БП должна удовлетворять следующим требованиям:
Доступное сырье, отсутствие дорогих/редких или сложно получаемых компонентов.
Достаточно простая технология производства
Прочность современного портландцемента для меня не нужна. И хотя даже сейчас стоят здания «на яйце», отковырять от стены которых кусок цемента не совсем легко. Такая крепость без соблюдения сложной рецептуры не достижима. Да и нужна ли? Посмотрите на настоящие камни египетских пирамид – скажем честно - крошится. И кстати если вы откроете любой учебник по бетону, то там написано что такие параметры бетона как прочность, водоустойчивость и т.д. ВО МНОГОМ зависят от наполнителя (гравия, керамзита и т.д.), а не только от цемента.

Определим, что именно называем цементом - порошкообразный строительный вяжущий материал, который - обладает гидравлическими свойствами. То есть при взаимодействии с водой или другими жидкостями цемент образует пластичную массу (цементное тесто), которая, затвердевая, превращается в камнеподобное тело.

Для начала немного теоретической части , естественно не моей, и кстати большая половина касалась штукатурки. Но сами знаете «муж да жена – одна сатана».

Вяжущие материалы в зависимости от происхождения подразделяются на неорганические - известь, гипс, цементы, растворимое стекло и органические - битумы, дегти и смолы.
Добавки к вяжущим - материалы, добавляемые к растворам для ускорения или замедления твердения вяжущих, а также специальные добавки.

Неорганические гидравлические вяжущие смеси, которые нас могут заинтересовать это известково-шлаковые, известково-пуццолановые(вулканические), известково-зольные вяжущие и гидравлическая известь.

В зависимости от свойств добавок их можно разделить на следующие группы: активные минеральные добавки; поверхностно-активные добавки; добавки для ускорения и замедления схватывания вяжущих.

Активными минеральными гидроизоляционными добавками называют природные или искусственные вещества, которые при смешивании в тонкоизмельченном виде с известью-пушонкой и затворении водой образуют тесто, способное после твердения на воздухе продолжать твердеть и под водой.
Активные минеральные добавки применяют при производстве различных видов цемента для экономии его расхода и расхода других вяжущих при приготовлении раствора и для придания растворам гидроизоляционных свойств.
К природным активным минеральным добавкам относятся породы осадочного происхождения
- диатомиты - твердые породы, состоящие преимущественно из скопления микроскопических панцирей диатомитовых водорослей и содержащие главным образом кремнезем в аморфном состоянии; - трепелы - горные породы, состоящие из микроскопических, преимущественно округлых, зерен и содержащие главным образом кремнезем в аморфном состоянии;- опоки - уплотненные диатомиты и трепелы;- породы вулканического происхождения;- пеплы - породы, содержащие алюмосиликаты и находящиеся в природе в виде рыхлых, частично уплотненных отложений;- туфы - уплотненные и сцементированные вулканические пеплы;- пемзы - камневидные породы, характеризующиеся пористым губчатым строением – ил (и хотя это органика, это я сам воткнул сюда, т.к. это единственное что представляю как выглядит и где искать;))

К искусственным активным минеральным добавкам относятся:- кремнеземные отходы - вещества, богатые кремнекислотой, получаемые при извлечении глинозема из глины;- обожженные глины - продукт искусственного обжига глинистых пород (керамзита, глинита, цемянки) и самовозгорающиеся в отвалах пустых шахтных пород (глинистых и углистых сланцев);- топливные золы и шлаки - побочный твердый продукт, образующийся после сжигания при определенной температуре некоторых видов топлива, в составе минеральной части которых преобладают кислотные окислы;- доменные гранулированные шлаки - кислые и основные, получаемые при выплавке чугуна и превращаемые в мелкозернистое состояние путем их быстрого охлаждения
(Примечание: а по мне после БП проще всего размельченный кирпич, тем более понятно где его брать или пережженная глина)

Поверхностно-активные добавки - это преимущественно органические вещества, способные изменять связь между водой и поверхностью частиц вяжущего. Тут было мно че написано не понятного – не буду приводить, просто сажу что можно поэкспериментировать с мылом или спиртом – теоретически их не большая прибавка может ОЧЕНЬ сильно изменить свойства цемента.

И наконец добавки для ускорения и замедления схватывания вяжущих веществ
Для замедления схватывания гипса применяют следующие замедлители: водный раствор животного клея (мездровый, костный) 10%-ной концентрации, гашеную известь, щелок.
Водный раствор клея вводят из расчета 0,2-0,5% (на сухое вещество) от массы гипса; это удлиняет срок схватывания на 20-30 мин. В летнее время ввиду склонности к загниванию эту добавку готовят из расчета не более трехдневной потребности.
Гашеную известь вводят в количестве 5-20% от массы гипса -время схватывания гипса замедляется на 15-20 мин.
Щелок вводят в растворы в количестве 1-2% массы гипса.

Возможно добавление еще и органических вяжущих материалов - вещества орг. происхождения, способные переходить из пластич. состояния в твердое или малопластичное в результате полимеризации или поликонденсации. По сравнению с минер. вяжущими материалами они менее хрупки, имеют большую прочность при растяжении. К ним относятся продукты, образующиеся при переработке нефти (асфальт, битум – сложновато будет сделать), продукт термич. разложения древесины (деготь – намного более интересно). (Ил я перенес на верх, хоть и не научно – зато более реально). И те же небезызвестные: толченый чеснок, белок яйца, навоз и т.д.

Ну и наконец - Практические советы или несколько частностей о вяжущих материалах :

Глина . - это мягкая, мелкодисперсная разновидность горных пород. При разведении водой образует пластичную массу, легко подвергающуюся любому формообразованию. При обжиге глина спекается, твердеет и превращается в камневидое тело, а при более высоких температурах обжига расплавляется и может достичь стекловидного состояния.
Глина состоит из различных минералов, поэтому бывает разного цвета. Служит вяжущим материалом для приготовления глиняных растворов, применяемых при кладке печей, штукатурке, изготовлении кирпича, глинобитных стен, глиносоломенной кровли и других работах.
Глина имеет свойство впитывать воду до определенного предела, после которого она уже не в состоянии ее впитывать или пропускать через себя. Это свойство глины используется для создания насыпных гидроизоляционных слоев.

Гипс . Сырьем для получения строительного гипса служит природный гипсовый, или, как его часто называют, алебастровый камень. Залежи гипсового камня имеются во многих районах страны. Изготавливается путем обжига и помола или помола и обжига.
В зависимости от условий термич. обработки, скорости схватывания и твердения гипсовые вяжущие материалы могут быть:
1) быстросхватывающимися, быстротвердеющими и низкообжиговыми (т-ра обжига 110-190°С). К низкообжиговым относятся строительный, формовочный, высокопрочный гипсы и гипсоцементно-пуццолановое (вулканические) вяжущие.
2) медленносхватывающимися и медленнотвердеющими высокообжиговыми (т-ра обжига 600-900°С). Ангидритовые вяжущие используют после совместного помола с катализаторами твердения- известью, обожженным доломитом и др. Гипсо-во-ангидритные вяжущие материалы применяют для изготовления панелей, перегородок, плит, стеновых камней, архитектурно-декоративных изделий, моделей и форм в фарфоро-фаянсовой и керамич. пром-сти, ортопедич. корсетов и др.

Известь . Известь и микробов убивает, и воздух от вредных аэрозолей очищает лучше всяких кондиционеров с фильтрами.
Процесс производства извести не трудный, но для него нужна печка и уголь. Процесс выжигания происходит при температуре от 800 и выше. На дровах такой режим трудно создать. В обыкновенной домашней печке за одну топку можно выжечь килограмм-полтора сырья. Из него получится после гашения примерно полведра известковой сметаны или ведро извести для побелки.
В среднем печку топят пять-шесть месяцев в году. Нетрудно подсчитать, сколько можно выработать за отопительный сезон. Хватит на добрую стройку.
Сырьем для производства извести служат известковые камни. Отличают их от простых камней тем, что они легче бутовых камней и гранита и на вид серо-голубого цвета. Легко царапается металлическими предметами. И самое главное, если на них капнуть кислоту, то они начинают шипеть и пениться, но это концентрированную кислоту – ее после БП достать согласитесь сложно. Поэтому могу рассказать для поиска еще вот что: известняк осадочные породы, которые образовались уплотнением осадков мировых океанов. Поэтому при ударе молотком они раскалываются слоями И еще такими камнями очень часто делают железнодорожные насыпи. Иногда такой щебенкой делают поверхностную обработку автодорог. Если в вашей местности есть завод по производству силикатного кирпича, то вообще отлично. Это производство использует то сырье, которое вы ищите. Думаю, что способ «приобрести» камни с завода вы найдёте.
Процесс выжигания такой: уголь должен быть просеян на сите с ячейкой 10 на 10 мм. Известковые камни не толще 20 мм, 10-15 мм - ещё лучше. Большие камни легко долбятся молотком, по слоям.
Растапливаете печку. Засыпаете ведро угля, когда хорошенько разгорится, разровняйте топку кочергой, насыпьте еще полведра угля. После этого начинаете закладывать сырьё на уголь, раскладывайте равномерно в один слой, после этого дайте печке снова разгореться, после этого засыпьте полведра угля так, чтобы сырьё накрылось. После этого возьмите пару совков того угля, что отсеяли (пыли) и насыпьте сверху, чтобы жар продержался до утра. Утром можете начинать вынимать.
Выемку лучше делать специальными клещами. После того как камни вытащили, осмотрите их. Хорошо отожженные камни белого цвета и гораздо легче сырья.
Затем известь следует разгасить. Процесс гашения ведут на улице. В металлическую посуду надо залить воды, а затем туда понемногу сваливают полученную продукцию. Разложение извести идет очень бурно, поэтому следует быть очень осторожным.
Через пару дней известь готова к применению. Погашенная известь превращается в тесто, которое можно хранить много лет. От продолжительного хранения свойства извести могут даже улучшиться. Для получения вяжущего раствора известковое тесто смешивают с песком. Такой раствор используют при кладке фундаментов под печи, дымовых труб высотой до 4-5 м и применяют для оштукатуривания стен домов и печей.

Для повышения водостойкости известковых растворов, в них вводят тонкомолотые обожженную глину, бой кирпича или вулканические породы (пепел). При тонком подборе рецептуры можно получить изобретенную в 1756 году англичанином Д. Смитом гидравлическую известь. Получаемую обжигом известняка с глинистыми примесями - продукт умеренного обжига (не до спекания) мергелистых известняков (мне к сожалению это ничего не говорит), содержащих от 6 до 20 % глинистых примесей. Гидравлическая известь имеет свойство затвердевать не только на воздухе, но и в воде.

В конце статьи хочу привести метод выяснения оптимальной пропорции компонентов бетона.
В основе его лежит метод подбора состава бетона по абсолютным объемам, который предполагает полное отсутствие пустот при приготовлении бетонной смеси.
Все что нам потребуется это - ведро, литровая банка и, собственно те наполнители, из которых будет состоять бетон, как правило, это щебенка, цемент, песок, и вода.
Для начала, посчитаем сколько в ведре умещается банок воды, выливая их туда одну за другой. Получим, к примеру, 10 штук. Запишем.
Затем, наполним ведро щебнем до краев и будем наливать в него воду банкой наполненной тоже всклянь, чтобы знать, каким объемом воды мы наполнили ведро. Когда вода достигнет краев, запомним количество залитой воды. Это будет объем пустот, после загрузки щебня. Допустим, получили 5 банок.
Теперь вывалим все из ведра, банку вытрем насухо и засыплем в ведро столько банок песка, сколько залили в заполненное щебнем ведро, в нашем случае 5 штук.
Снова заливаем воду и считаем банки, пока вода не достигнет поверхности песка. Скажем, получили 3. Эта цифра покажет нам объем цемента, который потребуется для заполнения всех оставшихся пустот, после загрузки щебня и песка.
Вот собственно и все. В нашем случае (для наших щебня и песка) пропорции заполнителей и цемента для нашего бетона будет следующими: щебень – 10 частей, песок – 5 частей, цемент – 3 части.
Заметим, что за прочность бетона на сжатие отвечает, в основном щебень, поэтому от качества щебня будет зависеть и прочность бетона. В результате использования щебня, мы улучшим такие характеристики как: прочность, долговечность, понизим усадку и ползучесть бетона, а также сэкономим цемент – самый дорогостоящий компонент в составе бетона.
Мелкие заполнители отвечают за прочность бетона на сдвиг, для этого они должны равномерно и плотно заполнить пустоты между зернами щебня.
Что касаемо раствора для укладки кирпича или камня, то методика аналогична, но меряем только песок цемент и воду.

И наконец, все это ТЩАТЕЛЬНО перемешиваем – это и есть секрет удачных строителей.

В самом конце скажу, что как сами уже догадались я не все это сам придумал – источников было ОЧЕНЬ много, поэтому могут быть ошибки. Но моей главной целью было показать, что в случае необходимости замену цементу можно придумать и показать возможные направления поиска, как сказал один из коллег, когда все наладится;)

Любое строительство не может обойтись без цемента. Это неорганическое вяжущее входит в состав штукатурных и шпаклевочных смесей, без него невозможно приготовление бетона, растворной смеси. Цемент не является природным ископаемым, для его приготовления сырье необходимо обжечь, затем измельчить полученный клинкер до состояния порошка и смешать в определенных пропорциях с соответствующими добавками.

В принципе, технологический процесс приготовления цемента не очень сложен, сделать цемент можно и своими руками.

Как делают цемент

Для приготовления цемента используются карбонатные и глинистые породы. Также для производства цемента могут использоваться отходы промышленности (шлаки и т. д.). Техпроцесс включает в себя 3 этапа:

1. Подготовка сырья. В конце этого этапа необходимо получить шлам – смесь известняка и глины в пропорции примерно 3:1. Хотя это соотношение сильно зависит от свойств горных пород и постоянно корректируется для получения цемента требуемого качества.
2. Далее шлам обжигается в печи (1450°С), под действием высокой температуры смесь известняка и глины спекается. После обжига клинкер перемалывается до порошкообразного состояния.
3. Для получения цемента в полученный порошок достаточно ввести 5% гипса и ряд добавок (в зависимости от требуемых свойств цемента).

В зависимости от использованных добавок различают такие виды цементов как:

• гидрофобный – устойчив к воздействию влаги, содержащейся в атмосфере. Его использование придает бетону повышенную водонепроницаемость и морозостойкость вплоть до F1000;

• белый – чаще всего используется для приготовления сухих смесей, готовых к употреблению;

• расширяющийся цемент. Тогда как остальные виды цементов уменьшаются в объеме при твердении бетонной смеси, расширяющийся цемент позволяет достичь обратный эффект;
• пуццолановый цемент – отличается пониженным тепловыделением. Чаще всего используется для бетонирования объемных объектов, благодаря сниженному тепловыделению значительно уменьшается опасность неравномерной осадки (а следовательно и растрескивания);
• цветной цемент – используется для изготовления изделий, не требующих дальнейшей обработки. Используется либо белый клинкер, либо вводятся красители в бетонную смесь;

• глиноземистый цемент – его отличительная особенность состоит в том, что до 50% прочности он набирает уже в течение суток после укладки бетонной смеси. Благодаря выделению большого количества тепла часто используется при строительстве в зимнее время.

Производство цемента своими руками

Главной проблемой в приготовлении цемента своими руками является необходимость обжига при высокой температуре. Поэтому понадобится как минимум обжиговая печь и мельница для того, чтобы измельчить приготовленный клинкер. Но даже в этом случае в домашних условиях вряд ли удастся получить цемент для приготовления бетона марки свыше М200. Хотя и этот результат возможен лишь при условии строжайшего соблюдения пропорций и этапов техпроцесса.

Перед приготовлением цемента своими руками нужно оценить 2 фактора:

• фронт работ. Создание самодельной производственной линии оправдано только при условии сравнительно большого объема работ;
• условия работы. Учитывая небольшую прочность конструкций из бетона с использованием самодельного цемента, целесообразно применять его только для конструкций, не испытывающих серьезных нагрузок.

С учетом этих факторов нужно оценить экономическую эффективность «кустарного» производства.

Собственно приготовление цемента в домашних условиях проходит в том же порядке, что и на цементном заводе: подготавливается сырье, обжигается в печи, перемалывается и смешивается с добавками. При «кустарном» производстве есть и свои преимущества – цементу можно придать любые свойства, экспериментируя с исходным сырьем.

Для получения обычного портландцемента рекомендуется использовать измельченный мел и измельченный каолин (75% мела и 25% каолина). Это сырье необходимо тщательно смешать. Затем происходит его обжиг в печи и помол на мельнице. В полученный порошок необходимо добавить 5% гипсового порошка.

Существуют и экзотические рецепты для приготовления, например, глицеринового цемента, китайского цемента, алмазной замазки. Подобные варианты не рассматриваются, так как они применяются только для решения узкоспециализированных задач.

Приготовление цементного раствора

Любой цементный раствор состоит из воды, вяжущего (сам цемент) и заполнителя (чаще всего песок). Соотношение вяжущего и заполнителя зависит от вида выполняемых работ. Так, для штукатурочной смеси можно принять соотношение цемента и песка 1:6, но, например, для кладки кирпичей соотношение вяжущего и заполнителя следует уменьшить как минимум до 1:3.

Если смесь готовится для заливки фундамента, то можно еще снизить содержание заполнителя, в таком случае соотношение вяжущего и наполнителя составляет 1:1 или 1:2. Кроме того в смесь для заливки фундамента часто добавляют щебень.

В строительстве часто используются смеси с добавлением извести или глины, но и в них используется цемент для повышения прочности раствора после твердения.

Также во время приготовления смеси нужно обратить внимание на водоцементное отношение. Конечно, оптимальное соотношение устанавливается для каждого вида смеси, но следует помнить, что чрезмерное содержание воды ухудшает качество раствора после твердения.

Процесс приготовления раствора также имеет некоторые нюансы. Рекомендуется перемешивать вяжущее и заполнитель в сухом виде, и только потом добавлять воду. Также имеет значение в каком порядке компоненты загружаются в емкость. Оптимальным считается послойная загрузка песка и цемента и их равномерное распределение в емкости. При необходимости приготовить большой объем раствора слои песка и цемента можно чередовать несколько раз.

Бетонный раствор является важнейшим компонентом в строительстве фундаментов, и от его качества зависит долговечность всей конструкции. Не всегда есть возможность заказать готовую смесь, а потому желательно знать, как сделать бетон своими руками. Здесь важно не только соблюдать пропорции, но правильно подбирать компоненты, иначе прочность раствора будет недостаточно высокой.

Прочность

Бетонный раствор представляет собой смесь цемента, песка, наполнителя и воды в определенных пропорциях, которые изменяются в зависимости от назначения бетона и марки цемента. При необходимости в раствор добавляют пластификаторы. Самая важная характеристика бетона – это его прочность на сжатие, которая измеряется в МПа (мега паскалях). Именно по этому показателю бетон разделяют на классы. А вот марка бетона указывает на количество цемента в составе раствора.

Бетон марки М100 и М150 (В7,5 и В12,5) чаще всего используется как прослойка под основной фундамент, для изготовления стяжек, бетонирования дорожек. Бетон М200-М350 наиболее востребован: он применяется в строительстве фундаментов, для изготовления стяжек, бетонных лестниц, отмосток. Растворы более высоких марок используются преимущественно в промышленном строительстве.

Пластичность

Важной характеристикой бетона является его пластичность. Чем пластичнее раствор, тем лучше он заполняет конструкцию опалубки. При низкой подвижности бетона в стяжке или фундаменте остаются незаполненные участки, что приводит к постепенному разрушению бетонной плиты. Для стандартных конструкций применяют бетон с пластичностью П-2 или П-3, для опалубки сложной формы и в труднодоступных местах рекомендуется использовать раствор П-4 и выше.

Водонепроницаемо сть и морозостойкость

Водонепроницаемо сть зависит от количества и марки цемента в растворе. Чем выше марка, тем устойчивее бетон к воздействию влаги. Морозостойкость бетона достигается путем добавления в состав пластификаторов. Следует учесть, что такие растворы очень быстро схватываются; если неправильно рассчитать количество смеси или использовать ее при низкой температуре, бетон превратится в монолитную глыбу прямо в емкости.

Компоненты бетона

Цемент выполняет связующую функцию для всех остальных компонентов бетонного раствора и от его качества прямо зависит прочность самого бетона. В частном строительстве наиболее востребован цемент марки М400 и М500. При покупке цемента следует знать, что он теряет свои качества при длительном или неправильном хранении. Уже через месяц после изготовления связующие свойства цемента понижаются на 10%, через полгода – на 50%, через год его вообще не рекомендуется использовать. Но даже свежий цемент станет непригодным к применению, если потянет сырость, поэтому храниться он должен обязательно в сухом месте.

Песок является вторым по значению компонентом бетонного раствора. В редких случаях его заменяют шлаком, стандартный же бетон всегда замешивается с песком. Лучше всего использовать крупнозернистый речной песок без различных примесей. Если же в наличии только обычный мелкий песок, в нем не должно быть глины, земли или ила, которые снижают адгезию раствора с наполнителем. Перед замешиванием песок обязательно просеивают, чтобы удалить все лишнее.

Заполнитель

Наилучшим заполнителем для бетонного раствора считается щебень размерами от 5 до 35 мм. Часто щебень заменяют гравием, чуть реже – керамзитом. Очень важно, чтобы поверхность заполнителя была шероховатой, тогда ее сцепление с цементом будет максимально прочным. Для уплотнения смеси нужно брать заполнитель разных фракций. Как и песок, заполнитель должен быть чистым, поэтому высыпать его следует на подготовленную и утрамбованную площадку или на расстеленный брезент.

Добавки

Для придания бетону морозостойкости, водонепроницаемо сти и других полезных свойств используют пластификаторы. Они обеспечивают схватывание раствора при отрицательных температурах, увеличивают его пластичность или, наоборот, придают вязкость. Использовать их нужно только тогда, если это действительно необходимо, причем следует четко придерживаться инструкции по их применению и соблюдать пропорции.

Если требуется тонкая стяжка или стяжка на неустойчивой основе, в бетонный раствор подмешивают армирующие волокна. Они изготавливаются из поливинилхлорида и полипропилена, прочность имеют небольшую, но отлично позволяют избежать растрескивания бетона. В стандартных фундаментах и стяжках армирующие вещества не нужны.

Пропорции раствора

Чтобы самостоятельно сделать качественный бетон, нужно знать, в каких пропорциях смешивать компоненты. Чаще всего используют соотношение цемента, песка и щебня как 1:3:6; воды при этом берут вполовину меньше, чем общий вес сухих компонентов. Добавлять воду рекомендуется не всю сразу, а несколькими порциями, так легче контролировать плотность раствора. Влажность песка тоже имеет свое значение – чем она больше, тем меньше воды потребуется. Отмерять все компоненты нужно одной емкостью, например, ведром. При использовании емкостей разного объема добиться нужных пропорций не получится.

При замешивании следует учитывать назначение раствора. Для подложки под стяжку делают тощий бетон без добавления щебня, для бетонирования дорожек и отмосток используют щебень средней и мелкой фракции, для фундамента под дом среднефракционны й щебень и цемент высокого качества. Узнать точные пропорции бетонов разных марок поможет таблица.

Ручной способ замешивания бетона

Замешивание бетонного раствора выполняют ручным способом или в бетономешалке. Если требуется залить большую площадь, первый способ не подходит, так как на это уйдет слишком много времени и физических усилий. Если же раствора нужно немного, удобнее замесить его руками.

Шаг 1. Подготовка

Для приготовления раствора понадобится невысокая широкая емкость, например, большое металлическое корыто, подборная лопата, ведро и обычная мотыга.

Шаг 2. Сухое смешивание

В емкость засыпают ведро цемента, затем 3 ведра просеянного песка и 5 ведер щебня. Сухие компоненты тщательно смешивают мотыгой. Пропорции могут быть и другими, в зависимости от требуемой марки раствора.

Шаг 3. Добавление воды

Если все составляющие перемешаны равномерно, можно доливать воду. Сначала выливают 7-8 литров и начинают интенсивно мешать содержимое мотыгой. Этот процесс потребует усилий, но размешивать нужно очень хорошо. Желательно поднимать нижний слой и проводить мотыгой по углам, где могут оставаться сухие комки. Если раствор очень густой и тянется за мотыгой, нужно долить немного воды. Правильно приготовленный бетон медленно сползает с лопаты, не расслаивается.

Есть и другой вариант замеса: сначала в емкость наливают воду, затем всыпают цемент. На 2 ведра воды необходимо 2 ведра цемента. Тщательно размешивают цемент с водой и добавляют 4 ведра песка. Опять хорошенько мешают до однородности. Последним всыпают щебень в количестве 8 ведер и снова перемешивают. Какой из способов лучше, однозначного мнения нет, поэтому стоит попробовать оба и определить для себя самый оптимальный.

Если полученный бетон слишком густой, в оставшуюся воду добавляют немного цемента, хорошо перемешивают и вливают в бетономешалку. Мешать раствор больше 10 минут не рекомендуется, иначе цемент начнет схватываться. Готовый бетон выливают сразу на площадку или в тачку, если бетономешалка находится на расстоянии. Желательно вылить весь раствор сразу, но если так не получается, часть массы оставляют во включенной бетономешалке. Использовать ее следует как можно скорее.

Видео — Как сделать бетон своими руками

Бетон – основа любой строительной конструкции. Практически каждое строение, находящееся вокруг нас, так или иначе, было возведено с помощью цементного раствора. Строительный бетон, созданный на основе цемента, десятилетиями выдерживает многотонную нагрузку, практически не испытывая негативного влияния извне. Почему уже многие десятилетия именно цемент является самым популярным строительным материалом? Редакция сайт попытается раскрыть ту самую секретную формулу, благодаря которой, мы наконец-то узнаем, из чего именно делают цемент и почему его считают одним из самых прочных материалов во всём мире.

Цемент – связующее звено любой конструкции. От ступенек подъезда до элитных небоскрёбов

Читайте в статье

Нормативные документы

Цемент, как и любой другой товар, обязательно должен пройти процедуру сертификации. Существует несколько ГОСТов и СНиПов, которые в той или иной степени касаются качества цементной смеси. Перечислим основные из них:

1. ГОСТ 31108-2003 «Цементы общестроительные. Технические условия».
2. ГОСТ 30515-97 «Цементы. Общие технические условия».
3. ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия».

Химический состав цемента

Сам по себе цемент − не что иное, как порошок. Его создают на основе клинкера. В составе могут содержаться разные компоненты и наполнители.

Интересный факт! Когда цементный раствор застывает, его плотность не уступает плотности камня. Для создания искусственного камня используется тоже цемент.

Нагрев происходит до показателей +1450°C. Структура природных компонентов меняется, и получается новое вещество – клинкер. После этого полученное вещество соединяют с гипсом и перемалывают, в результате и получается знакомый всем цементный порошок.

Комментарий

«Вот так выглядит химический состав готового цементного порошка: 67% оксида кальция (СаО), 22% диоксида кремния (SiO2), 5% окиси алюминия (Al2О3), 3% оксида железа (Fe2O3), 3% прочие составляющие.»

Основные характеристики

Для цемента главной технической характеристикой остаётся его марка, именно эта маркировка скажет о такой важной характеристике, как показатель максимальной нагрузки в кг.

Числа указывают на максимальный показатель нагрузки, которую может выдержать застывший цемент. Его ещё называют показателем прочности на сжатие. На практике такое значение говорит о весе, который способен выдержать материал и при этом не разрушиться. Например, при использовании цемента М200 нагрузка, которую сможет выдержать 1 см³, составляет 200 кг.

Интересно, что тестировать цемент разрешено только после полного высыхания, а это происходит через 28 суток и не ранее. После этого тестовый образец цемента укладывают под пресс и сжимают. Давление, при котором он начал разрушаться, и является его маркой. Причём процедуру повторяют шесть раз, а потом из 4 лучших показателей вычисляют среднее арифметическое. Показатель этот измеряется в МПа и кг/см².

Комментарий

Руководитель бригады ремонтно-строительной компании "Дом Премиум"

«Буквой «Д» обозначаются данные о специальных добавках, использующихся в цементе. Например, Д10 говорит о том, что в сухую смесь добавили 10% добавок. Благодаря им удаётся придать готовой конструкции дополнительную прочность и морозостойкость.»

Типы цемента по сфере использования

Как мы уже замечали ранее, на качество цементной смеси влияют разные добавки. От этого зависит его сфера применения и прочность. К примеру, морозостойкие образцы применяются в строительстве жилых домов и строений на территориях с суровым климатом, в сейсмически опасных зонах применяются добавки, увеличивающие параметры клейкости смеси. Они, в свою очередь, не дают бетонным конструкциям растрескиваться.

Интересный факт! В процессе заморозки вода, содержащаяся в бетоне, расширяется и начинает разрушать его изнутри. Однако современные технологии позволяют улучшить степень морозоустойчивости, в цементный порошок вносятся минеральные добавки, например, нейтрализованный древесный пек. Они создают прочную оболочку вокруг водяных частиц.

Чаще всего в цементную смесь добавляют разные добавки, процентное содержание которых может достигать 10 и 20%. Для возведения монолитных зданий использую цемент марки М500. У такого материала более высокая скорость застывания и прочность. Обычно именно из такой цементной смеси возводят перекрытия и несущие конструкции.

Из чего делают цемент

Обычно заводы по производству цемента строят там, где находятся залежи известняка и других пород, которые используются при создании клинкера. Главными природными элементами, из которых делают цемент, являются:

• ископаемые карбонатного типа: кристаллические породы, поддающиеся обжигу;
• глинистые материалы, а также горные породы осадочного характера минерального происхождения. Сырьё характеризуется вязкостью, применяется при сухом методе производства.

Комментарий

Руководитель бригады ремонтно-строительной компании "Дом Премиум"

При выборе цемента обращайте внимание на такой показатель, как тонкость помола. Чем мельче структура порошка, тем крепче будет смесь.»

Карбонатные породы

Какие карбонатные породы используются при производстве цемента:

• мел (вариация известняка) – легко подвергается обработке, дёшев и универсален;
• мергель , или мергелистый известняк. Плюс этих пород в том, что в них находится достаточное количество влаги, кроме того, они содержат необходимые частички глины;
• известняковое сырьё , ракушечники, отличающиеся отсутствием включений кремния. Порода обладает пористой структурой, легко разрушается под воздействием сжимающих усилий;
• карбонатные породы . Они характеризуются ценными физическими свойствами.

Глинистое сырьё

К глинистым породам относятся:

• глина , содержащая минеральные включения, разбухающие при добавлении воды;
• суглинки − разбавлены песчаной фракцией;
• сланцы – прочные глинистые породы;
• лёсс – неэластичная пористая порода с включением кварца.

Корректирующие добавки

Кроме минерального сырья, при производстве цемента используются специальные пластификаторы. Чаще всего используют добавки на базе ископаемых, содержащих плавиковый шпат, а также апатиты.

Важно! Основой любого вяжущего является цементный клинкер и всего 15-20% минеральных добавок. Именно от него зависит крепость будущего цемента и прочие его характеристики.

Как делают цемент на производстве

Как и любое производство, создание цементной смеси происходит строго по специальной технологической схеме. И состоит из следующих этапов:

1. Создание клинкера. Его, напомним, делают из известняка и глины в процентном соотношении 75×25. Смесь помещается в печь, при температуре примерно +1500°C происходит изменение состава. Образуется вязкое вещество, надёжно скрепляющее все гранулы клинкера. Получаемый клинкер охлаждается в специальных холодильных установках.
2. Затем гранулы дополнительно дробят. Измельчение происходит в специальных перемалывающих мельницах. Они представляют собой барабаны с помещёнными туда стальными шариками.
3. К измельчённому клинкеру добавляют также тонкодисперстный гипс и минеральные добавки.

Существуют разные технологии подготовки исходного сырья. Рассмотрим основные из них.

Мокрый метод

Мокрая технология предполагает обязательное добавление воды на этапе измельчения, в этом случае вместо извести используется мел. При этом образуется специальная смесь, или шихта, которая затем повторно высушивается в печи, превращаясь в подобие стеклянного шара, который затем вновь измельчается. При этом себестоимость цемента значительно увеличивается. Считаете, что смесь, приготовленная таким способом, более прочная.

Сухой способ

Сухой способ – более дешёвый вариант. В этом случае на практике объединяют две технологические операции – помол и сушку смеси. В шаровую мельницу направляют горячие газы, которые и осуществляют просушку. Здесь на выходе получается уже готовый порошок.

Комбинированные методики

Комбинированный вариант объединяет в себе особенности мокрого и сухого способа. Технологии отличаются на каждом предприятии. Иногда вместо мокрого способа, допускающего увлажнение клинкера до 50%, используют варианты с понижением влажности на этом этапе до 18 или 20%. Второй метод предусматривает подготовку сухой смеси с последующим увлажнением до 14%, гранулированием, заключительным отжигом. Всё зависит от задач, которые стоят перед технологом.

Как сделать цемент в домашних условиях

Несмотря на кажущуюся сложность производства цемента, сделать его своими руками в домашних условиях возможно. Понятно, что этот вариант не будет таким технологичным, как на заводе, и обжечь его при необходимой температуре также не получится. Однако кое-какие хитрости мы можем вам рассказать. Рассмотрим один из популярных рецептов создания состава, вполне подходящего для заделки щелей и стяжек. Для создания смеси нам потребуется водная известь, каменная зола и обычная вода.