Chel-remont174.ru

Ремонт 174
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Берк цемент кто это

Цемент

Цемент (лат.  caementum  — «щебень, битый камень») — искусственное неорганическое вяжущее вещество. Один из основных строительных материалов. При затворении водой, водными растворами солей и другими жидкостями образует пластичную массу, которая затем затвердевает и превращается в камневидное тело. В основном используется для изготовления бетона и строительных растворов. Цемент является гидравлическим вяжущим и обладает способностью набирать прочность во влажных условиях, чем принципиально отличается от некоторых других минеральных вяжущих — (гипса, воздушной извести), которые твердеют только на воздухе.

Цемент для строительных растворов — малоклинкерный композиционный цемент, предназначенный для кладочных и штукатурных растворов. Изготовляют совместным помолом портландцементного клинкера, активных минеральных добавок и наполнителей.

Содержание

Исторические сведения

Римляне подмешивали к извести определённые материалы для придания ей гидравлических свойств. Это были:

  • пуццоланы (отложения вулканического пепла Везувия);
  • дроблёные или измельчённые кирпичи; , который они нашли в районе г. Эйфеля (затвердевшие отложения вулканического пепла).

Несмотря на различия, все эти материалы содержат в своем составе оксиды: диоксид кремния SiO2 (кварц или кремнекислота), оксид алюминия Al2O3 (глинозём), оксид железа Fe2O3 — и вызывают взаимодействие с ними извести; при этом происходит присоединение воды (гидратация) с образованием в первую очередь соединений с кремнезёмом. В результате кристаллизуются нерастворимые гидросиликаты кальция. В средние века было случайно обнаружено, что продукты обжига загрязнённых глиной известняков по водостойкости не уступают римским пуццолановым смесям и даже превосходят их.

После этого начался вековой период усиленного экспериментирования. При этом основное внимание было обращено на разработку специальных месторождений известняка и глины, на оптимальное соотношение этих компонентов и добавку новых. Только после 1844 года пришли к выводу, что, помимо точного соотношения компонентов сырьевой смеси, прежде всего необходима высокая температура обжига (порядка 1450 °С, 1700 K ) для достижения прочного соединения извести с оксидами. Эти три оксида после спекания с известью определяют гидравлические свойства, и их называют оксидами, обусловливающими гидравличность (факторами гидравличности).

Цемент получается при нагревании гашёной извести и глины или других материалов сходного валового состава и достаточной активности до температуры 1450 °С. Происходит частичное плавление, и образуются гранулы клинкера. Для получения цемента клинкер перемешивают с несколькими процентами гипса и тонко перемалывают. Гипс управляет скоростью схватывания; его можно частично заменить другими формами сульфата кальция. Некоторые технические условия разрешают добавлять другие материалы при помоле. Типичный клинкер имеет примерный состав 67% СаО, 22% SiO2, 5% Al2О3, 3% Fe2O3 и 3% других компонентов и обычно содержит четыре главные фазы, называемые алит, белит, алюминатная фаза и алюмоферритная фаза. В клинкере обычно присутствуют в небольших количествах и несколько других фаз, таких как щелочные сульфаты и оксид кальция.

Алит является наиболее важной составляющей всех обычных цементных клинкеров; содержание его составляет 50-70%. Это трехкальциевый силикат, Са3SiO5, состав и структура которого модифицированы за счет размещения в решетке инородных ионов, особенно Mg 2+ , Al 3+ и Fe 3+ . Алит относительно быстро реагирует с водой и в нормальных цементах из всех фаз играет наиболее важную роль в развитии прочности; для 28-суточной прочности вклад этой фазы особенно важен.

Содержание белита для нормальных цементных клинкеров составляет 15-30%. Это двукальциевый силикат Ca2SiO4, модифицированный введением в структуру инородных ионов и обычно полностью или большей частью присутствующий в виде β-модификации. Белит медленно реагирует с водой, таким образом слабо влияя на прочность в течение первых 28 суток, но существенно увеличивает прочность в более поздние сроки. Через год прочности чистого алита и чистого белита в сравнимых условиях примерно одинаковы.

Содержание алюминатной фазы составляет 5-10% для большинства нормальных цементных клинкеров. Это трехкальциевый алюминат 3СaAS(3CaO*Al2O3*SiO2), существенно измененный по составу, а иногда и по структуре, за счет инородных ионов, особенно Si 4 , Fe 3+ , Na + и К + . Алюминатная фаза быстро реагирует с водой и может вызвать нежелательно быстрое схватывание, если не добавлен контролирующий схватывание агент, обычно гипс.

Ферритная фаза составляет 5-15% обычного цементного клинкера. Это — четырехкальциевый алюмоферрит 4СaAFS(4CaO*Al2O3*Fe2O3*SiO2), состав которого значительно меняется при изменении отношения Al/Fe и размещении в структуре инородных ионов. Скорость, с которой ферритная фаза реагирует с водой, может несколько варьировать из-за различий в составе или других характеристиках, но, как правило, она высока в начальный период и является промежуточной между скоростями для алита и белита в поздние сроки.

Выдающийся учёный химик Шуляченко, Алексей Романович считается отцом русской цементной промышленности. Широкое применение получила шахтная печь Антонова для обжига и производства клинкера.

Виды цемента

По наличию основного минерала цементы подразделяются: [1]

  • романцемент — преобладание белита, в настоящее время не производится; — преобладание алита, наиболее широко распространен в строительстве; — преобладание алюминатной фазы; (Цемент Сореля) — на основе магнезита, затворяется водным раствором солей;
  • смешанные цементы — цементы, получаемые путем смешения вышеприведенных цементов с воздушными вяжущими, минеральными добавками и шлаками, обладающими вяжущими свойствами.
  • кислотоупорный цемент — на основе гидросиликата натрия (Na2O·mSiO2·nH2O), сухая смесь кварцевого песка и кремнефтористого натрия, затворяется водным раствором жидкого стекла.

В подавляющем большинстве случаев под цементом имеют в виду портландцемент и цементы на основе портландцементного клинкера. В конце ХХ века количество разновидностей цемента составляло около 30. [1]

По прочности цемент делится на марки, которые определяются главным образом пределом прочности при сжатии половинок образцов-призм размером 40*40*160 мм, изготовленных из раствора цемента состава 1 к 3 с кварцевым песком. Марки выражаются в числах М100 — М600 (как правило с шагом 100 или 50) обозначающим прочность при сжатии соответственно в 100—600 кг/см2 (10—60 МПа). В настоящее время цемент марки М300 и менее не выпускается. Цемент с маркой 600 благодаря своей прочности называется «военным» или «фортификационным» и сто́ит заметно больше марки 500. Применяется для строительства военных объектов, таких как бункеры, ракетные шахты и т.д.

Также по прочности в настоящее время цемент делится на классы. Основное отличие классов от марок состоит в том, что прочность выводится не как средний показатель, а требует не менее 95% обеспеченности (то есть 95 образцов из 100 должны соответствовать заявленному классу). Класс выражается в числах 30—60, которые обозначают прочность при сжатии (в МПа).

Производство

Цемент получают тонким измельчением клинкера и гипса. Клинкер — продукт равномерного обжига до спекания однородной сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины определённого состава, обеспечивающего преобладание силикатов кальция.

При измельчении клинкера вводят добавки: гипс СaSO4∙2H2O для регулирования сроков схватывания, до 15 % активных минеральных добавок (пиритные огарки, колошниковую пыль, бокситы, пески, опоки, трепелы) для улучшения некоторых свойств и снижения стоимости цемента.

Обжиг сырьевой смеси проводится при температуре 1470°C в течение 2-4 часов в длинных вращающихся печах (3,6х127 м, 4×150 м и 4,5х170 м) с внутренними теплообменными устройствами, для упрощения синтеза необходимых минералов цементного клинкера. В обжигаемом материале происходят сложные физико-химические процессы. Вращающуюся печь условно можно поделить на зоны:

  • подогрева (200…650 °C — выгорают органические примеси и начинаются процессы дегидратации и разложения глинистого компонента). Например, разложение каолинита происходит по следующей формуле: Al2O3∙2SiO2∙2H2O → Al2O3∙2SiO2 + 2H2O; далее при температурах 600…1000 °C происходит распад алюмосиликатов на оксиды и метапродукты.
  • декарбонизации (900…1200 °C) происходит декарбонизация известнякового компонента: СаСО3 → СаО + СО2, одновременно продолжается распад глинистых минералов на оксиды. В результате взаимодействия основных (СаО, MgO) и кислотных оксидов (Al2O3, SiO2) в этой же зоне начинаются процессы твердофазового синтеза новых соединений (СаО∙ Al2O3 — сокращённая запись СА, который при более высоких температурах реагирует с СаО и в конце жидкофазового синтеза образуется С3А), протекающих ступенчато;
  • экзотермических реакций (1200…1350 °C) завершется процесс твёрдофазового спекания материалов, здесь полностью завершается процесс образования таких минералов как С3А, С4АF (F — Fe2O3) и C2S (S — SiO2) — 3 из 4 основных минералов клинкера;
  • спекания (1300→1470→1300 °C) частичное плавление материала, в расплав переходят клинкерные минералы кроме C2S, который взаимодействуя с оставшимся в расплаве СаО образует минерал АЛИТ (С3S);
  • охлаждения (1300…1000 °C) температура понижается медленно. Часть жидкой фазы кристаллизуется с выделением кристаллов клинкерных минералов, а часть застывает в виде стекла.
Читайте так же:
Гидроизолирующие добавки для цементных смесей

Мировое производство цемента

В 2002 году мировое производство цемента достигло 1,8 млрд. т. В тройку крупнейших производителей вошли Китай (704 млн. тонн), Индия (100 млн. тонн), и США (91 млн. тонн).

Цена на цемент на европейских биржах составляет около 100$ за тонну. Цены на цемент в Китае составляют около 40$ за тонну. Большинство биржевых сделок с цементом в России на 2010 год осуществляется на Московской Фондовой Бирже.

Источники

Райхель В., Конрад Д. Бетон: В 2-х ч. Ч. 1. Свойства. Проектирование. Испытание. — М.: М.: Стройиздат, 1979. С. 33.Пер. с нем./Под ред. В. Б. Ратинова.

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.

Читайте так же:
Как перевозят цемент навалом

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.

Когда изобрели цемент: кто придумал и в каком году, история появления

История цемента как строительного материала насчитывает много лет, в течение которых менялись его структура, состав и технические характеристики с целью улучшения качеств и определения самого удачного варианта. Сегодня цемент является одним из основных строительных материалов, ведь представить осуществление каких-либо работ без бетона очень сложно.

Цемент представляет собой неорганическое гидравлическое вяжущее искусственного происхождения, которое в процессе взаимодействия с водой и другими жидкостями создает пластичную массу, способную затвердевать и превращаться в каменный монолит с высокими прочностными характеристиками. Особенность цемента – способность набирать прочность в условиях влажности, что не могут делать другие минеральные вяжущие (воздушная известь, гипс и т.д.).

Основным показателем свойств цемента является его марка: буква М и цифры рядом обозначают уровень прочности на сжатие и другие сопутствующие характеристики (М200, М500). Производят цемент посредством тонкого помола гипса и клинкера (продукт равномерного обжига до состояния спекания однородного сырья из глины и известняка). В процессе измельчения в состав могут вводиться разные добавки для изменения свойств.

Виды цемента по основному минералу:

Романцемент – больше белита, сейчас его не производят.
Портландцемент – больше алита, самый распространенный.
Магнезиальный (цемент Сореля) – на базе магнезита, затворяется только водным раствором солей.
Глиноземистый – преобладает алюминатная фаза.
Биоцемент – появился благодаря использованию в производстве биотехнологий.
Кислотоупорный – на базе гидросиликата натрия: смесь кремнефтористого натрия и кварцевого песка затворяют водным раствором жидкого стекла.

Чаще всего используют портландцемент, который производят путем нагрева глины и известняка до +1450-1480 градусов. Смесь плавится, формируя гранулы клинкера, который потом смалывают с гипсом.

Когда изобрели цемент: кто придумал и в каком году, история появления

Основные фазы типичного клинкера для производства портландцемента:

    Алит – самый важный компонент клинкера (его в составе 50-70%), быстро вступает в реакцию с водой, влияет на прочность, особенно важен для 28-суточной прочности.
    Белит – 15-30% в составе, в реакцию вступает медленно, на прочность влияет мало в течение 28 суток, но потом повышает показатель.
    Алюминат – 5-10%, реагирует с водой быстро, может стать причиной слишком быстрого схватывания (для препятствования этому часто добавляют гипс).
    Феррит – 5-15% в составе, скорость реакции с водой может быть разной, но обычно высокая вначале, замедляется позже.

Немного предыстории о материале

На вопрос о том, когда изобрели цемент, ответить трудно. Принято считать, что основные способы производства вяжущих нашли в 3-4 тысячелетии до н.э. Случилось это при обжиге горных пород и измельчении того, что получилось. Самые первые созданные искусственно вяжущие – это строительный гипс и известь.

Именно их использовали в строительстве бетонной галереи лабиринта (Египет, 3600 год до н.э.), Великой Китайской стены, Римского Пантеона, давних домов в Мексике.

Ввиду того, что глина и гипс могут затвердевать лишь на воздухе, их называют воздушными. Прочность материалы демонстрируют сравнительно невысокую. По мере изучения свойств материалов их водостойкость начали повышать добавлением мелкосмолотой обожженной глины, вулканических пород (это «пуццоланы» — название пошло от места залегания пород в городе Поццуолли, древний Рим).

С 1584 года в Москве начал действовать «Каменный приказ», направленный на производство кирпича, заготовку камня для строительных целей, а также производство извести. В течение многих лет гипс и известь оставались основными видами вяжущего. В 18 столетии в России начала интенсивно развиваться промышленность, были попытки систематизировать знания про вяжущие вещества, создавать новые виды.

Когда изобрели цемент: кто придумал и в каком году, история появления

Цемент был изобретен в 1822 году, когда русский строитель Егор Челиев смешал глину с известью и получил материал, обладающий вяжущими свойствами. Через несколько лет он издал книгу, где полностью описал процесс приготовления не только цементных материалов, но и бетон, а также рассмотрел достоинства их применения в кладке кирпичей, возведении зданий и набережных.

Читайте так же:
Как правильно развести жидкое стекло с цементом

В 1824 году Джозеф Аспдин смог придумать современный портландцемент, который после смешивания с щебнем, песком и водой можно было применять в качестве бетона. Материал прекрасно выдерживал сжатие, но боялся растяжений. Тогда же начали изучать другие материалы и знали, что железные балки хорошо выдерживают растяжение, но боятся сжатия.

Практически одновременно несколько людей решили соединить свойства двух материалов для лучшего результата. На юге Франции в 1850 году Жан-Луи Ламбо построил несколько лодок из армированного железной сеткой бетона. В 1854 году британец Уильям Уилкинсон первым использовал бетонные панели, армированные железными балками, в возведении 2-этажного дома в Ньюкасле.

Тогда же примерно еще один строитель, Франсуа Куанье, во Франции решил поэкспериментировать – он первым связал стеновые панели со стальной арматурой перекрытий. Правда, в массы это не пошло. А вот ввел в практику железобетон человек, далекий от строительства. Создание железобетона стало одним из самых важных событий за всю историю строительства.

Когда изобрели цемент: кто придумал и в каком году, история появления

В 1846 году Джозеф Монье был назначен садовником оранжереи в известном саду Тюильри, что возле Лувра. Ему понадобились прочные садовые кадки для пересадки на зиму апельсиновых деревьев. Монье создал несколько кадок из смеси цемента, песка, молотого кирпича, золы (бетон), но конструкция постоянно покрывалась трещинами. И тогда Монье решил укрепить их железными стержнями.

Тогда принято было считать, что железо разрушает бетон при перепадах температур, но за 3 года все кадки остались целы. Тогда Монье сделал таким же образом емкости для воды, элементы украшения ландшафта, а в 1867 году представил железобетон миру в Париже, запатентовав его использование в искусственных водоемах. Дальше были оформлены и другие патенты – на бассейны и трубы, строительные панели, конструкции мостов, шпалы и балки.

Изобретенный Монье материал в 1875 году под его же руководством был использован в строительстве небольшого моста в замке Шазелье. А потом, в 1879 году, инженер-строитель из Германии по имени Густав Вайс выкупил все патенты у Монье и усовершенствовал конструкцию, передвинув арматуру в бок максимальной нагрузки на растяжение (ведь Монье инженером не был, такие нюансы не учитывал).

Таким образом, Густав Вайс завершил работы по созданию современного железобетона. Цемент с самого момента появления был очень высоко оценен. Сегодня без него не обходится практически никакое грандиозное строительство, материал используется во всех сферах, разных изделиях, конструкциях, зданиях.

Когда изобрели цемент: кто придумал и в каком году, история появления

Цемент – это не какой-то отдельный строительный материал, этот термин обозначает группу веществ с определенными физическими характеристиками: порошкообразность, вязкость, способность создавать пластичную массу с водой, а после высыхания становиться монолитом. Процесс всегда односторонний, обратно вернуть ничего нельзя.

Затвердевший цемент никогда не вернется в исходное состояние. Главные компоненты цемента – маргелистые, глинистые, известковые породы, разные добавки (бокситы, шлак и т.д.). После высокотехнологичной и высокотемпературной обработки сырье сплавляется (частично или полностью), создавая алюминаты/силикаты кальция, что делает его прочным. Видов цемента много.

Добавки в цементе обозначаются буквой Д и указывают процент (Д20 – 20% модифицирующих добавок). Если цемент чистый, стоит Д0. Благодаря добавкам удается повысить такие показатели, как стойкость к воде и коррозии, морозу и солнцу, упругость и пластичность, а также другие.

Характеристики и области применения наиболее востребованных марок

Рассматривая цемент и его характеристики, нужно понимать, какой функционал возложен на материал. Главная задача вяжущего – связывание всех компонентов конструкции/изделия в монолитное целое. Существует всего 2 типа вяжущих: воздушные (твердеющие на воздухе) и те, на свойства которых оказывает воздействие вода. Воздушные вяжущие – это гипс, глина, воздушная известь, гидравлические – цемент и гидравлическая известь.

Цемент – самый часто используемый вяжущий материал, который дает возможность создавать изделия/конструкции высокой прочности. В соответствии с типом исходного сырья и добавок есть два типа цемента – портландцемент и шлакопортландцемент. Портландцемент делится на быстротвердеющий материал и вяжущее с минеральными добавками.

Бетонные конструкции, в производстве которых используют цемент, могут обладать самыми разными техническими характеристиками. Добавки позволяют повышать свойства стойкости к морозу, влаге, агрессивным средам, погодным условиям, нагрузкам и т.д. Так, бетон используют для возведения домов и зданий, изделий и конструкций, даже ракетно-стартовых площадок и аэродромов.

Когда изобрели цемент: кто придумал и в каком году, история появления

Для обозначения максимальных показателей прочности используют понятие «марка» и цифры. Так, марка М400 указывает, что в лабораторных испытаниях затвердевший кубик из цемента с ребром 10 сантиметров при раздавливании под прессом выдерживает нагрузку 400 кг/см2. Самые распространенные марки – от М200 до М500. Есть цемент М600 и выше, но он актуален для возведения военных объектов, конструкций особого назначения.

Все цементы твердеют достаточно быстро – первоначальное схватывание начинается через 40-50 минут после затворения водой, конец твердения – через 12 часов. Полную прочность цемент набирает в течение 28 суток.

Самые востребованные марки цемента:

Портландцемент М400 – прочность 400 кгс/см2, применяют в производстве бетонных/железобетонных, монолитных конструкций, сборных ЖБИ, строительных растворов для штукатурки и кладки. Также цемент используют в бетоне для производства искусственной брусчатки, элементов мощения, садовых и дорожных бордюров.
Портландцемент М500 – прочность на сжатие равна 500 кгс/см2, марка отличается быстрым схватыванием и твердением. Из цемента выполняют строительство гидротехнических сооружений, создание высокопрочных сборных ЖБИ, монолитных сооружений, проведение аварийных ремонтных работ (при условии первоначально высокой прочности) и т.д.

Когда изобрели цемент: кто придумал и в каком году, история появления

Сульфатостойкий цемент – используют для создания конструкций, которые будут испытывать влияние сульфатных вод, при переменном горизонте, с постоянным замораживанием/оттаиванием, увлажнением/высыханием. Делают мосты, сваи, опоры для работы в минеральных водах.
Тампонажный – для цементирования газовых, нефтяных, иных скважин.
Напрягающий – актуален для ремонта/строительства подземных емкостных конструкций бассейнов, сооружений, гаражей под землей, тоннелей и т.д.
Высокоглиноземистый цемент – дает бетонам быстрое твердение, максимальную прочность в минимальные сроки, высокую огнеупорность и стойкость к агрессивным средам. Часто такой цемент используют для восстановления прорванных труб и плотин, разрушенных мостов и дорог, в срочном создании фундаментов.
Белый и цветной портландцемент – актуален для выполнения скульптурных, архитектурно-отделочных работ, покраски бетонных, кирпичных, шлакоблочных частей сооружений/зданий.

Когда изобрели цемент: кто придумал и в каком году, история появления

Разные виды цемента могут отличаться по физико-техническим свойствам. Основной критерий выбора марки цемента – сфера эксплуатации изделия, конструкции, здания, предполагаемые нагрузки, условия.

Дополнительные характеристики цемента, на которые нужно обращать внимание:

Активность – проверяется путем сжимания образца до разрушения, выражается в определенных показателях.
Плотность – считают по объему свежего цемента. Имеет значение крупность помола, которая должна быть равна 1.3 т/м3, но многое зависит от условий транспортировки, хранения. Цемент может слеживаться, уплотняться, поэтому при весе 1.3 т допускается уменьшение веса, но не очень значительное.
Срок годности – с момента производства до использования должно пройти не больше 6 месяцев (но производители гарантируют заявленные характеристики лишь в течение 2 месяцев). Цемент в мешках в условиях закрытого помещения и оптимальной влажности может храниться 3 месяца, в биг-бегах – до 6.

Читайте так же:
Как быстро схватывается цемент

Когда изобрели цемент: кто придумал и в каком году, история появления

Время застывания – добавки регулируют этот параметр, но многое зависит от сезона (в летнее время кладочный раствор застывает за 2-3 часа до первичной крепости, зимой – до 8 часов).
Стойкость к коррозии – способность твердого монолита противостоять различным агрессивным воздействиям (щелочных/химических сред).
Водопотребность – потребность сухой смеси в определенном объеме воды для получения подвижности в применении.
Тонкость помола – главный показатель дисперсности, определяется числом сухого остатка на сите при контрольном просеивании. Параметр влияет на прочность застывшего монолита.
Морозостойкость – стойкость к отрицательным температурам, способность выдерживать определенное число циклов замораживания/оттаивания. Для повышения показателя используют минеральные добавки.

История цемента показывает, что создание данного вещества стало одним из самых важных событий в ремонтно-строительной сфере. Не менее важным этапом стало и объединение бетона с металлом, открыв эру железобетонных зданий, конструкций, изделий. При выборе цемента необходимо ориентироваться на основные марки и их характеристики, обращая внимание на соответствие требованиям по проекту, условиям эксплуатации, нагрузкам и т.д.

Верхнебаканский цементный завод: по силам ли долговая ноша?

Недавно мы обратили внимание, что Верхнебаканский цементный завод (ВБЦЗ) в конце ноября подписал со Сбербанком 6 дополнительных соглашений к кредитным линиям. Подробности соглашений эмитент не раскрывает, однако из озвученных данных можно сделать выводы о продлении кредитных линий, выданных Сбербанком.

Мы решили проанализировать долговую нагрузку эмитента, его кредитный портфель и финансовую надежность.

Верхнебаканский цементный завод: по силам ли долговая ноша?

Немного истории

Завод, который является одним из градообразующих предприятий города Новороссийск и поселка Верхнебаканский, был открыт 25 августа 1965 года на базе уникального месторождения высококачественных мергелей.

После развала СССР завод продолжал функционировать, но из последних сил — устаревшее оборудование, выручка на уровне 200 млн рублей в год, чистая прибыль в районе нуля.

Верхнебаканский завод - tabl 1.png

Но вот 22 июня 2006 года президент МОК Жак Рогге из семи претендовавших заявок назвал имена трёх городов-кандидатов на проведение Зимней Олимпиады. Ими стали Сочи, Зальцбург и Пхёнчхан.

И. колесо стремительно закрутилось. Начинаются активные изменения в записях в ЕГРЮЛ. А уже в 2007 году ЗАО «ИНТЕКО» (компания, принадлежавшая супруге действующего тогда мэра Москвы Елене Батуриной) начинает активную модернизацию завода.

В 2007 году цементное производство претерпело масштабную реконструкцию. Собственники закупили новое лабораторное оборудование и внедрили многоуровневую систему контроля качества.

В 2009 году на предприятии заменили основное технологическое оборудование: на производстве появились немецкие ячейковые затворы питания вращающейся печи, клинкерный транспортер, а также итальянская установка подачи интенсификатора помола. Проведенный комплекс работ позволил улучшить производственные показатели: снизить энергозатраты, повысить качество выпускаемой продукции и выполнить все требования экологической безопасности.

191218cemet-min.jpg

В декабре 2011 г. на Верхнебаканском цементном заводе завершилась комплексная реконструкция, а новая производственная линия позволила увеличить мощности предприятия с 300 тыс. тонн до 2,3 млн тонн в год. Стоимость инвестпроекта, реализуемого с 2008 года, составила 15 млрд рублей.

В 2012 году Елена Батурина после запуска линии продала актив основному конкуренту. Владельцем завода стала группа «Газметаллпроект», которая является управляющей компанией ОАО «Новоросцемент» Льва Кветного.

Новый собственник продолжил развитие завода, и в 2013 году с целью скорейшего увеличения объемов производства цемента для строительства объектов Зимних Олимпийских Игр в Сочи, цементный завод увеличил мощность своей электростанции на природном газе.

Инвестиции не пропали даром: после Олимпиады и Крымских событий, когда вся Россия погрузилась в очередной нескончаемый кризис, рост объемов выпуска цемента в 2015 году наблюдался только в 2 из 9 федеральных округов. Строительство Крымского моста позволило загрузить производственные мощности завода.

На чьи же средства были осуществлены инвестиции?

Анализ отчетности компании с момента активных инвестиций показывает, что финансовый долг компании достаточно стабильный и держится на уровне 15-16 млрд рублей.

Доступные данные ежеквартальных и годовых отчетов показывают, что сумма инвестиций в строительство и модернизацию составила около 15 млрд рублей, из которых компания «Интеко» вложила порядка 4,5 млрд рублей, а остальные инвестиции — это долговое финансирование Сбербанка.

В дальнейшем, когда Елена Батурина продала проект, компания впервые привлекла долговое публичное финансирование через выпуск облигационного займа.

Организатором выпуска стала компания «Регион» и, собственно, основной кредитор — Сбербанк, который в дальнейшем снизил свою долю прямого финансирования за счет выпуска для компании второго облигационного займа.

pic 1.png

tabl 2.png

pic 2.png

Анализ отчетности компании показывает, что мощности завода недозагружены — при объеме выпуска 2,3 млн т в год выручка должна составлять более 10 млрд рублей, однако пика этот показатель достиг в 2017 году и составил 8 млрд рублей. После запуска новой линии выручка не дотягивала и до 6 млрд рублей в год.

При этом инвестиционные вложения огромные — 15 млрд рублей за счет кредитных средств. Только по этому портфелю компания ежегодно выплачивает около 1,9 млрд рублей процентов и только рост выручки в 2016-2017 годах позволил компании выйти на операционную прибыль, которая покрывала эти процентные платежи.

Из-за этого компания накопила существенный нераспределенный убыток, который был бы еще более высоким, если бы не льгота по кредитам в 2012 году, когда проценты к уплате составили 27,5 млн рублей, а чистая прибыль 1,13 млрд рублей. Но уже со следующего года компания начала полностью обслуживать долговую нагрузку, заплатив по процентам 1,87 млрд рублей и чистый убыток составил 866 млн рублей при операционной прибыли 948 млн рублей.

Чистых ликвидных активов у завод нет: запасы и дебиторская задолженность покрывают только текущий долг перед поставщиками (кредиторскую задолженность).

Таким образом, можно констатировать, что компания вышла на уровень выручки, позволяющий обслуживать проценты по кредиту, но не осуществлять погашение самого долга.

Являются ли адекватными инвестиции в размере 15 млрд рублей?

Для сравнения в 2008 году «Искитимцемент» (крупнейший цементный завод в СФО) также установил подобную линию, но мощностью 1,6 млн т цемента в год. Инвестиции составили около 4 млрд рублей. Что интересно, основным кредитором выступил также Сбербанк. При таком объеме инвестиций и мощности завода, годовая выручка составляет максимум 5-6 млрд рублей.

Справится ли завод с погашением долга в будущем?

Российская экономика с 2014 года находится в кризисном состоянии, стагнации.

По данным аналитики портала CmPro, в июне 2018 года производство цемента в РФ снизилось к июню 2017 года на 3,3%. Ж/д-перевозки цемента в РФ в июне 2018 года уменьшились на 10,6% к соответствующему месяцу прошлого года. Импорт цемента в РФ в июне 2018 года уменьшился на 26,4% к соответствующему месяцу прошлого года. Экспорт цемента из РФ в июне 2018 года к июню 2017 года уменьшился на 11,0%. Падение потребления цемента в июне 2018 года к июню 2017 года — 3,3%.
В сентябре 2018 года объем отгрузок цемента железнодорожным транспортом на российский рынок уменьшился на 5,8% по сравнению с августом 2018 года и составил 2,4 млн. тонн.

В сентябре 2018 года максимальное увеличение объемов отгрузки цемента по сравнению с предыдущим месяцем наблюдалось у холдинга «Востокцемент» (+8%) и предприятия «Себряковцемент» (+1%). Наибольшее падение отгрузок цемента ж/д транспортом по сравнению с прошлым месяцем было отмечено у группы «Евроцемент» (-5%), предприятия ООО «Азия Цемент» (-23%), холдинга «Сибирский цемент» (-9%), «LafargeHolcim» (-29%) и предприятия ООО «Южно-уральская Горно-перерабатывающая Компания» (-10%). Уменьшились объемы импортного ж/д цемента (-19%) и экспортные отгрузки ж/д цемента (-8%).

Читайте так же:
Как смешать пескобетон с цементом

На том же «Искитимцементе», например, годовая выручка упала с 2014 года в 1,5 раза.

Покупка в 2012 году группой «Газметаллпроект» («Новоросцемент») завода безусловно благоприятна для Группы в целом, поскольку позволяет контролировать и ценовую политику, не допуская демпинга конкурентов, и управлять загрузкой мощностей своих заводов. Однако в настоящий момент завод находится полностью в руках Сбербанка.

Спросили производителя. Компания AKKERMANN cement

Лаборатория Компании оснащена новейшим технологическим оборудованием. Наши специалисты работают на воздухоструйной просеивающей машине Retsch AS200. Она позволяет наиболее точно определять тонкость помола цемента на этапах его изготовления, что существенно отражается на прочностных характеристиках выпускаемой продукции. Нельзя не рассказать об автоматической печи LeNeo Fluxer. Это установка, которая позволяет производить подготовку образцов методом сплавления с получением стеклянных дисков для рентгеновской флуоресценции (РФА). Использование данного устройства дает гарантию улучшения качества и повышения точности результатов анализа. Существуют нормативы отборов проб для производственного контроля. К примеру, в соответствии с технологической документацией производства сырьевые материалы отбираются до 3-4 раз в смену, а пробы цемента и клинкера — каждые 2 часа. Оперативный контроль качества обжига клинкера осуществляют путем определения содержания свободной окиси кальция в клинкера, как химическим, так и петрографическим методом. Методом рентгеновской дифракции традиционно определяется фазовый состав материалов. Кроме того, рентгеновская дифрактометрия является наиболее прямым и эффективным способом определения количественных соотношений кристаллических и аморфных фаз материалов, определения их микроструктурных свойств, таких как размеры кристаллитов, микродеформации, а также величина остаточных напряжений.

Как химический состав и физико-механические показатели цемента влияют на бетон?

Повышенное содержание щелочей в цементе (более 0,8%) вызывает щелочную коррозию бетона – при реакции с углекислым газом воздуха щелочь карбонизируется, образуя карбонат натрия, который увеличивается в объеме, способствуя образованию трещин. Кроме этого, повышенное содержание щелочей при наличии аморфного кремнезема в заполнителях способствует образованию геля, вызывающего «шелушение» с последующим более значительным разрушением бетона. Имеются также некоторые опытные данные, демонстрирующие, что цемент с повышенным содержанием щелочей вкупе с высоким содержанием С3А (более 7%) характеризуется более низкой жизнеспособностью. Также для производителей бетонов для дорожных покрытий и мостовых конструкций по требованиям проектной документации необходим цемент ПЦ 500 Д0Н нормированного состава с содержанием щелочных оксидов не более 0,8%. Кроме того, общеизвестным является тот факт, что повышенное содержание свободной окиси кальция CaOсв (более 1,5%) и окиси магния MgO (более 5%) оказывает значительное влияние на равномерность изменения объема при твердении цемента, вызывает усадочные деформации в бетонах. Повышенное содержание хлор-ионов Cl- — более 0,1% сказывается на возникновении коррозии арматуры в бетоне. Тонкость помола, гранулометрический состав цемента и удельная поверхность влияет на показатель НГЦТ, а, соответственно, на водопотребность цемента и бетонной смеси. Чем тоньше помол – тем больше воды потребляет цемент и тем активнее происходит процесс гидратации. Однако, водопотребность также зависит от пластифицирующего (водоредуцирующего) эффекта применяемой химической добавки. Поэтому, на данный момент, с условием наличия на строительном рынке высокоэффективных суперпластификаторов, этот показатель не настолько критичен, но по нему также можно оценить сохраняемость свойств бетонной смеси. Сроки схватывания позволяют оценить время живучести (сохраняемости свойств) бетонной смеси, то есть в течение какого времени она останется подвижной и ее можно будет без проблем уложить в опалубку. Однако, здесь возможно двоякое поведение, потому что сохраняемость свойств бетонной смеси также зависит от вида и содержания гипса в цементе, содержания С3А и величины адсорбции частиц добавок на поверхность зерен цемента. Поэтому, даже с длинными сроками схватывания (более 200 минут) цемент может демонстрировать низкую сохраняемость, вследствие ускорения процесса гидратации, инициируемого химической добавкой, либо высокой щелочностью и высоким содержанием С3А.

Отличительные особенности бездобавочных общестроительных и специальных цементов производства заводов группы компаний AKKERMANN cement:

Продукция ЮУГПК — цемент ЦЕМ I 42,5Н, обладает достаточно низкими сроками схватывания – 130 минут, и демонстрирует хорошую сохраняемость в бетонах с различными видами химических добавок, представленных на рынке, вследствие пониженного содержания алюминатов, щелочей, оптимального содержания и вида гипса, а также не завышенной тонкости помола (менее 400 м2/кг). Более низкой сохраняемостью при более длительных сроках схватывания – 150 минут, обладает цемент ЦЕМ I 52,5Н, который производится на обеих площадках, и идеально подходит для производства ЖБИ, в особенности высокопрочных изделий (класса прочности от В45 и выше).

Цемент ЦЕМ I 42,5Н ДП производства ЮУГПК и Горнозаводскцемента по ГОСТ 33174 – 2014 может применяться как в дорожных изделиях, так и как общестроительный, по требованиям вышеуказанного стандарта имеет нормируемый минералогический состав клинкера, а также регулируется по показателям удельной поверхности, началу схватывания, прочности при изгибе, водоотделению, нормальной густоте и т.д. Данные требования обусловлены обеспечением долговечности дорожных изделий, подвергающихся значительным нагрузкам, влиянию атмосферных осадков окружающей среды, воздействию противогололедных реагентов и пр.

Клинкер, применяемый для производства Горнозаводского сульфатостойкого портландцемента ЦЕМ I 42,5Н СС по ГОСТ 22266-2013, соответствует требованиям ГОСТ по части содержания трехкальциевого алюмината C3A – не более 3,5%, оксида магния MgO и оксида алюминия Al2O3 – не более 5%.

При таком минералогическом составе уменьшается возможность образования в цементном камне гидросульфоалюмината кальция («цементной бациллы») под действием воды, содержащей сульфат-ион, т.к. сульфатная коррозия развивается в результате взаимодействия сульфатов, находящихся в окружающей среде, с трехкальциевым гидроалюминатом цементного камня. Если в цементном камне С3А присутствует в малых количествах, то образуется незначительное количество гидросульфоалюмината кальция. В таком случае его содержание в бетоне опасности не представляет, так как данное соединение распределяется в порах бетона, вытесняя оттуда воду или воздух, и не вызывает внутренних напряжений в бетоне.

  • Программа AKKERMANN бетон:

В октябре 2017 года Южно-уральская Горно-перерабатывающая Компания приобрела права на эксклюзивное распространение инновационного модульного программного продукта “Concrete Quality”, разработанного испанскими инженерами, в России, которая на нашем рынке представляется под названием “AKKERMANN Бетон”.

Речь идет о программном обеспечении, заменяющем все журналы, гроссбухи и т. д., в которых традиционно работали лаборатории бетонных производств. Программа позволяет подобрать смесь на основе нашего цемента, вести всю статистику по прочностным характеристикам, учитывать себестоимость, отслеживать динамику расхода цемента, хранить всю информацию без риска потерять данные, оптимизировать существующие на предприятии составы бетона, снижая его себестоимость без изменения качества.

Эта программа позволяет полностью отказаться от ведения бумажного документооборота, а также вести оперативный учет производственных показателей и отслеживать изменения качественных характеристик. “AKKERMANN Бетон. Инновационные решения” станет универсальным инструментом для всех специалистов, вовлеченных в процесс производства бетона и отвечающих за его качество.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector