Цемент

Цеме́нт (нем. Zement, от лат. caementum — щебень, битый камень)

собирательное название искусственных неорганических порошкообразных вяжущих материалов (См. Вяжущие материалы), преимущественно гидравлических, обладающих способностью при взаимодействии с водой, с водными растворами солей или др. жидкостями образовывать пластичную массу, которая со временем затвердевает и превращается в прочное камневидное тело; один из главнейших строительных материалов, предназначенных для изготовления бетонов и строительных растворов, скрепления отдельных элементов (деталей) сооружений, гидроизоляции и др.

В общем понимании этого термина Ц. известен с древнейших времён. Первыми искусственными вяжущими веществами были гипс и известь, применявшиеся древними египтянами и греками при возведении монументальных сооружений, частично сохранившихся до наших дней. Позднее в качестве вяжущих использовались известковые растворы с добавкой измельченных вулканических пород (в Древнем Риме) или слабообожжённого кирпича-цемянки (в Киевской Руси), придававших им способность твердеть в воде. В 1796 Дж. Паркером был получен патент на гидравлическое вяжущее — романцемент — измельченный продукт обжига природных мергелей (См. Мергель). В 1824 Дж. Аспдин в Англии и в 1825 Е. Г. Челиев в России независимо друг от друга создали Портландцемент, получаемый обжигом до спекания искусственной смеси известняка и глины, взятых в определённых пропорциях.

Большое значение в развитии теории и практики цементного производства в России имели труды А. Р. Шуляченко, Н. А. Белелюбского (См. Белелюбский), И. Г. Малюги (См. Малюга), Н. Н. Лямина, В. И. Чарномского. В результате их работ были созданы высококачественные отечественные Ц., почти полностью вытеснившие из строительной практики Ц. иностранного производства. Однако в дореволюционной России количество цементных заводов, их мощность и технический уровень были недостаточными. Единственным научным учреждением, занимавшимся исследованиями по Ц., была механическая лаборатория Петербургского института инженерных путей сообщения.

Октябрьская революция 1917 открыла широкие возможности для развития цементной промышленности (См. Цементная промышленность) и науки о Ц. Трудами советских учёных А. А. Байкова, В. А. Кинда, В. Н. Юнга, П. П. Будникова, П. А. Ребиндера, Н. Я. Торопова, Ю. М. Бутта, А. В. Волженского (См. Волженский) и др, были созданы современные основы физикохимии. Ц., разработана теория его твердения, усовершенствована технология цементного производства, созданы новые высокоэффективные виды Ц. с особыми свойствами, удовлетворяющими потребности различных отраслей народного хозяйства. В СССР научно-исследовательские и проектно-конструкторские работы, связанные с развитием цементной промышленности и повышением её технического уровня, осуществляются рядом специализированных институтов (НИИЦемент, Гипроцемент, НИИЦеммаш и др.), а также кафедрами некоторых вузов.

Современный процесс производства Ц. включает: добычу цементного сырья природного (См. Цементное сырьё природное) или использование в качестве такового некоторых промышленных отходов (металлургических шлаков, зол ТЭС, вскрышных пород и т.п.); дробление и тонкое его измельчение; приготовление однородной сырьевой смеси заданного состава; обжиг её до спекания при температуре 1450—1550 °С; измельчение полученного Клинкера в тонкий порошок вместе с небольшим количеством гипса и активных минеральных добавок (См. Добавки) или др. веществ, придающих Ц. нужные качества. В зависимости от способа приготовления сырьевой смеси различают сухой, мокрый и комбинированный способы производства Ц. Выбор способа обусловлен главным образом технико-экономическими показателями: возможной степенью концентрации производства, расходом топлива и электроэнергии, трудовыми затратами.

При сухом способе производства Ц. сырьевые материалы (известняк и глина) в процессе измельчения и помола в Мельницах высушиваются и превращаются в сырьевую муку, состав которой корректируется в соответствии с заданным, после чего мука поступает на обжиг. Современные вращающиеся печи (См. Вращающаяся печь) для обжига клинкера, как правило, оборудованы запечными теплообменниками, в которых осуществляется подогрев и частичная декарбонизация сырьевой смеси. Расход тепла на обжиг клинкера составляет 750—850 ккал/кг клинкера. При мокром способе размол сырьевых компонентов осуществляется в мельницах в присутствии воды, которая играет роль понизителя твёрдости, интенсифицирует процесс помола и снижает удельный расход энергии на помол. Полученная сметанообразная масса (шлам) корректируется до заданного состава и направляется на обжиг. За счёт испарения воды шлама в печи расход тепла на обжиг увеличивается н в зависимости от размера и конструкции печи составляет 5,45—6,7 Мдж/кг (1300—1600 ккал/кг) клинкера. При комбинированном способе сырьевая смесь готовится по схеме мокрого способа, затем обезвоживается на вакуум-фильтрах или вакуум-прессах, формуется (обычно в виде гранул) и поступает на обжиг. Расход тепла при этом составляет около 4,19 Мдж/кг (1000 ккал/кг) клинкера.

Необходимые свойства Ц. достигаются правильным проектированием сырьевой смеси и получением в процессе производства Ц. нужного состава — химического, минералогического, гранулометрического и вещественного (под минералогическим составом Ц. понимается качественный и количественный перечень минералов, входящих в состав клинкера; под вещественным составом — качественный и количественный перечень веществ, входящих в состав готового Ц.). Правильное проектирование сырьевой смеси — одно из важнейших условий, обеспечивающих нормальное протекание и полное завершение процессов клинкерообразования при обжиге и высокие экономические показатели производства. Контроль качества готового Ц. осуществляется на основе требований соответствующих ГОСТов. Стандартизованы также методы физико-механических испытаний при определении свойств Ц.

По прочности Ц. делится на марки. Марка Ц. определяется пределом прочности при изгибе образцов-призм размером 40×40×160 мм и при сжатии их половинок, изготовленных из цементного раствора состава 1: 3 (по массе) с нормальным (кварцевым) песком (срок твердения образцов в воде 28 сут с момента изготовления). Для специального Ц. возможно изменение состава и методов изготовления и хранения образцов.

О составе, особых свойствах и областях применения главнейших видов Ц., выпускаемых в СССР, см. табл. За рубежом выпускаются примерно такие же, как и в СССР, виды Ц. По своим техническим качествам Ц. сов. производства принадлежат к числу лучших Ц. в мире.

Главнейшие виды цементов, выпускаемых в ССР

	Название	Вещественный состав цемента (в % по массе)	Минералоги- ческий состав клинкера (в % по массе)	Марка цемента	Особые свойства	Основные области применения
	Портланд- цемент	Портландцемент- ный клинкер (85); гипс (1,5-3,5) по SO₃; активная минеральная добавка (до 15)	3CaO·SiO₂(37— 72); 2CaO·SiO₂(6— 47); 3СаО·Al2O3 (2—20); 4СаО·Al2O3·Fe2O3 (2—19)	300, 400, 500, 600		Монолитный бетон гражданских и промышленных зданий и сооружений, сборные железобетонные конструкции, дорожное строительство, наружные части гидротехнических	-- -- -- -- --
			сооружений,	--		строительные растворы
	Быстротвер- деющий портландце- мент	Портландцемент- ный клинкер (90); гипс (1,5—3,5) по SO₃; активная минеральная добавка (до 10)	3CaO·SiO₂ + +3СаО·Al2O3 (до65); 2CaO·SiO₂ + 4CaO·Al₂O₃· Fe₂O₃ (33)	Не ниже 400; через 3 сут прочность не менее: 4 Мн/м² (при изгибе), 25 Мн/м² (при сжатии)	Более быстрое твердение и более тонкий помол, чем у обычного портландце- мента	Сборные железобетонные конструкции, скоростное строительство
	Сульфато- стойкий портландце- мент	Портландцемент- ный клинкер (100); гипс (до 3,5) по SO₃	3СаО·SiO₂ (до 50); 3CaO·Al₂O₃ (до 5); 3СаО·Al2O3 + + 4СаО·Al2O3Fe2O3 (до 22)	400	Повышенная стойкость к сульфатной агрессии, повышенная морозостой- кость	Для сооружений, находящихся в условиях сульфатной агрессии и в условиях переменного замораживания и оттаивания или увлажнения и высыхания
	Пластифици- рованный портландце- мент	Портландцемент с пластифицирую- щей добавкой (0,15— 0,25)	Тот же, что у портландце- мента	300, 400, 500	Повышенные пластичность и морозостой- кость	Те же, что и обычного портландцемента; для экономии цемента или бетонной смеси; для повышения морозостойкости бетона
	Гидрофобный портландце- мент	Портландцемент с гидрофобной добавкой (0,06—0,3)		300, 400	Длительное сохранение активности, повышенные пластичность и морозостой- кость	Те же, что и обычного и пластифицированного портландцементов и в тех случаях, когда необходимо длительное хранение цемента
	Тампонажный портландцемент: а) для «холодных» скважин; б) для «горячих» скважин	Портландцементный клинкер; допускается введение: а) активных (до 15%) или инертных (до 10%) минеральных добавок; б) шлака (до 15%) или песка (до 10%)			Быстрое твердение и медленное схватывание	Тампонирование нефтяных и газовых скважин
	Декоративные Портландце- менты (белый и цветные)	Белый портландцемент- ный клинкер (80— 84); диатомит (6); инертная минеральная добавка (10) или минеральный пигмент (15)	4СаО·Al2O3·Fe2O3 (до 2)	300, 400, 500	Белый цемент по степени белизны делится на 3 сорта, цветные цементы имеют различную окраску	Отделка зданий и сооружений, скульптурные и покрасочные работы
	Сульфато- стойкий пуццолановый портландце- мент	Портландцемент- ный клинкер (60); добавки вулканического (25—40) или осадочного (20—30) происхождения; гипс (до 3,5) по SO₃	3СаО·Al2O3 (до 8)	200, 300, 400	Повышенная стойкость к сульфатной агрессии	Подводные и подземные сооружения в условиях постоянного воздействия агрессивных (сульфатных) вод
	Шлакопорт- ландцемент	Портландцемент- ный клинкер (40— 70); доменный гранулированный шлак (30—60); гипс (до 3,5) по SO₃	Тот же, что у портландце- мента	300, 400, 500	Замедленный рост прочности в начале период твердения, пониженные морозостой- кость и тепловыделе- ние, повышенная сульфатостой- кость	Те же, что у портландцемента. Эффективен для сборного железобетона, изготовляемого с тепловлажностной обработкой

Глинозёмистый	СаО·Al2O2; Глинозёмис- тый цемент	400, 500, шлак (100); допускается	Быстрое 12СаО·7Al2O3; СаО·2Al3O3;	Срочные, аварийные 600 (через 3 сут	-- твердение при нормальной и	и восстановительные работы, сооружения,	--
		введение 1% добавок, не ухудшающих качество цемента	2СаО·Al₂O₃· SiO₂; FeO	твердения)	пониженной температурах, высокая стойкость к действию минерализован- ных вод, потеря прочности (до 60%) через 15—20 лет	подвергающиеся действию минерализованных вод или сернистого газа, жаростойкие бетоны и растворы. Неприменим в условиях повышенной температуры и влажности	-- -- -- --
	Гипсоглинозё- мистый расширяю- щийся цемент	Глинозёмистый шлак (70); двуводный гипс (30)	Тот же, что у глинозёмисто-го цемента	400, 500 (через 3 сут твердения)	Расширение при твердении в воде (через 1 сут 0,15%, через 28 сут 0,3—1%), быстрое твердение; высокие плотность, водонепрони- цаемость и сульфатостой- кость	Водонепроницаемые бетоны и растворы, заделка стыков, ремонтные работы, тампонирование нефтяных и газовых скважин
	Кислотоупор- ный цемент	Кварцевый песок (90—96): кремнефторис- тый натрий (4—8,5)	SO₂; Na₂SiF₆	Предел прочности при растяже- нии 2 Мн/м² (через 28 сут твердения)	Стоек к действию большинства минеральных и органических кислот. Нестоек к действию HF, H₂SiF₆, кипящей воды и водяного пара. Токсичен	Кислотоупорные бетоны и растворы, обмазки и футеровки. Неприменим в аппаратах пищевой промышленности и при температуре ниже —20°С

Современные тенденции в производстве Ц.: постоянное увеличение объёма его выпуска (в СССР к 1980 достигнет 143—146 млн. т в год); расширение ассортимента специального Ц. и увеличение объёма их производства (особенно высокопрочных, быстротвердеющих, декоративных и расширяющихся Ц.); повышение средней марочной прочности выпускаемых Ц. (в частности, увеличение производства Ц. марки 600 и освоение выпуска Ц. марки 700); интенсификация процесса твердения Ц. (достижение высокой прочности через 4—6 ч твердения); рациональное территориальное размещение цементных заводов с целью сокращения перевозок сырья и готового продукта; снижение себестоимости Ц.; обеспечение высокой степени механизации и автоматизации цементного производства и дальнейшее улучшение условий труда на предприятиях цементной промышленности.

Лит.: Технология вяжущих веществ, М., 1965; Вяжущие материалы, заполнители для бетонов и нерудные материалы, М., 1973; Краткий справочник технолога цементного завода, М., 1974.

И. В. Кравченко.

Цеме́нт

зубной, специфическая костная ткань, покрывающая корень и шейку зуба млекопитающих и человека. Служит для плотного закрепления зуба в костной альвеоле. Подобно другим структурам, содержащим коллагеновые волокна, Ц. вырабатывается специальными клетками (цементобластами). Последние, погружаясь в Ц., превращаются в цементоциты (цементные клетки). В состав Ц. входит 29,6% органических веществ, 57% фосфата кальция, 8% карбоната кальция, 1,2% фторида кальция, 1% фторида магния.

III

Цеме́нт («Цеме́нт», )

ежемесячный научно-технический и производственный журнал, орган министерства промышленности строительных материалов СССР. Издаётся в Ленинграде. Основан в 1901 (до 1916 выходил под название «Цемент, его производство и применения», в 1917—1932 — «Портландцемент»). Освещает вопросы производственной деятельности предприятий цементной промышленности. Публикует материалы, связанные с совершенствованием технологии, созданием высококачественных цементов, разработкой теоретических проблем развития цементной промышленности, а также информационные и справочные материалы. Тираж (1977) свыше 9 тыс. экз.

Источник: Большая советская энциклопедия на Gufo.me

Цемент

Значения в других словарях