Как сделать смешанный цемент

Как сделать смешанный цемент

«Журнал Суда по интеллектуальным правам», № 21, сентябрь 2018 г., с. 101-105

Первые следы применения бетона в строительстве обнаружены в Древнем Риме. Тогда использовали бетонные смеси, состоявшие из гипса, извести и глины, для постройки таких сооружений, как арки, купола и т.д. Однако после развала Римской империи бетон довольно долго не применялся в строительстве.

Вновь следы использования бетона обнаружились всего 200 лет назад на территории Европы. Бетон являл собой каменистую смесь, в состав которой входили вода, заполнитель и вяжущий компонент. Благодаря развитию производственных технологий было изобретено такое вещество, как цемент. В 1796 г. англичанин Паркер путем обжига смеси глины и извести получил романцемент – первую в истории марку цемента. Смешанный в определенных пропорциях с гравием, песком и водой цемент образовал бетон [1].

На территории России цемент стали производить в восемнадцатом столетии. В Англии – в начале девятнадцатого столетия, причем именно там был изобретен гидравлический цемент. Во Франции и Германии первые заводы по производству цемента были открыты в 1842 и 1857 годах соответственно. В Америке производство цемента началось в 1870 году.

На современном строительном рынке бетон представлен множеством разнообразных видов, различным по своим составам и техническим характеристикам. Существует бетон обычный, легкий, тяжелый, силикатный, гипсовый; пластобетон, асфальтобетон и множество других видов, соответствующих различным целям и назначениям.

Изобретатели непрерывно совершенствуют этот материал. Вот несколько разработок, описания которых в последние 5 лет появились на стеллажах Патентной библиотеки России (ВПТБ). Цементные бетоны (пат. № 2509066), придуманы в ЗАО «Геонод разведка» для строительства понтонов, нефтяных платформ, опор с контролируемым и регулируемым саморазрушением их в воде. Суперпластификатор для бетонов (пат. № 2554990) предложила Рамзия Чеснокова (г. Новочебоксарск). Техническим результатом изобретения является увеличение подвижности и набор прочности товарного бетона в широком диапазоне температур.

При изготовлении теплозащитных конструкций зданий и сооружений пригодится теплоизоляционный ячеистый бетон (пат. № 2491257) Северо-Восточного федерального университета имени М.К. Аммосова (г. Якутск). В Самарском государственном аэрокосмическом университете имени ак. С.П. Королева разработана композиция для изготовления жаростойких бетонов (пат. № 2592922). При изготовлении декоративных изделий может найти применение композиция (пат. № 2618819), разработанная в ООО «Ажио» (Санкт-Петербург). Технический результат – повышение предела прочности при сжатии и изгибе, обеспечение негорючести. Способ бетонирования при отрицательных температурах и ферромагнитная примесь для бетона защищены патентом № 2641680.

Настоящим прорывом в строительных технологиях стало изобретение железобетона. Впервые патент на использования железобетона взял в 1854 году английский штукатур Вильям Уилкинсон. Этот высокопрочный материал, без которого невозможно себе представить современную жизнь, появился благодаря… цветочному горшку. Французы, истинные ценители красоты и изящества, украшали внешние и внутренние подоконники и балконы цветами в горшках и кадках. Увы, горшки, в которых произрастали нежные фиалки и примулы, делались из дерева, были непрактичны и недолговечны.

Как-то парижскому цветоводу Жозефу Монье пришла в голову мысль делать горшки из бетона. Однако бетонные вазоны также оказались непригодны для высаживания в них растений – растущие корни разрушали их. Тогда неутомимый садовник придумал усиленную конструкцию: стал покрывать цементом горшки из железной сетки. Так появился железобетон. 16 июля 1867 года Жозеф Монье получил патент на изготовление цветочных кадок из проволочной сетки, обмазанной с двух сторон цементным раствором.

Стальная арматура из проволоки, вживлённая в бетонную среду, делающая изделия ЖБИ прочными и изящными одновременно, стала визитной карточкой всех последующих изобретений Жозефа Монье. За двадцать последующих лет Монье запатентовал порядка 15 изделий из железобетона, в числе которых – железнодорожные шпалы, перекрытия, балки, мостовые конструкции, газовые и водопроводные трубы и даже переносные и стационарные жилые дома. В 1868 году Монье соорудил в Майсонс-Алфорте небольшой железобетонный бассейн, это был первый ЖБИ-бассейн в истории. Первый мост из железобетона, проезжая часть которого составляла около 4 метров, был возведен в 1875 году.

Монье подал в патентные ведомства Германии и России заявки на выдачу патентов на свои изобретения и получил патенты. В 1879 году немецкий инженер и фирмач Вайс заключил лицензионное соглашение с правообладателем. Вайс перенес арматуру из середины сечения в нижнюю зону балки или плиты, испытывавших в этой части наибольшую нагрузку на растяжение. Монье приехал в Берлин, где увидел новацию, запротестовал и сердито спросил у лицензиата Вайса: «Скажите, кто изобретатель этой конструкции – вы или я?» Вайс спокойно ответил: «Вы первый соединили железо с бетоном, и поэтому я называю эту конструкцию системой Монье, но я первый правильно расположил железо и бетон, хотя, к сожалению, я не мог получить на это патент».

Кстати, первым скрестил цементный раствор и арматурную сетку еще в 1848 году адвокат по профессии Ж.-Л. Ламбо, запатентовавший железобетон­ную лодку. Она стало экспонатом Всемирной выставки в Париже, получила приз «ЭКСПО-1855». Увы, специалисты (как это часто бывало в истории изобретений) интереса к диковинке не проявили и о лодке вскоре забыли. Ламбо не стал патентовать железобетон…

Естественное право собственности разработчика на свое изобретение провозгласил патентный закон Франции, принятый Конвентом в январе 1791 года. В своей преамбуле закон запрещал всем и всякому пользоваться изобретением без дозволения субъекта права. Закон утвердил монополию патентовладельца во имя развития промышленности. С этого времени патент на изобретение, родившийся одновременно с капитализмом, способствует его прогрессу.

Справедливость с железобетоном была восстановлена лишь спустя сто лет: в 1950 году во Франции было отмечено столетие рождения железобетона, и тем самым был утвержден приоритет Ламбо.

Идея Монье увлекла другого француза – талантливого инженера Эжена Фрейсине. Обладая глубокими техническими знаниями и досконально изучив свойства нового материала, Фрейсине создал множество уникальных разработок и внес огромный вклад в совершенствование и развитие эксплуатационных характеристик железобетона и расширил границы его применения. Так, например, ему удалось увеличить прочность железобетона с помощью вибропрессования.

Но самой значимой технической работой Фрейсине является изобретение технологии изготовления бетона из струнно-напряженных элементов. Максимально натянутые стальные каркасные струны — опоры в готовом бетонном элементе, возвращаются к исходной длине, придавая бетону дополнительное напряжение. Таким образом, при нагрузке на бетонную конструкцию процессы сжатия и растяжения распределяются равномерно, что значительно повышает несущие свойства железобетона.

Далее начался настоящий «бетонный бум». В начале ХХ века в Германии был изобретен «товарный цемент» — готовая смесь, которая доставлялась к месту строительства. В США и Англии появились первые бетономешалки.

Процесс строительства длился очень долго, поскольку готовый бетон окаменевал. Конная бетономешалка, использовавшаяся в то время, имела ограниченное применение. Деревянные лопасти перемешивали смесь, во время вращения колес телеги, но она была нескладной и медленной [2].

Стефан Степанян в 1935 году изобрел передвижную бетономешалку на шасси грузового автомобиля (пат. США № 1935922). Это техническое решение придало огромное ускорение всему мировому строительному бизнесу. Изобретение Степаняна стало работать за счет принципа естественного обрушения смеси в барабане. В таком барабане неподвижно закреплены лопатки, которые не позволяют компонентам скользить по стенкам при вращении, этим самым и обеспечивается перемешивание. В 1954 году на ежегодном собрании изобретатель Степанян был удостоен награды Национальной Цементной Ассоциации (National Ready Mixed Concrete Association), которая назвала его своим пожизненным почетным членом. В 2004 году Степаняна выбрали в качестве одного из 100 лучших профессионалов частного транспортного сектора Американской дорожной и транспортной ассоциации строителей.

Интересно, что Стефан Степанян (1882–1964) ещё в 1916 году направил заявку на автобетономешалку в Патентное бюро США (Ведомство по патентам и товарным знакам США). Но в выдаче патента было отказано из-за убежденности эксперта ведомства в том, что грузовик не выдержит вес бетономешалки (!?). Однако в 1928 году Степанян повторно подал заявку, и в 1933 году патент получил. Это было действительно революционное изобретение. Впоследствии за свои заслуги Степанян получил прозвище «Отец бетонной промышленности».

По невыясненным причинам патент был выдан с задержкой на 17 лет. Решение эксперта также остается неубедительным: ведь миссией патентного ведомства является продвижение «индустриального и технологического прогресса в Соединённых Штатах и усиление национальной экономики». Рассмотрим ситуацию в рамках патентной науки. В соответствии со ст. 6 Конвенции Евразийское патентное ведомство выдает евразийский патент на изобретение, которое является новым, имеет изобретательский уровень и промышленно применимо. Этот порядок отражен в патентных законах всех стран мира. Изобретение является промышленно применимым, если оно может быть использовано в промышленности, сельском хозяйстве, здравоохранении и других отраслях экономики или в социальной сфере (п. 4 ст. 1350 ГК РФ).

Для признания изобретения промышленно применимым необходимо, чтобы были выполнены следующие условия: указано назначение изобретения в описании, содержавшемся в заявке на дату подачи; приведены в документах и чертежах средства и методы, с помощью которых возможно осуществление изобретения. Осуществимость изобретения дополнительно усиливается требованием к описанию изобретения (п. 2 ст. 1375 ГК РФ гласит: описание должно раскрывать изобретение с полнотой, достаточной для его осуществления).

Эксперт проверяет техническую сторону предложения и на основании описания определяет, основываясь на своем опыте специалиста в данной области техники и используя общие естественно-научные знания, возможно ли в принципе реализовать указанное назначение заявленного изобретения. Если установлено, что на дату приоритета изобретения соблюдены все указанные требования, изобретение признается соответствующим условию применимости.

При несоблюдении указанных требований делается вывод о несоответствии изобретения условию промышленной применимости. В отношении изобретения, для которого установлено несоответствие этому условию, проверка новизны и изобретательского уровня не проводится.

Итак, в случае с автобетономешалкой эксперт был прав: засомневался в работоспособности устройства и отказал в выдаче патента. Для любого изобретателя это типичный пример.

В судебной практике известны случаи рассмотрения тяжб изобретателей к Роспатенту при отказе в выдаче патент. Понятно, если заявленное техническое решение не соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость», следует отказ в удовлетворении иска. Таковы Решение Суда по интеллектуальным правам от 7 декабря 2015 года по делу № СИП-64/2015 и Определение Верховного Суда РФ от 12 октября 2016 № 300-ЭС16-13829 по тому же делу. Суды установили, что заявителем 30 апреля 2010 году была подана заявка № 2010117027 на выдачу патента на изобретение «Унифицированная оптическая схема разъемного соединителя волоконных световодов для разработки оптических преобразователей», не отвечающее условию патентоспособности «промышленная применимость».

Но вернемся к автобетоносмесителю. Многие строительные механизмы просты для понимания. Краны двигают грузы вверх и вниз. Самосвалы загружают, перевозят и разгружают. Бульдозеры сгребают. Из всего этого есть одно исключение – это простой автобетоносмеситель. Если бетон в той или иной форме был известен со времен строительства римлянами Аппиевой дороги (между Римом и Капуей), то передвижной бетоносмеситель – дитя ХХ века.

Барабанный автобетоносмеситель, который мы видим на дорогах сегодня, практически не изменился по сравнению с конструкцией Степаняна: как правило, автономный двигатель вращает барабан на кузове грузовика, в котором установлен винт (лопасти), за счет чего наполнитель, вода и цемент находятся в движении. Постоянная подвижность сохраняет готовую бетонную смесь от твердения, расслоения, а герметичная конструкция барабана предохраняет смесь еще и от попадания внешних загрязнений и влаги.

По мере того как менялась технология, менялась и конструкция смесителя. Традиционный автобетоносмеситель имеет вращающийся барабан, в который загружают уже затворенную водой смесь и транспортируют до объекта. При таком подходе смесь необходимо разгрузить на объекте не позднее чем через два часа (в идеале 45 минут).

В США, например, существует и другая категория автобетоносмесителей – с отдельными резервуарами для воды. Большее время в пути цемент, наполнители и другие ингредиенты (добавки) перемешиваются в сухом виде. И только в нескольких километрах от пункта назначения водитель добавляет воду в барабан из резервуара. Это промежуточный вариант между размещением завода на строительной площадке и доставкой уже готовой бетонной смеси.

Конструкция барабана автобетоносмесителя и в наше время совершенствуется. Немецкие изобретатели фирмы ЛИБХЕРР-МИШТЕХНИК ГМБХ особое внимание уделяю конструированию электропривода и гидропривода барабана автобетоносмесителя (пат. RU № 2545237 и № 2467872). В АООТ «НИКТИстройкоммаш» (Санкт-Петербург) разработан смесительный барабан в виде грушевидной емкости, который снабжен спиральными сегментами, образующими винтовую линию (пат. RU № 2215651). Изобретение позволяет повысить эффективность смесителя при работе с жесткими бетонными смесями.

С целью повышения эффективности работы смесителя изобретатель А. Лещинский из Хабаровского государственного технического университета предложил (пат. RU № 2101177) при перемешивании бетонной смеси осуществлять принудительное встречное вращение барабана и лопастного вала с жестко закрепленными на нем спиральными лопастями.

Литература

1. Баженов Ю.М., Комар А.Г. Технология бетонных и железобетонных изделий: Учебник для вузов. — М.: Стройиздат, 1984.

2. Добронравов С. С., Сергеев С. П. Строительные машины. Учебное пособие для вузов. М.: Высш. школа, 1981.

Огнеупорный цемент – основные характеристики

Строительно-конструкционный связующий материал, работающий в условиях высокой температуры рабочей среды, называется огнеупорный цемент. В связи с тем, указанный строительный материал широко используется частными застройщиками при возведении отопительных печей и каминов, есть смысл рассказать о том, что такое жаростойкий цемент подробнее.

Где применяют огнеупорный цемент

Стойкостью к высокой температуре окружающей среды обладает глиноземистый огнеупорный цемент. Этот вид связующего сохраняет свои свойства при температуре сравнимой с температурой плавления стали – 1 750-1800 °C.

Для сравнения, конструкции, изготовленные на основе обычного общестроительного портландцемента, начинают разрушаться при температуре 250 °C, а при температуре 500 °C и более, разрушение приобретает необратимый характер.

Назначение огнеупорного цемента:

• Приготовление кладочных растворов для возведения отопительных печей и каминов.
• Приготовление растворов для обмазки топок печей и каминов.
• Приготовление растворов для строительства и эксплуатации промышленных (туннельных, муфельных, лабораторных и др.) печей.
• Промышленное производство огнеупоров, мертелей, сухих огнеупорных смесей, бетонных монолитов общего назначения.

Технический смысл «огнеупорности» цемента заключается в следующем – связующее, обладая специальным составом, схватывается и твердеет с образованием так называемых «керамических сцеплений». При этом общестроительный цемент схватывается и твердеет с образованием «гидравлических сцеплений».

Характеристики огнеупорного цемента

Глиноземистый цемент поучают методом совместного спекания и очень тонкого измельчения нескольких компонентов. В частности в состав огнеупорного цемента входят следующие компоненты:

• Огнеупорный глинозем не менее 60%. Основной компонент.
• Окись кальция до 35-40%.
• Присадки до 3-5% не более.

Внешне и тактильно, товарный жаропрочный цемент представляет собой тонкодисперсный (при просеивании лабораторных проб сквозь проверочное сито с размерами ячейки 0,08х0,08 мм допускаемый «не более 10%») порошок темно-коричневого, серого, светло-серого или белесого колера в зависимости от содержания глинозема.

Характеристика бетонной смеси на основе огнеупорного цемента:

• Величина прочности на сжатие: 250-600 кгс/см2 через 24-72 часа после затворения состава.
• Стойкость к вредным факторам (кислота, щелочь, минеральная гидрокарбонатная вода, сульфаты и пр.): высокая.
• Структура затвердевшего материала: низкопористая, влагонепроницаемая.
• Высокий уровень выделение теплоты образующейся при гидратации цемента: до70% в первые 24 часа после затворения от 100%.
• Допускаемая температура эксплуатации изделий и конструкций: 1 200-1 800 °C в зависимости от вида и количества присадок (шамотный порошок, хромистый порошок, магнезитовый порошок).

Маркировка жаростойкого цемента

Нормативный документ ГОСТ 969-91. «Цементы глиноземистые и высокоглиноземистые» в зависимости от содержания в связующем оксида алюминия (Al₂O₃) дифференцирует жаропрочный цемент на следующие виды:

• Глиноземистый материал ГЦ.
• Высокоглиноземистый материал ВГЦ I, ВГЦ II, ВГЦ III.

В зависимости от достигаемой прочности бетона в течение 72 часов, ГОСТ 969-91 дифференцирует цемент на следующие марки:

• ГЦ 40,ГЦ 50, ГЦ60.
• ВГЦ I-35.
• ВГЦ II-25,ВГЦ- 35.
• ВГЦ III-25.
• ВГЦ 70-ВГЦ 75
• ВГКЦ-70-1.

Арабские цифры, 40,50,60,25 и 35, сообщают потребителю, что бетонный материал на основе того или иного вида огнеупорного цемента, через 72 часа после затворения, при стандартных условиях набора прочности (температура воздуха 20-25 °C, 75-80% относительной влажности воздуха) будет обладать прочностью на сжатие 40 МПа, 50 МПа, 60 МПа и т.д.

Пример обозначения жаропрочного цемента: Цемент огнеупорный гц 40 ГОСТ 969-91. Цемент огнеупорный глиноземистый. Достигаемая прочность на сжатие через 72 часа после затворения бетонной смеси – 40 МПа или 400 кгс/см2. Эмпирическая огнеупорность 780-1 000°C. Огнеупорность связующего этого вида не регламентируется ГОСТ 969-91.

Назначение отдельных видов жаропрочного цемента

• Глиноземистый цемент ГЦ40-ГЦ60. Производство сухих огнеупорных смесей, дорожное строительство, бетонирование при отрицательных температурах, обмазка топок бытовых печей и каминов.
• Высокоглиноземистый цемент ВГЦ 70-ВГЦ 75, ВГЦI-ВГЦIII. Строительство сооружений работающих при очень высоких температурах среды. Производство быстротвердеющих бетонных растворив различного назначения.
• Высокоглиноземистый цемент ВГКЦ-70-1. Производство огнеупоров, футеровка промышленных печей, строительство подложек печей.

Цены на огнеупорный цемент

В соответствии со специальным назначением и специальной технологией изготовления, стоимость огнеупорных цементов достаточно высокая. Кроме того, большие партии материала этого вида, как правило, изготавливаются по отдельному заказу. На данный момент времени стоимость огнеупорного цемента в розничной продаже составляет:

• Цемент ГЦ-40, ГЦ-50, ГЦ-60: 1 600 рублей за мешок весом 50 кг. Производитель ОАО Пашийский Металлургическо-Цементный Завод, Российская Федерация.
• Цемент ВГЦ 70-ВГЦ 75, ВГЦI-ВГЦIII: 1480-1550 рублей за мешок весом 20кг. Производитель ООО «НТЗГЦ» (НИЖНЕТАГИЛЬСКИЙ ЗАВОД ГЛИНОЗЕМИСТЫХ ЦЕМЕНТОВ) Российская Федерация.
• Цемент ВГКЦ-70-1: 1 580-1 680 рублей за мешок массой 20 кг. Производитель компания ООO «Консолит», Российская Федерация.

Как сделать огнеупорный цемент своими руками?

Очень высокие цены и ограниченная доступность покупки специального огнеупорного цемента создают определенные трудности для простых частных застройщиков желающих иметь в своем распоряжении отопительные печи и отопительные камины.

В сети интернет очень много информации о том, как изготовить огнеупорный цемент для печи и камина с помощью различных жаростойких добавок: керамзит, асбест (запрещенный по причине своей канцерогенности), доменного шлака, боя шамотного кирпича, золы уноса и даже хромитовой руды которую неизвестно где можно купить.

На основании практического опыта успешной эксплуатации отопительной печи частного дома можно сделать вывод. Для строительства и эксплуатации топки и других конструкций печи, находящихся под кровлей здания можно и нужно использовать раствор глины и песка смешанный в пропорциях 1:1, плюс затворитель до консистенции «домашней сметаны».

Для строительства дымохода и части дымохода расположенного под кровлей здания можно использовать раствор, приготовленный по указанной выше пропорции. Часть дымохода, расположенная над кровлей здания строится на основе кладочного раствора приготовленного по рецепту: обычный портландцемент любой марки, смешанный с песком в пропорции 1:2.

Заключение

Использование жаростойкого глиноземистого цемента при строительстве частных отопительных сооружений допустимо. Однако это не является экономически оправданно в плане себестоимости строительства и дальнейшей эксплуатации частных сооружений.

Как сделать цемент своими руками?

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.

Указанные рекомендации облегчат перемешивание смеси и сделают ее более однородной, исключив комковатость.

Характеристика и изготовление облегченного бетона

Современные технологии значительно упростили жизнь строителей. К примеру, на смену традиционному пришел облегченный бетон. Легковесные «кирпичики», востребованные керамзитобетонные блоки, пористые материалы стремительно завоевывают популярность. Поговорим о том, в чем заключается их преимущество, каковы недостатки, можно ли делать подобные изделия своими руками.

Основные преимущества

Легкими бетонами называют те виды, средняя плотность которых в сухом виде вписывается в диапазон от двухсот до двух тысяч кг/м3 ( для сравнения, у традиционного этот показатель – 2400-2500 кг/м3). Преимуществ у облегченного бетона действительно немало. Одно из главных, как понятно из самого названия материала – малый вес. Благодаря этому возведение построек идет быстрее, обходится в меньшую сумму из-за экономии на доставке стройматериалов, непосредственно на работе. А еще отпадает необходимость усиливать фундамент здания.

Что до инженерных и эксплуатационных качеств, то в плюс облегченному бетону идут:

• возможность высотных работ без использования специальных подъемных механизмов;
• универсальное использование (из «невесомых» блоков сооружают стены, перегородки, перекрытия и т.п.);
• низкая теплопроводность;
• стойкость к действию минусовых температур (наилучшими характеристиками в этом плане обладают изделия с применением качественного портландцемента);
• отличные показатели по шумоизоляции.

Недостатки

Козырем облегченных бетонов считаются специально создаваемые поры, которые придают им вышеперечисленные положительные свойства. Впрочем, они же обуславливают и недостатки блоков:

• меньшую прочность по сравнению с традиционными, тяжелыми материалами;
• более высокий уровень поглощения влаги. Она проникает именно сквозь искусственно сотворенные пустоты. Посему настоятельно рекомендуется оштукатуривание внешних, внутренних поверхностей.

Виды материала

Легкий бетон с заполнителем из пенополистирола.

Облегченный бетон бывает:

• Ячеистым (газо-, пенобетон). В первом пузырьки получаются благодаря реакции извести и алюминиевой пудры, входящих в смесь. Во втором поры делают, соединяя цементный раствор с пеной, которую готовят отдельно.
• Пористым. К ним относят изделия с применением пористых заполнителей. В частности, это популярные керамзитобетонные блоки, в состав которых наряду с цементом, водой, песком включен керамзитовый гравий (гранулы получают, обжигая в специальных печах глину либо глинистый сланец). В данную группу входит и полистиролбетон – замесь портландцемента, воды, гранул вспененного полистирола, а также древесной омыленной смолы (добавки, вовлекающей воздух).
• На органических агрегатах (заполнителях) – волокне, стружке, опилках. Примеры таких изделий – фибролит, гераклит.

Помимо этого, применяется классификация по предназначению. Согласно ней, облегченный бетон относят либо к конструкционным, либо к теплоизоляционным материалам. Идет деление и зависимо от вяжущего компонента (цемент, известь, гипс, смешанный тип).

Применение для фасадов

Охотно пользуются облегченным бетоном при реконструкции фасадов. Для этих целей применяют как ячеистые материалы, так и керамзитобетонные блоки (в основном, на наиболее уязвимых для внешнего воздействия цоколях зданий).

Обязательным условием является последующее оштукатуривание стеновых блоков.

Замешивание раствора

Единственный путь к тому, чтобы облегчить вес бетонного материала – применение различных способов, чтобы обогатить его воздухом. Достигают цели так:

• Меняя традиционные заполнители облегченными. К таковым относятся пемза, шлаки (металлургический гранулированный, вспученные перлит и вермикулит), , опилки, шелуха риса и другие. Эти агрегаты – огнестойкие, благодаря ячеистой структуре они улучшают собственное схватывание раствора.
• Вводя газы или воздушные пузырьки при смешивании. Благодаря специальным добавкам- реагентам в замеси выделяются водород либо кислород. Для пенобетонов используют пенообразователи ( синтетический, белковый). Его можно сделать и своими руками, для чего практикуют использование сосновой канифоли, столярного костного клея, каустической соды.

Затвердевание составов

Твердение составов происходит естественным путем либо посредством специального воздействия. Так, например, востребованный керамзитобетонный блок 28 дней «выдерживают» в специальных формах. Пенобетон, газобетон «застывают» либо в естественной среде, либо пропариваются в автоклавных печах – последний метод улучшает прочностные характеристики изделий.

Собственноручное изготовление

Изготовление облегченной версии бетона возможно своими руками. Как правило, речь о керамзитобетонных блоках, растворах со вспученным перлитом, шариками пенопласта. Но вот для получения пенобетона в домашних условиях уже понадобится пеногенератор. Главное в этом деле, говорят эксперты – подобрать рецепт смеси, соблюсти баланс воды и цемента.

Вместо резюме

Использование легких бетонов уже давно называют прорывом в строительстве. Из-за меньших по сравнению с привычными характеристик прочности применяют подобные блоки, заливку там, где не требуется «суперустойчивости». В то же время, разнообразие типов материала открывает широкие перспективы для зодчих.