Не всем современным людям известно, когда конкретно изобрели цемент. История этого материала насчитывает уже несколько тысячелетий. За это время менялись его технические свойства, состав, структура. Это давало возможность улучшить качества материала и найти наиболее удачный вариант. В настоящее время цемент считается одним из ключевых материалов в строительстве. Проводить какие-либо работы без бетона довольно сложно.
Виды цемента
Цемент представляет собой неорганическое гидравлическое вещество синтетического происхождения. При взаимодействии с водой и прочими жидкостями оно формирует пластичную массу, которая может становиться твердой и трансформироваться в каменный монолит. Он отличается повышенными прочностными характеристиками.
Главной особенностью этого материала, который придумал человек, считается способность увеличить прочность в условиях высокой влажности. Это не характерно для других минеральных вяжущих элементов, таких как гипс или воздушная известь.
Производство цемента осуществляется при помощи тонкого помола гипса и клинкера, который считается продуктом равномерного обжига до спекания однородного сырья из известняка и глины. В ходе измельчения в состав могут добавлять различные компоненты, которые меняют его свойства.
К наиболее востребованным видам этого материала стоит отнести следующее:
- Портландцемент М400. Его прочность составляет 400 килограмм-силы на 1 квадратный сантиметр. Этот материал используют для изготовления монолитных и бетонных конструкций. Из этого вещества часто делают растворы для кладки и штукатурки. Также цемент применяют в бетоне, чтобы изготавливать синтетическую брусчатку. Из него можно делать садовые и дорожные бордюры, а также элементы мощения.
- Портландцемент М500. Прочность на сжатие этого материала составляет 500 килограмм-силы на 1 квадратный сантиметр. Из этого вещества строят гидротехнические конструкции. Его применяют для создания прочных железобетонных изделий и монолитных зданий. Также это вещество подходит для проведения аварийных ремонтных работ, однако это допустимо только при условии изначально высокой прочности.
- Сульфатостойкий цемент. Этот материал применяют для изготовления конструкций, на которые воздействуют сульфатные воды. Он подходит к применению при переменном горизонте. Материал допустимо использовать при постоянном замораживании и оттаивании, увлажнении и высыхании. Сульфатостойкий цемент подходит для сооружения свай, мостов, опор.
- Тампонажный цемент. Этот материал применяют при сооружении нефтяных, газовых и других видов скважин.
- Напрягающий цемент. Вещество подходит для ремонта и сооружения подземных емкостных бассейнов. Его можно применять для строительства туннелей и подземных гаражей.
- Высокоглиноземистый цемент. Этот материал обеспечивает быстрое затвердевание бетона. С его помощью удается добиться максимальной прочности за короткий период времени. Также вещество отличается огнеупорными свойствами и устойчивостью к влиянию агрессивных факторов. Нередко такой цемент применяют для восстановления прорванных труб и плотин. Его можно использовать для ремонта разрушенных мостов и дорог. Помимо этого, материал применяется для срочного создания фундаментов.
- Белый и цветной портландцемент. Этот материал можно применять для проведения отделочных и скульптурных работ. Его допустимо использовать для окрашивания сооружений из бетона, кирпича, шлакоблока.
Что означает марка цемента
Как и любой другой материал, который используется в строительстве, цемент отличается по физико-техническим параметрам. При этом имеют значение условия его эксплуатации.
Ключевым показателем свойств цемента считается его марка. Буква М и цифры, которые располагаются рядом, говорят об уровне прочности на сжатие и других сопутствующих свойствах, – к примеру, М200 или М500.
Так, маркировка М500 говорит о том, что этот вид цемента способен выдерживать нагрузку в 500 килограмм-силы на 1 квадратный сантиметр. Такую информацию получают в заводских лабораториях, проводя обязательные пробные испытания каждой новой партии вещества. К наиболее востребованным относят марки от 350 до 500. Но для особенно важных работ делают вещество с маркировкой, которая достигает 700.
Еще одной важной особенностью материала, которая отражается в его маркировке, считается процентное содержание добавок. Его обозначают буквой Д. К примеру, вещество с пометкой Д20 содержит 20 % добавок. Эта особенность имеет значение, поскольку процент таких компонентов сказывается на параметрах прочности и пластичности материалов.
Если для цемента характерны какие-то дополнительные особенности, об этом говорят специальные обозначения. К примеру, сульфатостойкая разновидность маркируется аббревиатурой СС.
Добавление цемента в другие вещества наделяет их особыми характеристиками. Прежде всего, это относится к прочностным параметрам. Ни для кого не секрет, что цементные добавки применяют в бетонных и железобетонных конструкциях. Это относится не только к сооружению домов, но и других важных объектов. К примеру, это могут быть взлетные полосы аэродромов или ракетно-стартовых площадок. Там параметры прочности играют ключевую роль.
Итак, наиболее востребованным относятся марки цемента от 350 до 500. Для них характерны определенные особенности:
- Марка М (ПЦ) 400-Д20 говорит о том, что материал отличается высокой прочностью и устойчивостью к влаге. Такое вещество преимущественно используют в строительстве. Это касается разных типов объектов – жилищных, промышленных, сельскохозяйственных. Также вещество применяют для изготовления стеновых перекрытий, сборного железобетона, фундамента.
- Марка М 500-Д20 отличается почти теми же характеристиками и областью использования. Помимо высокой степени устойчивости к морозам и влаге, этот вид цемента характеризуется низкой сопротивляемостью влиянию коррозии. Вещество используют для строительства. Также оно подходит кладки, штукатурных и других строительно-ремонтных работ. Также вещество применяют для изготовления разных строительных растворов.
- Марка М 500-Д0 обладает высокой устойчивостью к морозам и влаге. Материал характеризуется прекрасной долговечностью. Он часто используется в промышленном строительстве – прежде всего, при проведении восстановительных и аварийных работ.
- Марка ПЦ (М) 400-Д0 используется при возведении сооружений, которые связаны с влиянием пресной или минерализованной воды. Это вещество используется для сооружения бетонных конструкций с использованием термовлажностной обработки. Также вещество подходит для приготовления строительных и бетонных растворов. Еще одной особенностью материала считается длительность его твердения. Этот процесс протекает поэтапно. Вначале цемент схватывается. На это уходит 40-50 минут. Затем наступает конец твердения. Этот этап занимает 10-12 часов.
Правильный выбор цемента для проведения строительных работ напрямую влияет на длительность и эффективность эксплуатации готового сооружения.
История материала
До того как придумали бетон, люди использовали для строительства не слишком прочные материалы. После появления цемента конструкции, возводимые людьми, стали более долговечными и надежными.
Как строили до появления цемента
В Древнем Риме известь смешивали со специальными компонентами, которые помогали придать ей гидравлические характеристики. К таким составляющим относили:
- измельченные кирпичи;
- пуццоланы – этим термином называли отложения вулканического пепла Везувия;
- трасс – представляет собой твердые отложения пепла из вулканов.
Несмотря на определенные отличия, перечисленные материалы включают оксиды. К ним относят следующее:
- оксид алюминия – глинозем;
- диоксид кремния – кварц или кремнекислота;
- оксид железа.
Перечисленные вещества вступают с известью во взаимодействие. В результате к ним присоединяется вода. Этот процесс называется гидратацией. Как следствие, наблюдается кристаллизация нерастворимых гидросиликатов кальция. В Средневековье один из мастеров изобрел процесс обжига известняков, загрязненных глиной. Благодаря этому удалось установить, что новый материал не уступает пуццолановым составам древних римлян и даже их превосходит.
Вклад Егора Челиева
В каком же году был изобретен цемент? Это случилось в 1822 году. Именно тогда русский строитель Егор Челиев догадался соединить глину и известь. В результате вышел материал, обладающий хорошими вяжущими характеристиками. Спустя несколько лет изобретатель написал книгу, в которой детально изложил процесс изготовления не только цемента, но и бетона. В этой же работе мастер проанализировал плюсы их использования в строительстве сооружений, кладке кирпичей и создании набережных.
Разработки Аспдина
В 1824 году ученые придумали портландцемент. Автором этого изобретения стал Джозеф Аспдин. После соединения с песком, водой и щебнем этот материал можно было использовать в качестве бетона.
Вещество отлично переносило сжатие, однако отличалось восприимчивостью к растяжениям. В тот же период началось изучение других материалов. Оно показало, что железные балки способны отлично переносить растяжение, но плохо выдерживают сжатие.
Французские изобретатели и их вклад
Почти в одно и то же время несколько ученых решили соединить свойства портландцемента и железных балок, чтобы добиться нужного эффекта. В 1850 году французский ученый Жан-Луи Ламбо соорудил несколько лодок, используя бетон, армированный металлической сеткой. В 1854 году английский исследователь Уильям Уилкинсон первым использовал бетонные панели, армированные железными балками, для возведения двухэтажного здания в Ньюкасле.
Примерно в тот же период еще один французский строитель Франсуа Куанье провел эксперимент. Он использовал арматуру перекрытий из стали для связывания стеновых панелей. Однако его разработка не стала востребованной. Заслуга введения железобетона в практику принадлежит другому человеку, который был весьма далек от строительной сферы.
В 1846 году Джозеф Монье начал работать садовником оранжереи в Тюильри, расположенной около Лувра. Ему требовались прочные садовые кадки для того, чтобы пересаживать на зиму деревья апельсинов. Монье изготовил несколько таких конструкций, используя состав на основе цемента, золы, измельченного кирпича и песка. Однако его сооружение все время трескалось. Тогда изобретатель решил использовать железные стержни для укрепления конструкции.
В те времена считалось, что железо приводит к разрушению бетона при температурных колебаниях. Однако и через 3 года кадки сохранили свою целостность. Тогда изобретатель аналогичным образом изготовил тару для воды. В 1867 году он презентовал железобетон широкой общественности и даже получил патент на его использование.
Роль Густава Вайса в открытии железобетона
В 1875 году полученный Монье железобетон использовался для сооружения небольшого моста в замке Шазелье. Спустя еще 4 года немецкий инженер Густав Вайс купил у Монье все патенты и внес в конструкцию изменения. Таким образом именно Вайсу удалось завершить работы по изготовлению современного железобетона. С того времени цемент стали высоко ценить и активно использовать.
Где сегодня применяется цемент
Основная задача материала заключается в связывании всех компонентов конструкции в единое целое. Бетонные сооружения, в основе которых используется цемент, отличаются разными техническими характеристиками. Благодаря добавкам удается увеличивать стойкость сооружений к морозу, воде, агрессивным факторам, погоде, нагрузкам. Это дает возможность использовать материал для строительства зданий и сооружений самого разного назначения.
Цемент – это весьма распространенный и востребованный материал, который активно применяется сегодня в разных сферах жизни. При этом существуют самые разные виды и марки этого вещества. За время своего существования оно претерпело много изменений и усовершенствований.
Сообщение
Комментарии (0)