Как сделать цемент в домашних условиях

Развести готовую строительную смесь может каждый, а слабо сделать цемент в домашних условиях? Да, с нуля. Не спешите с выводами, это не так уж невозможно. Всем, кто ждёт очередного конца света, не знает, куда девать запас известняка или просто любит разные самоделки, рассказываем, как приготовить самый настоящий цемент.

Как сделать цемент своими руками

Смотрим на схему производства. Не пугаемся – нам не нужно делать цемент самой высокой марки. Спойлер: у нас и не получится.

Конечно, этот способ не годится, чтобы получить цемент для серьёзных строительных работ. Марка прочности здесь будет очень невысокая, М200 – наш потолок. Но можно узнать из чего делают цемент.

Чтобы было понятно, процесс сводится к измельчению, перемешиванию и нагреванию разных природных материалов. С них мы и начнём.

Рецепт цемента обязательно включает горные породы из двух групп:

• карбонатные;
• осадочные (глинистые).

То есть, в нём обязательно должен присутствовать материал из каждой категории. Карбонатные породы примерно сходны по химическому составу между собой. Это же касается и осадочных пород. Рассмотрим те и другие подробней.

Карбонатные породы

В основном состоят из карбонатов (солей угольной кислоты). Бывают как в форме кристаллов, так и рыхлого вещества. Это также влияет на скорость реакций при нагреве.

Это материалы, содержащие углекислый кальций (CaCO3), в том числе:

1. Мел. Это вид мажущего известняка. Плюс в том, что его легко перетирать. (Что немаловажно – если вы собрались делать цемент своими руками без спецоборудования.)
2. Ракушечник. Также пористый, легко крошится от сжатия.
3. Доломитовые породы. Из всех пород данной группы ценятся больше всего.
4. Мергелистый известняк (мергель). Включает некоторое количество глины, поэтому занимает промежуточное положение между карбонатными и осадочными породами.
5. Мрамор. Дорогой материал для этих целей, но теоретически подходит и он.

Глинистые породы

Впитывают воду, увеличиваясь в объёмах. Дают цементу необходимую эластичность. Все они содержат оксиды железа (Fe2O3), алюминия (Al2O3) и кремния (SiO2). Сюда относятся:

1. Глина.
2. Суглинок. Больше пылевых частиц, есть примесь песка.
3. Лёсс. Не особенно эластичная порода мелкой фракции. Содержит кварц или силикат.
4. Глинистый сланец. Самый прочный из остаточных пород, имеет постоянный состав. При механической нагрузке он расслаивается на пластинки. Не гигроскопичен.

Карбонатные и глинистые породы соединяются при высоких температурах в силикаты кальция. Если к ним прибавить воду, то начинается гидратация – превращение жидкой смеси в нерастворимые гидросиликаты, твёрдые, как камень. Именно поэтому цемент незаменим в строительстве уже долгие века.

Процесс изготовления цемента

Цемент делают в два этапа:

1. Изготовление клинкера.
2. Смешивание его с гипсом.

Клинкер изготавливаем из знакомых нам карбонатных и осадочных пород. Ещё древние римляне смешивали известняк с вулканическим пеплом – пуццоланом. А средневековые строители обратили внимание, что если обжечь известняк, загрязнённый глиной, то он будет крепче.

Вот и берём, скажем, известняк и глину, измельчаем и перемешиваем.

Известняк и глину смешиваем в пропорции 3:1.

С рецептурой всё понятно, основная сложность в том, чтобы нагреть смесь до нужной температуры. По технологии она составляет 1400-1500°С. И поддерживать такой режим нужно 2-4 часа. Мало у кого дома найдётся подходящая печь.

Но предположим, что вы живёте в деревне, и у вас сохранилась русская печка. В ней можно выпекать не только домашние пироги, но и клинкер. Если приспособиться, там вполне реально поддерживать температуру в районе 1000℃. Маловато, но за неимением лучшего сойдёт.

Для постоянной температуры дрова нужно использовать из ясеня или бука.

Учтите, что нужны и другие условия: доступ кислорода, постоянное перемешивание. На цементных заводах клинкер крутится в барабанных печах.

Если вы всерьёз настроены делать дома цемент на постоянной основе, есть вариант купить лабораторную печь для обжига. В ней можно создавать температуру до 1600℃.

Чтобы дополнительно облегчить задачу, можно приобрести и мельницу для измельчения. В ней перемалывается готовый клинкер. Оборудование недешёвое, но даже с ним цемент будет несравним по качеству с заводским.

При нагревании образуются силикаты кальция (белит, алит), алюминатная и алюмоферритная фазы. Полученный цемент будет содержать больше белита и меньше алита. Примерно похожий раствор делали в античности (романцемент – «римский цемент»), и сох он не месяц, а год. Современные портландцементы быстро схватываются именно из-за преобладания алита. Но не придираемся. Сделать цемент самому, как вы видите, уже очень непросто.

Оптимальный состав клинкера:

• 67% СаО;
• 22% SiO2;
• 5% Al2O3;
• 3% Fe2O3;
• 3% других веществ.

И теперь, чтобы приготовить цемент, остается самая малость – перемолоть клинкер и смешать с гипсовым порошком. Правильное отношение – 5% от всей массы продукта. Это уменьшает время застывания мокрого цемента.

Если у вас получилось, вы молодец! И всё же, мы не советуем строить дома из такого бетона: положите туда скучный магазинный цемент, а этот можно попробовать использовать для поделок – цветочных ваз, скульптур, кашпо из бетона и ненагруженных конструкций.

Понравилась наша статья? Пишите, как бы вы усовершенствовали эту кустарную технологию (мало ли что в жизни пригодится – кто его знает?) и задавайте вопросы про свойства цемента.