Цемент: От Химии и Производства до Лабораторных Опытов и Перспектив Развития (Академический Реферат)

В мире, где темпы строительства постоянно ускоряются, а архитектурные и инженерные задачи становятся всё сложнее, трудно переоценить значение такого, казалось бы, простого материала, как цемент. Ежегодно в России производится более 63 миллионов тонн цемента, что является наглядным свидетельством его неоспоримой роли в формировании современного ландшафта и инфраструктуры. Он служит не просто связующим компонентом, а фундаментом, на котором возводятся города, мосты, дороги и промышленные комплексы. Этот академический реферат призван дать исчерпывающее представление о цементе – от его молекулярного строения и исторического пути до производственных технологий и передовых лабораторных исследований. Мы погрузимся в химию гидратации, рассмотрим многообразие его видов, подробно изучим методики контроля качества и заглянем в будущее отрасли, где экологические вызовы и инновации формируют новые горизонты. Цель данной работы – предоставить студентам комплексное и глубокое понимание цемента, которое станет прочной основой для дальнейших исследований и практического применения в строительной и материаловедческой сферах.

Фундаментальные Аспекты Цемента: Определение, Состав и Свойства

Понимание цемента начинается с его сути — тонкодисперсного порошка, который, кажется, скрывает в себе магию преобразования. Этот раздел посвящен раскрытию его фундаментальных характеристик, начиная с общего определения и заканчивая детальным анализом химического состава и физико-технических свойств, определяющих его поведение и применение. В конечном итоге, именно эти особенности определяют, насколько прочной и долговечной окажется любая строительная конструкция.

Что такое Цемент: Основные Определения и Принципы Действия

На базовом уровне цемент — это гидравлическое вяжущее вещество, представляющее собой тонкодисперсный порошкообразный материал. Его уникальность заключается в способности твердеть не только на воздухе, но и, что особенно важно, в воде, образуя прочный искусственный камень. Этот процесс, известный как гидратация, является краеугольным камнем цементной технологии. Когда цемент смешивается с водой, он образует пластичную массу, которая затем постепенно теряет подвижность, схватывается, и в конечном итоге затвердевает, приобретая высокую прочность и долговечность. Именно эта способность к созданию устойчивого связующего звена между различными наполнителями (песок, щебень) лежит в основе повсеместного использования цемента для производства бетона и строительных растворов, обеспечивая стабильность и надежность любых конструкций.

Химический и Минералогический Состав Цементного Клинкера

Сердцем цемента является клинкер — спекшиеся гранулы, получаемые путем обжига сырьевой смеси. Химический состав клинкера представляет собой сложную комбинацию оксидов, которые в совокупности формируют его вяжущие свойства. Доминирующие компоненты, составляющие от 95 до 97% массы, это оксид кальция (CaO), диоксид кремния (SiO₂), оксид алюминия (Al₂O₃) и оксид железа (Fe₂O₃).

Однако, помимо этих основных четырех, в составе клинкера присутствуют и другие, менее значимые, но всё же влияющие на свойства компоненты. К ним относятся:

• Оксид магния (MgO): Обычно от 0,5% до 5%, влияет на объемную стабильность.
• Серный ангидрид (SO₃): В пределах 0,3% до 1%, вводится через гипс для регулирования сроков схватывания.
• Щелочи (Na₂O и K₂O): От 0,4% до 1%, могут вызывать щелочно-кремнеземную реакцию в бетоне.
• Диоксид титана (TiO₂) и оксид хрома (Cr₂O₃): От 0,2% до 0,5%, влияют на цвет и могут участвовать в реакциях.
• Оксид марганца (Mn₂O₃) и фосфорный ангидрид (P₂O₅): От 0,1% до 0,3%, также оказывают влияние на характеристики клинкера.

Эти оксиды в процессе высокотемпературного обжига объединяются, образуя основные минералы цементного клинкера, которые и определяют его реакционную способность и конечные свойства:

1. Трёхкальциевый силикат (алит, 3CaO·SiO₂ или C₃S): Содержание 42–65%. Алит – это «быстрый игрок» в команде цемента. Он отвечает за интенсивное выделение тепла и быстрое нарастание прочности в первые дни твердения. Высокое содержание алита характерно для быстротвердеющих цементов, что позволяет ускорить темпы строительства.
2. Двухкальциевый силикат (белит, 2CaO·SiO₂ или C₂S): Содержание 15–45%. В отличие от алита, белит — это «долгосрочный инвестор». Он гидратируется и твердеет гораздо медленнее, с меньшим выделением тепла. Именно белит обеспечивает постепенное, но неуклонное нарастание прочности в поздние сроки твердения, что важно для долговечности конструкций, работающих под постоянной нагрузкой.
3. Трёхкальциевый алюминат (3CaO·Al₂O₃ или C₃A): Содержание 2–15%. Этот минерал является самым быстро гидратирующимся. Его реакции с водой происходят почти мгновенно, что без контроля могло бы привести к «мгновенному схватыванию» цементной пасты. Для замедления этого процесса и обеспечения возможности работы с цементом, при его производстве обязательно добавляют гипс, что критически важно для управляемости строительного процесса.
4. Четырёхкальциевый алюмоферрит (4CaO·Al₂O₃·Fe₂O₃ или C₄AF): Содержание 10–25%. Этот минерал занимает промежуточное положение по скорости твердения между алитом и белитом. Его гидратация протекает с умеренным тепловыделением, и он также вносит свой вклад в прочность цементного камня, дополняя общий комплекс характеристик.

Взаимное соотношение этих минералов определяет тип цемента и его специфические свойства, что позволяет производителям создавать материалы с заданными характеристиками для различных строительных задач, оптимизируя их под конкретные условия эксплуатации.

Физико-Технические Свойства Цемента

Комплекс физико-технических свойств цемента формирует его эксплуатационные характеристики и определяет область применения. Рассмотрим наиболее важные из них:

• Химико-минералогический состав: Этот аспект, уже детально рассмотренный выше, является основополагающим, поскольку именно он определяет все остальные свойства цемента, от скорости гидратации до конечной прочности, что подтверждает его ключевую роль.
• Истинная и насыпная плотность:
  • Истинная плотность — это плотность самого материала цемента без учета пустот между частицами. Для портландцемента она составляет 3100–3200 кг/м³. У других видов цемента эти показатели могут варьироваться: для шлакопортландцемента 2900–3100 кг/м³, для пуццоланового цемента 2800–3000 кг/м³, глиноземистого 3300–3400 кг/м³, а белого цемента 3000–3100 кг/м³.
  • Насыпная плотность учитывает объем, занимаемый порошком цемента с учетом воздушных промежутков между частицами. Свежий, не слежавшийся портландцемент имеет насыпную плотность 1100–1300 кг/м³. Однако при длительном хранении или уплотнении цемент может слеживаться, и его насыпная плотность увеличивается до 1400–1700 кг/м³, что важно учитывать при расчетах объемов и транспортировке, дабы избежать ошибок в логистике и хранении.
• Тонкость помола (удельная поверхность): Этот параметр описывает степень измельчения цемента и измеряется как площадь поверхности всех частиц в одном грамме материала (см²/г). Чем тоньше помол, тем больше удельная поверхность, тем быстрее происходит гидратация, и тем выше начальная прочность цемента. Обычный портландцемент имеет тонкость помола 2500–3000 см²/г, тогда как быстротвердеющие цементы могут достигать 4000–6000 см²/г (и даже до 9000 см²/г для особо быстротвердеющих), обеспечивая ускоренный набор прочности, что незаменимо в условиях сжатых сроков строительства.
• Нормальная густота: Это количество воды, необходимое для получения цементного теста стандартной консистенции, выраженное в процентах от массы цемента. Определение нормальной густоты является ключевым этапом в лабораторных испытаниях, так как от неё зависят сроки схватывания и водоцементное отношение, влияющее на прочность.
• Сроки схватывания: Этот параметр определяет время, в течение которого цементное тесто сохраняет пластичность и может быть уложено и сформировано. Он делится на начало и конец схватывания, и имеет решающее значение для планирования строительных работ, позволяя определить оптимальное время для манипуляций с раствором.
• Равномерность изменения объёма при твердении: Важное свойство, которое указывает на стабильность цементного камня после затвердевания. Неравномерное изменение объема может привести к растрескиванию и деструкции конструкции, поэтому его контроль критичен.
• Прочностные характеристики (марки/классы прочности): Это основной показатель качества цемента, определяющий его способность сопротивляться нагрузкам. Ранее использовались марки, такие как М400, М500, М600, обозначающие предел прочности при сжатии в кгс/см². Современная система, согласно ГОСТ 31108-2020, использует классы прочности в мегапаскалях (МПа), например, ЦЕМ I 42,5Н, где 42,5 МПа — это класс прочности, а «Н» указывает на нормальное твердение.

Каждое из этих свойств взаимосвязано и оказывает значительное влияние на поведение цемента как в процессе приготовления, так и в течение всего срока службы цементного камня или бетона. Глубокое понимание этих характеристик необходимо для правильного выбора и применения цемента в строительстве, гарантируя долговечность и безопасность возводимых объектов.

Исторический Экскурс: От Древности до Портландцемента

Путешествие в мир цемента невозможно без обращения к его богатой истории, которая уходит корнями в глубокую древность и насчитывает тысячелетия развития. От простых природных вяжущих до сложнейших современных композиций — каждый этап отражает стремление человечества к созданию более прочных и долговечных конструкций. Как же человечество пришло к материалу, без которого невозможно представить современное строительство?

Древние Вяжущие Вещества и Римский Бетон

Задолго до появления современного цемента, еще в III–IV тысячелетиях до нашей эры, древние цивилизации Ближнего Востока и Египта уже использовали минеральные вяжущие вещества. Египтяне применяли гипс для строительства пирамид и гробниц, а жители Месопотамии — битум и обожженную известь. Эти материалы, хоть и не обладали такой прочностью и водостойкостью, как цемент, тем не менее, позволили возвести монументальные сооружения, дошедшие до наших дней.

Истинный прорыв в использовании вяжущих материалов совершили древние римляне. Их инженерный гений воплотился в «римском бетоне» (opus caementicium), который представлял собой уникальную смесь извести с вулканическим пеплом (пуццоланой) или толченым кирпичом. Добавление пуццоланы придавало извести гидравлические свойства, позволяя ей твердеть даже под водой. Именно благодаря этому материалу были построены такие шедевры инженерной мысли, как акведуки, термы Каракаллы и, конечно же, величественный Пантеон в Риме, купол которого, являющийся одним из крупнейших в мире без внутренних опор, служит ярчайшим примером долговечности и прочности римского бетона. Его способность сохраняться на протяжении двух тысячелетий поражает воображение и до сих пор изучается современными материаловедами, подтверждая исключительные качества древних технологий.

Научные Предпосылки и Изобретение Портландцемента

После падения Римской империи знание о гидравлических вяжущих веществах было во многом утрачено и вновь стало возрождаться лишь в XVIII веке. Этот период ознаменовался значительными научными открытиями, которые заложили основу для понимания химии вяжущих. Работы таких ученых, как Джозеф Пристли, открывший кислород в 1774 году, и Джозеф Блэк, внесший вклад в понимание углекислого газа и процессов кальцинирования, помогли разобраться в химических преобразованиях известковых материалов. Инженер Джон Смитон, известный своими проектами маяков (в частности, маяка Эдистона), экспериментально доказал превосходство гидравлической извести, полученной из известняков, содержащих глинистые примеси, над обычной известью для строительства в морских условиях.

Однако по-настоящему революционным событием стало изобретение, которое навсегда изменило строительную индустрию. Английский каменщик Джозеф Аспдин, вдохновленный наблюдениями за естественными известняками острова Портленд, решил создать искусственный материал с аналогичными, если не превосходящими, свойствами. Он экспериментировал с обжигом смеси известняка и глины, а затем тонко измельчал полученный продукт. 21 октября 1824 года Джозеф Аспдин запатентовал свое изобретение, назвав его портландцементом за поразительное сходство затвердевшего материала с природным камнем, добываемым на острове Портленд. Это был не просто новый материал, это была квинтэссенция вековых наблюдений и научных изысканий, воплощенная в промышленно производимом продукте, что открыло новую эру в строительстве.

Промышленное производство портландцемента началось в 50–60-х годах XIX столетия, что ознаменовало начало новой эры в строительстве. Уже в 1856 году в Российской империи был построен первый цементный завод — Гродзецкий, что стало важным шагом в развитии отечественной строительной индустрии. С тех пор портландцемент стал синонимом прочности и долговечности, а его производство и применение постоянно совершенствуются, продолжая служить опорой для человеческого прогресса, обеспечивая надёжность инфраструктуры.

Классификация и Многообразие Видов Цемента

Мир цемента гораздо разнообразнее, чем может показаться на первый взгляд. За общим названием скрывается целый спектр материалов, каждый из которых обладает уникальными свойствами, составом и, как следствие, специфической областью применения. Понимание этой классификации — ключ к эффективному и безопасному строительству, позволяющий выбрать оптимальный материал для каждой задачи.

Общие Принципы Классификации и ГОСТ 31108-2020

Классификация цементов — это сложная, но строго регламентированная система, основанная на таких критериях, как его химико-минералогический состав, прочностные характеристики, цвет, специализированные свойства и, конечно, конечное назначение. В Российской Федерации основным документом, регулирующим требования к общестроительным цементам, является ГОСТ 31108-2020 «Цементы общестроительные. Технические условия». Этот стандарт устанавливает строгие рамки для компонентного состава цемента и допустимого использования различных добавок, обеспечивая контроль качества и предсказуемость свойств.

ГОСТ 31108-2020 вводит европейскую систему обозначений, где цементы разделяются на пять основных типов (ЦЕМ I, ЦЕМ II, ЦЕМ III, ЦЕМ IV, ЦЕМ V) в зависимости от процентного содержания клинкера и вида минеральных добавок. Помимо этого, цементы классифицируются по классам прочности (например, 32,5; 42,5; 52,5 МПа) и скорости твердения (нормальнотвердеющий «Н», быстротвердеющий «Б»), что позволяет точно подобрать цемент под конкретные проектные требования.

Портландцемент (ЦЕМ I) и его Модификации (ЦЕМ II)

Портландцемент (ЦЕМ I) – это своего рода «стандарт» в мире цементов, наиболее широко используемый и узнаваемый тип. Он получается путем тонкого измельчения обожженного до спекания клинкера (смеси известняка и глины) с добавлением гипса, который регулирует сроки схватывания. Его преобладание в строительстве обусловлено высоким содержанием силикатов кальция, обеспечивающих надежный набор прочности.

Основные сферы применения ЦЕМ I:

• Строительство фундаментов.
• Возведение несущих стен и колонн.
• Производство монолитных и сборных железобетонных конструкций.
• Изготовление дорожных покрытий.

Современные классы прочности портландцемента по ГОСТ 31108-2020 обозначаются, например, как ЦЕМ I 42,5Н, где «42,5» указывает на класс прочности в мегапаскалях (МПа), а «Н» означает нормальнотвердеющий. Ранее использовались марки М400, М500, М600, которые коррелируют с прочностью при сжатии стандартных образцов в возрасте 28 суток.

Портландцемент с минеральными добавками (ЦЕМ II) – это следующий шаг в эволюции цемента, призванный улучшить определенные характеристики базового портландцемента. Путем введения различных минеральных добавок достигается повышение пластичности, морозостойкости, водонепроницаемости или снижение тепловыделения при гидратации.

Виды минеральных добавок и их содержание:

• Гранулированный доменный шлак: побочный продукт металлургии, улучшает водостойкость и сульфатостойкость.
• Пуццолана: вулканические туфы, пемзы, зола-унос, активированная глина; повышают химическую стойкость и снижают проницаемость.
• Зола-унос: отход тепловых электростанций, улучшает удобоукладываемость и снижает водопотребность.
• Известняк: влияет на технологические свойства и стоимость.

Содержание этих добавок в цементах типа ЦЕМ II может варьироваться от 6% до 35% от массы цемента, в зависимости от конкретного подтипа, обозначенного в ГОСТ 31108-2020 (например, ЦЕМ II/А-Ш 32,5Н, где «Ш» означает шлак), что позволяет создавать материалы с индивидуальными свойствами.

Специализированные Виды Цемента

Помимо универсальных портландцементов, существуют многочисленные специализированные виды, разработанные для решения конкретных инженерных задач и работы в особых условиях.

• Шлакопортландцемент (ШПЦ) (ЦЕМ III): Производится путем совместного помола портландцементного клинкера, гранулированного доменного шлака (в количестве от 20% до 80%) и гипса. Отличается более замедленным нарастанием прочности в ранний период твердения, но при этом обладает значительно повышенной водостойкостью и сульфатостойкостью. Эти свойства делают его оптимальным выбором для гидротехнических сооружений, таких как дамбы, плотины, каналы, а также для конструкций, работающих во влажных или агрессивных сульфатных средах (например, в грунтовых водах с высоким содержанием сульфатов).
• Пуццолановый цемент (ЦЕМ IV): Получают путем смешивания портландцемента с пуццолановыми добавками. Содержание пуццолановых добавок может составлять от 15% до 50% от общей массы цементного материала. Для добавок осадочного происхождения (диатомиты, трепелы) содержание составляет 20–30%, а для вулканического происхождения (вулканический пепел, туфы, пемзы, глиежи) — 25–40%. Этот цемент обладает высокой устойчивостью к агрессивным химическим воздействиям, особенно к мягким водам, и широко применяется в строительстве гидротехнических сооружений, мостов, тоннелей, а также для укладки бетона под водой, где требуется высокая плотность и низкая проницаемость.
• Быстротвердеющий цемент: Разработан для случаев, когда требуется ускоренный набор прочности. Он характеризуется повышенным содержанием трёхкальциевого силиката (C₃S), который составляет не менее 50%, и более тонким помолом (удельная поверхность 3500–4000 см²/г, а для особо быстротвердеющих может достигать 8000–9000 см²/г). В качестве добавок-ускорителей могут применяться хлористый кальций (CaCl₂) в количестве 1–2% от массы цемента, хлорид натрия (NaCl), сульфат натрия (Na₂SO₄) или соляная кислота (HCl). Применяется для ремонтных работ, производства сборных бетонных изделий, которые быстро распалубливаются, и в скоростном строительстве, что значительно сокращает временные затраты на возведение объектов.
• Белый цемент: Производится из сырья с минимальным содержанием оксидов железа и марганца, которые придают обычному цементу серый оттенок. Содержание оксида железа (Fe₂O₃) в белом цементе обычно не превышает 0,3–0,5%, а оксида марганца (MnO) — до 0,03%. Суммарное содержание Fe₂O₃ во всех компонентах не должно превышать 1%, а TiO₂ — 0,8%. Его белый цвет делает его незаменимым для декоративных работ, изготовления фасадов зданий, скульптур, плитки, а также для создания светлых растворов и бетонов, расширяя архитектурные возможности.
• Сульфатостойкий цемент: Специально разработан для бетонных и железобетонных конструкций, которые будут эксплуатироваться в условиях воздействия сульфатных агрессивных сред (например, морская вода, сульфатные грунтовые воды). Он обладает модифицированным минералогическим составом, что повышает его устойчивость к разрушению под действием сульфатов, обеспечивая долговечность в сложных условиях.
• Глиноземистый цемент: Быстротвердеющий и высокопрочный цемент, получаемый из клинкера и расплавленных известняков, содержащих большое количество низкоосновных алюминатов кальция. Он содержит минимум 35% оксида алюминия (Al₂O₃), а для высокоглиноземистого цемента содержание Al₂O₃ может достигать до 70%. Отличается очень быстрым набором прочности (основная прочность достигается за 24 часа), высокой огнеупорностью и стойкостью к агрессивным средам. Применяется для производства огнеупорных бетонов, в аварийных работах и при строительстве объектов, требующих быстрого ввода в эксплуатацию, что делает его незаменимым в критических ситуациях.
• Гидрофобный цемент: Содержит специальные гидрофобизирующие добавки, которые уменьшают его смачивание водой и снижают водопоглощение. В качестве таких добавок используют стеариновую, олеиновую, парафиновую, нафтеновые и другие высшие жирные кислоты, парафин, а также металлические соли жирных кислот или мылонафт, которые вводятся в количестве 0,1–0,2% от массы цемента. Эти добавки образуют тонкую пленку на поверхности частиц цемента, что существенно повышает его морозостойкость и устойчивость к атмосферным воздействиям. Применяется в условиях повышенной влажности и для производства бетонов с улучшенной водонепроницаемостью, продлевая срок службы конструкций.
• Пластифицированный цемент: Содержит поверхностно-активные добавки (например, лигносульфонаты, сульфированные меламины или поликарбоксилаты), которые улучшают удобоукладываемость бетонной смеси, а также повышают ее пластичность, морозостойкость и водонепроницаемость. Это позволяет снизить водоцементное отношение без потери подвижности смеси, что приводит к повышению прочности и долговечности бетона, оптимизируя его характеристики.

Таким образом, многообразие цементов позволяет инженерам и строителям выбирать наиболее подходящий материал для каждой конкретной задачи, оптимизируя затраты и обеспечивая требуемые эксплуатационные характеристики конструкций, что является залогом успешного проекта.

Технологии Производства Цемента

Превращение обычных горных пород в высокотехнологичный строительный материал, способный выдерживать колоссальные нагрузки и служить десятилетиями, – это результат сложного и многоступенчатого технологического процесса. Производство цемента является одним из краеугольных камней тяжелой промышленности, требующим точности, контроля и значительных энергетических ресурсов. Какие же этапы проходит сырье, прежде чем стать незаменимым вяжущим компонентом?

Сырьевые Материалы для Производства Цемента

В основе производства цемента лежат природные сырьевые материалы, которые условно делятся на карбонатные и глинистые породы. Именно их химический состав определяет конечные свойства клинкера.

• Карбонатные породы: составляют основную часть сырьевой смеси, обычно 75–80%. К ним относятся известняк, мел, мергель. Они являются источником оксида кальция (CaO), основного компонента цемента.
• Глинистые породы: составляют 20–25% смеси. Это глина, суглинок, лёсс. Они поставляют в смесь диоксид кремния (SiO₂), оксид алюминия (Al₂O₃) и оксид железа (Fe₂O₃).

Помимо природных пород, в современном производстве цемента активно используются промышленные отходы, что способствует снижению воздействия на окружающую среду и уменьшению себестоимости продукции. Среди них:

• Доменные шлаки: побочный продукт металлургического производства, богатый силикатами и алюминатами.
• Белитовый шлам: отход алюминиевого производства.
• Зола-унос: образуется при сжигании угля на тепловых электростанциях.

Для точной корректировки химического состава сырьевой смеси могут добавляться корректирующие добавки, такие как песок (источник SiO₂), трепел и железная руда (источник Fe₂O₃).

Основные Способы Производства: Мокрый и Сухой

Исторически сложились два основных технологических подхода к производству цемента, каждый из которых имеет свои особенности и преимущества:

1. Мокрый способ: При этом способе сырьевые компоненты, после добычи и предварительного измельчения, смешиваются с водой до получения так называемого шлама — водной суспензии с содержанием воды около 30–45%. Шлам гомогенизируется и подается во вращающуюся печь. Преимущества мокрого способа включают высокую однородность сырьевой смеси, что позволяет получать клинкер стабильного качества. Однако его недостатком является более высокое энергопотребление на испарение воды из шлама в процессе обжига, что повышает себестоимость производства.
2. Сухой способ: Этот метод является более современным и энергоэффективным. Сырьевые материалы после добычи подвергаются тщательной сушке и измельчению в сухом виде до очень тонкого порошка. Затем они смешиваются в гомогенизаторах, образуя сухую сырьевую смесь, которая подается в печь. Сухой способ значительно экономичнее по расходу топлива, так как не требуется испарение больших объемов воды. Современные цементные заводы все чаще переходят на сухой способ производства или комбинируют его элементы с мокрым (полусухой способ), стремясь к оптимизации энергетических затрат.

Этапы Технологического Процесса

Независимо от выбранного способа, технологический процесс производства цемента включает в себя несколько ключевых этапов:

1. Добыча и подготовка сырья: На этом этапе производится добыча известняка, глины и других компонентов в карьерах. Затем сырье доставляется на завод, где подвергается дроблению до определенного размера и при необходимости сушке.
2. Приготовление сырьевой смеси: Измельченное сырье в точно выверенных пропорциях (которые строго контролируются для достижения необходимого химического состава) смешивается. При мокром способе это происходит с добавлением воды до образования шлама, при сухом — в специальных гомогенизаторах в виде порошка. Этот этап критически важен для обеспечения однородности будущей продукции.
3. Обжиг клинкера: Сырьевая смесь подается в специальные вращающиеся печи — гигантские цилиндры, которые медленно вращаются и имеют небольшой наклон. Внутри печи сырье постепенно перемещается от холодного конца к горячему, проходя через зоны сушки, декарбонизации (разложения карбоната кальция на оксид кальция и углекислый газ) и, наконец, спекания. Температура в зоне спекания достигает 1400–1450 °C. В результате этого высокотемпературного процесса происходит формирование основных минералов клинкера: алита (C₃S), белита (C₂S), трёхкальциевого алюмината (C₃A) и четырёхкальциевого алюмоферрита (C₄AF). Образовавшийся клинкер выходит из печи в виде спекшихся гранул размером от 10 до 60 мм.
4. Помол клинкера с добавлением модификаторов: Охлажденный клинкер поступает на следующий этап — тонкий помол. Этот процесс осуществляется в шаровых или валковых мельницах. Чтобы регулировать сроки схватывания цемента и улучшить его другие свойства (например, прочность, водостойкость), при помоле клинкера обязательно добавляют гипс (CaSO₄·2H₂O) в количестве 1,5–3,5% от массы. Кроме того, могут добавляться активные минеральные добавки (до 15% от массы), такие как гранулированные доменные шлаки, золы-уноса, пуццоланы (вулканические туфы, трепелы), которые придают цементу специфические свойства, расширяя его функционал.

Финальный продукт – готовый цемент – затем упаковывается или отправляется на хранение в силосы, готовый к использованию в строительстве. Весь процесс строго регламентируется стандартами, такими как ГОСТ 31108-2020, что гарантирует соответствие продукции заявленным характеристикам и требованиям качества, обеспечивая надёжность строительных проектов.

Химия Гидратации и Твердения Цемента

Когда сухой, порошкообразный цемент встречается с водой, запускается целая серия сложных и захватывающих химических реакций, известных как гидратация. Этот процесс — не простое смешивание, а глубокое преобразование, в результате которого жидкая цементная паста превращается в твердый и прочный искусственный камень, способный выдерживать огромные нагрузки. Что же происходит на молекулярном уровне, когда цемент начинает «оживать»?

Механизм Гидратации: Реакции и Продукты

Гидратация цемента — это краеугольный камень его функционирования как вяжущего вещества. Это комплексный физико-химический процесс взаимодействия безводных минералов клинкера с водой, который приводит к образованию новых кристаллических и аморфных соединений — кристаллогидратов. Этот процесс начинается буквально с момента первого контакта цемента с водой и продолжается до тех пор, пока имеется достаточный запас влаги и нереагировавших частиц цемента.

Все реакции гидратации цемента являются экзотермическими, то есть протекают с выделением теплоты. Количество выделяемого тепла и скорость его выделения зависят от минералогического состава цемента, тонкости помола и температуры окружающей среды. Интенсивное тепловыделение может быть как полезным (ускоряя твердение в холодное время года), так и проблемным (вызывая перегрев и трещинообразование в массивных бетонных конструкциях), поэтому его контроль является важной задачей.

В процессе гидратации основные минералы клинкера — алит (C₃S), белит (C₂S), алюминаты (C₃A) и ферриты (C₄AF) — вступают в реакции с водой, превращаясь в гидратированные силикаты, гидроалюминаты и гидроферраты кальция.

Ключевые продукты гидратации:

1. Гидратированный силикат кальция (C-S-H гель, тоберморит): Это основной продукт гидратации, составляющий до 70% объема твердеющего цементного камня. C-S-H гель представляет собой высокодисперсный, аморфный или плохо окристаллизованный материал с большой удельной поверхностью. Именно он отвечает за прочность, плотность и водонепроницаемость цементного камня. Структура C-S-H геля представляет собой взаимосвязанные наночастицы, которые создают плотную, но пористую матрицу.
2. Гидроксид кальция (Ca(OH)₂): Также известный как портландит, этот продукт гидратации образуется в значительном количестве, особенно при гидратации алита. Ca(OH)₂ является кристаллическим веществом, которое может влиять на долговечность бетона. С одной стороны, он поддерживает щелочную среду, защищая стальную арматуру от коррозии. С другой стороны, Ca(OH)₂ подвержен выщелачиванию водой и реакции с агрессивными средами (например, сульфатами), что может снижать прочность и долговечность цементного камня, требуя дополнительных защитных мер.

Уравнения реакций гидратации упрощенно можно представить следующим образом:

• Гидратация трёхкальциевого силиката (алита):
  2C3S + 6H2O → C3S2H3 + 3Ca(OH)2
(2(3CaO·SiO2) + 6H2O → (3CaO·2SiO2·3H2O) + 3Ca(OH)2)

  Здесь C₃S₂H₃ — это условное обозначение C-S-H геля.

• Гидратация двухкальциевого силиката (белита):
  2C2S + 4H2O → C3S2H3 + Ca(OH)2
(2(2CaO·SiO2) + 4H2O → (3CaO·2SiO2·3H2O) + Ca(OH)2)
• Гидратация трёхкальциевого алюмината (с гипсом):
  C3A + 3CaSO4·2H2O + 26H2O → C6A-S-H32 (эттрингит)
(3CaO·Al2O3 + 3(CaSO4·2H2O) + 26H2O → 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O)

  Эттрингит — это быстро образующийся кристаллогидрат, который играет важную роль в начальном схватывании, но его образование в затвердевшем бетоне может вызвать разрушение, если он образуется избыточно (сульфатная агрессия). Именно поэтому гипс добавляют для контроля скорости гидратации C₃A, стабилизируя его и предотвращая быстрое схватывание, что позволяет контролировать процесс твердения.

Стадии Твердения и Факторы, Влияющие на Процесс

Процесс гидратации и твердения цемента условно разделяется на две основные стадии:

1. Загустевание (схватывание): Эта стадия начинается с момента контакта цемента с водой и продолжается в течение первых нескольких часов. В этот период цементная паста постепенно теряет свою пластичность и подвижность, переходя из вязкой жидкости в полутвердое состояние. Начало схватывания — это критический момент, после которого работать с цементным раствором или бетоном становится крайне затруднительно. На этой стадии формируются первые гидратные соединения, которые начинают связывать частицы цемента между собой.
2. Упрочнение (твердение): После схватывания начинается стадия твердения, характеризующаяся активным набором прочности цементным камнем. Этот процесс может продолжаться от нескольких дней до нескольких лет, однако принято считать, что марочная прочность (основная проектная прочность) бетона на основе цемента достигается к 28 суткам при нормальных условиях твердения (20 °C и влажность 95-100%). В этот период происходит дальнейшее образование C-S-H геля и других кристаллогидратов, формирование их плотной структуры и постепенное заполнение пор, что приводит к значительному увеличению несущей способности.

��а скорость и характер гидратации и твердения цемента влияет множество факторов:

• Химико-минералогический состав цемента: Как уже отмечалось, минералы ведут себя по-разному. Цемент с высоким содержанием алита (C₃S) быстро набирает начальную прочность из-за его высокой реакционной способности. В то же время, цемент с большим количеством белита (C₂S) гидратируется и твердеет гораздо медленнее, но обеспечивает более высокую прочность в долгосрочной перспективе.
• Степень помола (тонкость помола): Чем тоньше помол цемента, тем больше его удельная поверхность, доступная для реакции с водой. Это ускоряет гидратацию и приводит к более быстрому набору прочности.
• Водоцементное отношение (В/Ц): Это соотношение массы воды к массе цемента в смеси. Чем ниже В/Ц, тем меньше свободной воды, тем плотнее и прочнее будет цементный камень при условии полной гидратации цемента. Однако слишком низкое В/Ц затрудняет укладку и уплотнение смеси.
• Температура: Повышение температуры ускоряет химические реакции гидратации, что приводит к более быстрому схватыванию и набору прочности. Однако слишком высокая температура может вызвать неравномерное твердение и снижение конечной прочности. Низкие температуры, наоборот, замедляют все процессы, что требует внимательного контроля условий твердения.
• Наличие добавок: Различные химические и минеральные добавки могут существенно изменять кинетику гидратации. Например, добавление гипса критически важно для замедления реакции гидратации трёхкальциевого алюмината (C₃A), предотвращая «ложное» схватывание и обеспечивая необходимое время для работы с материалом. Другие добавки, такие как ускорители или замедлители твердения, пластификаторы, также модифицируют этот процесс, позволяя точно управлять свойствами цемента.

Понимание этих химических и физических процессов позволяет инженерам и строителям эффективно управлять свойствами цементных материалов, создавая бетон и растворы с заданными характеристиками для самых разнообразных применений, что является основой современного строительства.

Лабораторные Опыты с Цементом: Методики и Испытания

Для всестороннего изучения и контроля качества цемента в лабораторных условиях проводятся стандартизированные испытания, которые позволяют определить его ключевые свойства. Эти методики, строго регламентированные государственными стандартами (ГОСТ), являются неотъемлемой частью материаловедения и обеспечивают предсказуемость поведения цемента на стройплощадке. Как же специалисты убеждаются в соответствии цемента заявленным характеристикам?

Определение Нормальной Густоты Цементного Теста

Нормальная густота цементного теста (НГЦТ) — это фундаментальный параметр, определяющий количество воды, необходимое для приготовления цементного теста стандартной консистенции. От НГЦТ зависят многие другие свойства, включая сроки схватывания и прочность.

Методика проведения (согласно ГОСТ 30744-2001):

1. Подготовка образца: Взвешивается определенное количество цемента (обычно 500 г).
2. Затворение: Цемент затворяется дистиллированной водой комнатной температуры (20 ± 2 °C). Вода добавляется постепенно, при постоянном перемешивании, до получения однородного цементного теста.
3. Использование прибора Вика: Для определения нормальной густоты используется прибор Вика. Цементное тесто помещается в специальное коническое кольцо, установленное на стеклянной пластинке.
4. Погружение пестика: После уплотнения теста в кольце, в него опускают стандартный пестик прибора Вика (диаметр 10 мм, высота 50 мм, масса 300 г) до контакта с поверхностью теста. Затем пестик плавно отпускают.
5. Измерение: Оценивается глубина погружения пестика. Нормальной густотой считается такая консистенция, при которой пестик прибора Вика погружается на определённую глубину, не доходя на (6 ± 1) мм до пластинки, на которой установлено кольцо.
6. Повторные испытания: Если результат не соответствует норме, опыт повторяют с другим количеством воды до достижения требуемого погружения. Количество воды, выраженное в процентах от массы цемента, и будет являться показателем нормальной густоты, что обеспечивает точность и воспроизводимость измерений.

Определение Сроков Схватывания Цемента

Определение сроков схватывания позволяет установить время, в течение которого цементная паста сохраняет пластичность и может быть уложена и обработана. Это критически важно для планирования строительных работ.

Методика проведения (согласно ГОСТ 30744-2001 и ГОСТ 31108-2020):

1. Подготовка образца: Для опыта используют цементное тесто нормальной густоты, приготовленное, как описано выше.
2. Использование прибора Вика с иглой: Прибор Вика оснащается стандартной иглой толщиной 1,1 мм и длиной 50 мм.
3. Измерения: Иглу опускают в цементное тесто с определенными интервалами (например, каждые 10–15 минут после затворения).
4. Начало схватывания: Началом схватывания считается момент времени от начала затворения цемента, когда игла прибора Вика при проникновении в цементное тесто не доходит до стеклянной пластинки на (4 ± 1) мм.
5. Конец схватывания: Концом схватывания является момент, когда игла проникает в тесто на глубину не более 1 мм (или не оставляет следа на поверхности).

Нормативные требования:
Согласно ГОСТ 31108-2020, для большинства общестроительных цементов начало схватывания должно быть не ранее 45 минут, а конец схватывания — не позднее 10 часов. Для некоторых специальных цементов эти сроки могут отличаться. Знание этих сроков позволяет определить допустимое время для транспортировки, укладки и уплотнения бетонной или растворной смеси, предотвращая преждевременное затвердевание.

Определение Равномерности Изменения Объёма

Равномерность изменения объёма при твердении — это показатель, характеризующий отсутствие внутренних напряжений и деформаций, которые могут привести к растрескиванию цементного камня. Этот параметр особенно важен для долговечности конструкций.

Методика проведения (согласно ГОСТ 310.3-76):

Испытание проводится на специальных кольцах Ле Шателье, в которых цементное тесто выдерживается и затем подвергается воздействию пара. Измеряется изменение расстояния между концами колец до и после пропаривания. Неравномерное изменение объёма обычно связано с наличием в клинкере избыточного количества свободного оксида кальция (CaO) или оксида магния (MgO), которые гидратируются медленно, но с большим увеличением объема уже в затвердевшем цементном камне, что может привести к его деструкции.

Определение Прочности Цемента

Прочность цемента является важнейшей механической характеристикой, определяющей его способность сопротивляться внешним нагрузкам. Она оценивается по прочности на сжатие и изгиб стандартных образцов.

Методика проведения (согласно ГОСТ 310.4-81):

1. Изготовление образцов-призм: Из цементного раствора (с определенным водоцементным отношением и соотношением цемента к песку) изготавливаются стандартные образцы-призмы размером 40x40x160 мм. Эти образцы формуются в специальных формах и выдерживаются в условиях, имитирующих нормальное твердение (температура 20 ± 2 °C, относительная влажность воздуха не менее 95%).
2. Испытание на изгиб: По истечении определенного срока (чаще всего 28 суток) образцы-призмы сначала испытываются на изгиб до разрушения.
3. Испытание на сжатие: После разрушения на изгиб, образовавшиеся половинки призм испытываются на сжатие.
4. Расчет прочности: Регистрируется максимальная нагрузка, которую выдерживает образец, и рассчитывается прочность на сжатие в МПа.
5. Активность цемента: Прочность на сжатие половинок балочек, испытанных в возрасте 28 суток, называется активностью цемента. Именно она определяет класс прочности цемента (например, 42,5 МПа), являясь ключевым показателем его качества.

Организация и Безопасность Лабораторных Работ

Проведение любых лабораторных опытов с цементом требует строгого соблюдения правил и техники безопасности. Цемент — это щелочной материал, который при контакте с кожей и слизистыми оболочками может вызывать раздражение или химические ожоги, поэтому меры предосторожности крайне важны.

Основные правила:

• Средства индивидуальной защиты: Обязательное использование перчаток, защитных очков, респираторов (при работе с сухим цементом) и спецодежды.
• Вентиляция: Работы с сухим цементом проводить в хорошо проветриваемых помещениях или под вытяжкой.
• Подготовка образцов: Всегда использовать дистиллированную воду для затворения цемента. Температура воды и цемента должны быть стабильными (обычно 20 ± 2 °C), а влажность воздуха в помещении контролируемой.
• Точность измерений: Все взвешивания и измерения проводить с максимальной точностью, используя калиброванное оборудование.
• Уход за оборудованием: Приборы Вика, формы для образцов и другое оборудование должны быть чистыми и регулярно калиброваться.
• Хранение проб: Цемент и образцы должны храниться в герметичной упаковке в условиях, исключающих воздействие влаги и углекислого газа, которые могут вызвать его предварительную гидратацию.

Соблюдение этих методик и правил безопасности является залогом получения достоверных результатов и формирования глубокого понимания свойств цемента, что, в свою очередь, обеспечивает надёжность всех дальнейших строительных процессов.

Значение Цемента и Перспективы Устойчивого Развития Отрасли

Цемент, этот незаметный серый порошок, является настоящим архитектурным гигантом, фундаментом современной цивилизации. Его стратегическое значение простирается далеко за пределы строительной площадки, влияя на экономику, инфраструктуру и даже экологический баланс планеты. В этом разделе мы проанализируем его роль и рассмотрим, как отрасль адаптируется к вызовам XXI века, стремясь к устойчивому развитию.

Роль Цемента в Строительной Индустрии и Экономике

Цемент — это не просто один из материалов, это краеугольный камень всей строительной индустрии и двигатель экономического развития любого государства. Без него невозможно представить ни одно современное строительство, будь то возведение небоскреба, прокладка автомагистрали или строительство жилого дома. Его роль является основополагающей, поскольку он выступает основным вяжущим компонентом для производства:

• Бетона: универсального и наиболее используемого строительного материала в мире.
• Железобетона: материала, сочетающего прочность бетона на сжатие с прочностью стали на растяжение.
• Строительных растворов: для кладки, штукатурки, стяжек.
• Сухих строительных смесей: широкого спектра применения — от клеев до самовыравнивающихся полов.

Масштабы производства цемента являются прямым индикатором активности в строительном секторе и, как следствие, состояния экономики. В 2023 году объем производства цемента в России составил 63 млн тонн, продемонстрировав рост на 3,6% по сравнению с 2022 годом. В 2024 году эта тенденция продолжилась, и производство достигло отметки в 64,7–65,1 млн тонн. Эти цифры наглядно показывают, что возможности и перспективы развития цементной отрасли во многом предопределяют стратегические перспективы развития всего государства, обеспечивая его инфраструктурный рост и жилищное строительство, а также уровень жизни населения.

Основные области применения цемента:

• Жилищное строительство: Особенно в монолитном домостроении, где цемент позволяет создавать прочные и долговечные конструкции.
• Индустриальное строительство: Возведение заводов, фабрик, складских комплексов.
• Дорожное строительство: Производство бетонных дорожных покрытий и оснований.
• Гидротехнические сооружения: Плотины, дамбы, каналы, портовые сооружения, где требуется высокая водостойкость и долговечность.
• Промышленные объекты: Фундаменты для тяжелого оборудования, печи, дымовые трубы.

Таким образом, цемент является не просто товаром, а стратегическим ресурсом, определяющим темпы и качество развития современной цивилизации.

Экологические Вызовы и Пути Снижения Воздействия

Несмотря на свою незаменимость, производство цемента сопряжено со значительными экологическими вызовами. Одним из наиболее острых является проблема выбросов углекислого газа (CO₂). Цементная промышленность является одним из основных источников антропогенных выбросов CO₂, составляя около 5% от общемировых выбросов. Это связано как с декарбонизацией известняка (CaCO₃ → CaO + CO₂) в процессе обжига, так и с использованием ископаемого топлива для нагрева печей, что требует системного решения.

Однако цементная отрасль активно ищет и внедряет пути снижения своего экологического следа:

1. Замещение клинкера минеральными добавками: Один из наиболее эффективных способов — это частичное замещение дорогостоящего и энергоемкого клинкера активными минеральными добавками в составе цемента. К ним относятся гранулированные доменные шлаки, золы-уноса, метакаолин, термоактивированные глины. Эти добавки не только снижают потребность в клинкере, но и зачастую улучшают эксплуатационные характеристики цемента, например, его сульфатостойкость. Российские предприятия уже добились снижения среднего значения выброса CO₂ на единицу цементной продукции на 20-25% ниже среднего показателя по отрасли, демонстрируя значительный прогресс.
2. Использование альтернативных видов топлива: Вместо традиционных ископаемых видов топлива (уголь, газ, мазут) цементные заводы всё активнее переходят на использование альтернативных видов топлива (АВТ), таких как биомасса, отходы производства, отработанные масла, измельченные шины. Это позволяет сократить потребление ископаемых ресурсов и одновременно решить проблему утилизации отходов.
3. Повышение энергоэффективности печей: Модернизация оборудования, внедрение более совершенных систем теплообмена и рекуперации тепла позволяют значительно снизить расход энергии на обжиг клинкера, тем самым сокращая выбросы CO₂.
4. Внедрение технологий улавливания и хранения углерода (CCUS — Carbon Capture, Utilization and Storage): Это перспективное направление, хотя и находится на стадии активных исследований и пилотных проектов. Технологии CCUS позволяют улавливать CO₂ непосредственно из дымовых газов цементных печей, а затем либо хранить его под землей, либо использовать в других промышленных процессах, что обещает прорыв в снижении углеродного следа.

Инновации и Разработка Специальных Видов Цемента

Будущее цементной отрасли также связано с постоянными инновациями и разработкой новых, улучшенных видов цемента, отвечающих возрастающим требованиям к строительным материалам.

Ключевые направления развития:

• Цементы с повышенной долговечностью: Разработка цементов, устойчивых к экстремальным условиям эксплуатации — агрессивным химическим средам, высоким и низким температурам, циклическому замораживанию-оттаиванию. Примером может служить дальнейшее совершенствование сульфатостойких и морозостойких цементов.
• Быстротвердеющие и высокопрочные цементы: Создание материалов, способных набирать максимальную прочность в кратчайшие сроки, что критически важно для скоростного строительства и ремонтных работ. Например, тампонажный цемент ПЦТ III-Об5-50 обеспечивает дополнительные преимущества для клиентов, сокращая сроки выполнения работ.
• Цементы с низким тепловыделением: Для массивных бетонных конструкций, где важно предотвратить перегрев и трещинообразование.
• Самовосстанавливающиеся бетоны: Футуристическое направление, предполагающее внедрение в цементную матрицу микрокапсул с бактериями или полимерными составами, способными «залечивать» микротрещины при их появлении, что значительно увеличит срок службы конструкций.
• «Зеленые» цементы: Разработка цементов с еще большим содержанием альтернативных вяжущих, которые полностью или частично заменяют клинкер, например, геополимерные цементы.

Таким образом, цементная отрасль находится на пороге значительных преобразований, направленных на повышение эффективности, снижение экологического воздействия и создание материалов нового поколения, которые будут служить основой для устойчивого развития в XXI веке, формируя более безопасное и надёжное будущее.

Заключение

Путешествие в мир цемента, от его фундаментального химического состава до сложнейших производственных процессов и лабораторных испытаний, демонстрирует многогранность и стратегическое значение этого материала. Мы выяснили, что цемент — это не просто строительный порошок, а сложная система минералов, взаимодействующих с водой в процессе гидратации, превращаясь в прочный искусственный камень. Детальное изучение алита, белита, алюминатов и ферритов клинкера, а также их влияния на скорость твердения и конечную прочность, позволило нам понять, как малейшие изменения в составе могут существенно менять свойства материала, определяя его применение.

История цемента, берущая начало в древних цивилизациях и кульминирующая в изобретении Джозефом Аспдином портландцемента, подчеркивает непрерывное стремление человечества к совершенствованию строительных технологий. Современная классификация, регламентированная ГОСТ 31108-2020, раскрывает широкий спектр специализированных цементов — от шлакопортландцемента для гидротехнических сооружений до белого цемента для декоративных целей, каждый из которых разработан для конкретных инженерных задач.

Технологии производства, будь то традиционный мокрый или современный сухой способ, представляют собой высокотехнологичный процесс, требующий строгого контроля на каждом этапе. А химизм гидратации и твердения, с его экзотермическими реакциями и образованием ключевых продуктов, таких как C-S-H гель и Ca(OH)₂, лежит в основе всех эксплуатационных характеристик цементного камня.

Практическое освоение темы было усилено описанием лабораторных опытов, позволяющих студентам наглядно изучить нормальную густоту, сроки схватывания, равномерность изменения объема и прочность цемента, используя стандартное оборудование и методики, строго регламентированные ГОСТами. Это не только теоретические знания, но и ключ к пониманию реальных процессов контроля качества, формируя компетентность будущих специалистов.

Наконец, мы рассмотрели роль цемента в глобальной экономике и строительной индустрии, а также столкнулись с актуальными вызовами устойчивого развития. Снижение выбросов CO₂, использование альтернативных видов сырья и топлива, а также разработка инновационных цементов с улучшенными характеристиками — это те направления, которые определяют будущее отрасли.

Подводя итоги, можно с уверенностью сказать, что цемент остается незаменимым материалом, а его комплексное изучение — важнейшей задачей для будущих специалистов. Глубокое понимание его химической природы, физических свойств, технологических процессов и экологических аспектов позволит создавать более прочные, долговечные и устойчивые конструкции, формируя облик мира завтрашнего дня.

Список использованной литературы

1. Аспдин Д. Изобретатель портландцемента. URL: https://www.peoples.ru/science/builder/joseph_aspdin/ (дата обращения: 25.10.2025).
2. ГОСТ 310.3-76. Цементы. Методы определения нормальной густоты, сроков схватывания и равномерности изменения объема. URL: https://gostprof.ru/document/gost_310.3-76 (дата обращения: 25.10.2025).
3. ГОСТ 31108-2020. Цементы общестроительные. Технические условия (с Поправкой, с Изменением N 1). URL: https://docs.cntd.ru/document/1200174092 (дата обращения: 25.10.2025).
4. Гидратация бетона. URL: https://xn--b1ajclbb9a.xn--p1ai/gidratatsiya-betona/ (дата обращения: 25.10.2025).
5. История создания портландцемента. URL: https://beton-spec.ru/o-betone/istoriya-sozdaniya-portlandtsementa.html (дата обращения: 25.10.2025).
6. История цемента: от древних цивилизаций до современных технологий. URL: https://cemros.ru/press-center/news/istoriya-tsementa-ot-drevnikh-tsivilizatsiy-do-sovremennykh-tekhnologiy/ (дата обращения: 25.10.2025).
7. История цемента от древнего мира до наших дней. URL: https://beton-odintsovo.ru/stati/istoriya-tsementa/ (дата обращения: 25.10.2025).
8. Классификация цемента, различия и области применения. URL: https://standart-resurs.ru/klassifikatsiya-tsementa-razlichiya-i-oblasti-primeneniya/ (дата обращения: 25.10.2025).
9. Когда изобрели цемент: история открытия от древности до наших дней. URL: https://master-gips.ru/blog/kogda-izobreli-cement-istoriya-otkrytiya-ot-drevnosti-do-nashih-dney/ (дата обращения: 25.10.2025).
10. Кто и как создал портландцемент: биография Джозефа Аспдина. URL: https://www.techinsider.ru/science/1202023-kto-i-kak-sozdal-portlandcement-biografiya-dzhozefa-aspdina/ (дата обращения: 25.10.2025).
11. Минералогический состав портландцементного клинкера. URL: https://studfile.net/preview/5267711/page:14/ (дата обращения: 25.10.2025).
12. Минеральный состав портландцементного клинкера, характеристики клинкерных минералов и их влияние на свойства портландцемента. URL: https://geol.vsu.ru/wp-content/uploads/2015/03/4862.pdf (дата обращения: 25.10.2025).
13. Основные виды цемента, их отличия и применение. URL: https://alfacem.ru/articles/osnovnye-vidy-tsementa-ikh-otlichiya-i-primenenie (дата обращения: 25.10.2025).
14. Определение НГЦТ, сроков схватывания цемента. URL: https://mirastroy.ru/otdel-kontrolya-kachestva/laboratornye-ispytaniya/opredelenie-ngczt-srokov-skhvatyvaniya-tsementa/ (дата обращения: 25.10.2025).
15. Определение сроков схватывания цемента. URL: https://retava.ru/opredelenie-srokov-skhvatyvaniya-tsementa/ (дата обращения: 25.10.2025).
16. ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ. Томский политехнический университет. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/portlandtsement-1 (дата обращения: 25.10.2025).
17. Портландцемент (ПЦ): марки, состав, свойства и применение цемента ПЦ. URL: https://laparet.ru/articles/portlandcement-pc-marki-sostav-svoystva-i-primenenie-tsementa-pc/ (дата обращения: 25.10.2025).
18. Портландцемент: разновидности, свойства и применение. URL: https://polevskoi-mramor.com/articles/portlandtsement-raznovidnosti-svoystva-i-primenenie/ (дата обращения: 25.10.2025).
19. Состав портландцемента, его взаимодействие с водой, производство. URL: https://infoceramica.ru/articles/sostav-portlandtsementa-ego-vzaimodejstvie-s-vodoj-proizvodstvo/ (дата обращения: 25.10.2025).
20. Сырье для производства цемента, из чего делают цемент. URL: https://cementbeton.ru/articles/syre-dlya-proizvodstva-cementa (дата обращения: 25.10.2025).
21. Сырье и материалы для производства цемента. URL: https://rusean.ru/sostav-cementa/ (дата обращения: 25.10.2025).
22. Сырье и защита экосистем. URL: https://www.vdz-online.de/ru/syre-i-zashchita-ekosistem/ (дата обращения: 25.10.2025).
23. Типы цементов и применение. URL: https://akson.ru/blog/stati/tipy-tsementov-i-primenenie/ (дата обращения: 25.10.2025).
24. Фазовый состав портландцементного клинкера. URL: https://betony.ru/tech/cement/380-fazovyy-sostav-portlandtsementnogo-klinkera.html (дата обращения: 25.10.2025).
25. Химические реакции в бетоне — гидратация цемента и увеличение прочности. URL: https://betonmobile.ru/blog/gidrataciya-cementa-himicheskie-reakcii-v-betone-i-uvelichenie-prochnosti (дата обращения: 25.10.2025).
26. Что такое портландцемент? Отличия от цемента, характеристики, свойства, марки, область применения. URL: https://msgmarket.ru/articles/chto-takoe-portlandtsement-otlichiya-ot-tsementa-kharakteristiki-svoystva-marki-oblast-primeneniya/ (дата обращения: 25.10.2025).
27. ШЛАКОПОРТЛАНДЦЕМЕНТ. Словари и энциклопедии на Академике. URL: https://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_big_polytech/107771/%D0%A8%D0%9B%D0%90%D0%9A%D0%9E%D0%9F%D0%9E%D0%A0%D0%A2%D0%9B%D0%90%D0%9D%D0%94%D0%A6%D0%95%D0%9C%D0%95%D0%9D%D0%A2 (дата обращения: 25.10.2025).