С чего берут цемент

Цемент зуба: строение

Из этой статьи Вы узнаете:

• что такое цемент корня зуба,
• его строение и функции,
• гистологические препараты.

Цемент зуба (cementum) – это высокоминерализованная ткань, напоминающая по своей структуре грубоволокнистую кость, которая тонким слоем покрывает корень зуба (вплоть до его шейки). Но в отличие от костной ткани – цемент корня не подвержен постоянной перестройке, он не имеет сосудов, а его трофика осуществляется посредством обычной диффузии питательных веществ, растворенных в основном аморфном веществе в составе периодонта.

Основная функция цемента заключается в формировании связочного аппарата зуба (периодонтального прикрепления), которое удерживает зуб в альвеоле, а также способствует перераспределению жевательного давления с зуба – на альвеолярную кость. Напомним, что периодонтальные волокна начинают расти одновременно – как со стороны корневого цемента, так и со стороны компактной пластинки альвеолы. Далее при помощи незрелого коллагена (проколлагена) в центре периодонтальной щели – концы этих волокон связываются вместе, формируются пучки волокон.

Цемент корня зуба: схема и фото

Слой цемента присутствует только на зубах человека, а также зубах других млекопитающих. В области шейки зуба толщина цемента меньше – от 20 до 50 мкм, в то время как в области верхушки корня – от 100 до 150 мкм. Думаю вам знакомо, что «вторичный дентин» на протяжении всей жизни продуцируется одонтобластами, и вот точно также в течение жизни происходит и постоянное образование цемента на поверхности корня. И поэтому, если вы доживете до пенсионного возраста, то цемент ваших зубов скорее всего успеет – как минимум утроить свою толщину (рис.3).

Древнерусский раствор оказался лучше современного цемента

Древнерусский строительный раствор оказался по нескольким параметрам лучше, чем современный цемент. Подробностями строительства крепостей на Руси в XVI-XVII веках руководитель исследования поделился с корреспондентом Infox.ru.

Российские историки уже давно занимаются изучением истории и техники древнерусского строительства. Как пояснил корреспонденту Infox.ru кандидат исторических наук Константин Носов из Российской академии государственной службы при президенте РФ в Москве, «все каменные или кирпичные сооружения на Руси строились с использованием специального строительного раствора». Изучение состава этого раствора помогает ученым не только понять методику строительства, но и точнее датировать архитектурный памятник, создать похожий раствор для проведения реставрационных работ, определить, где именно добывались составляющие раствора, и отнести архитектурный памятник к определенной строительной школе.

Впервые этим вопросом историки занялись еще в 1930 году, однако до сих пор про растворы известно немного. По словам Носова, дело в том, что до настоящего времени ученые использовали каждый свой метод анализа, да и обработали небольшое количество образцов. В основном исследователей интересовали домонгольские сооружения: ученые исследовали около 90 древнерусских памятников, из которых 70 датируются XI-XIII веками.

13 образцов на анализ

Команда российских ученых под руководством Носова решила провести комплексный анализ образцов раствора более позднего периода. Ученый лично взял 13 образцов строительных растворов русских крепостей XVI-XVII веков в Нижнем Новгороде, Коломне, Зарайске, Серпухове, Борисовом городке, Смоленске и Вязьме. Для сравнения он также изучил образцы современного раствора в Смоленске и средневековых укреплений в Англии и в Уэльсе (замок в Чепстоу, городские стены в Конуи и в Кембере). Сложность работы заключалась в том, чтобы найти тот участок крепости, где не проводились реставрации и не применялись более поздние растворы (например, в случае с Московским Кремлем найти кладку конца XV века практически невозможно, так как крепость слишком часто ремонтировалась).

Что такое строительный раствор?

Строительный раствор состоит из двух компонентов: вяжущего вещества и заполнителя. Иногда к ним подмешивают и специальные добавки. На Руси в качестве вяжущего элемента использовалась известь: известняк, мел и другие карбонатные породы обжигались в специальных печах. К полученной смеси добавляли воду, в результате чего образовывалась гашеная известь, получалось этакое строительное «тесто». Однако такой материал быстро трескался. Поэтому к извести добавляли заполнитель, например песок, значительно улучшавший качество строительного раствора.

Ученые определили прочность разных строительных растворов, процентное соотношение вяжущего элемента и заполнителя, их состав и дополнительные примеси (например обломки кирпича или кирпичная мука, шлак, раковины и т. д.).

Как и из чего строили в XVI веке?

В Смоленске Носов брал четыре образца раствора из разных мест. Оказалось, что их составы довольно сильно отличаются между собой. Как пояснил ученый корреспонденту Infox.ru, видимо, у древних мастеров не было устоявшейся рецептуры приготовления этого вещества, и каждый раз получалось по-разному.

Образец современного раствора, использованный реставраторами, оказался весьма похож на древнерусский, однако оказался плохо перемешан. Зато средневековые образцы из Уэльса и Англии очень похожи на русские растворы XVI-XVII веков.

Несмотря на все полученные данные, ученым еще предстоит выполнить большую работу, чтобы сделать выводы об общей эволюции строительных растворов на Руси и их использовании в культовых, военных и гражданских сооружениях. По словам Носова, также интересно было бы сравнить древнерусские растворы с итальянскими, так как в Россию приезжали и иностранные мастера, например Аристотель Фиораванти (примерно 1415—1486), который построил Успенский собор в Москве.

Статья об исследовании строительных растворов русских крепостей XVI-XVII веков опубликована в журнале «Российская археология» (№ 1, 2009).

Волокна периодонта

Основное количество волокон периодонта состоит из коллагена I типа. Синтезируется он в фибробластах. Далее образуются молекулы тропоколлагена, которые формируют микрофибриллы, затем фибриллы, нити и пучки:

Такое строение коллагеновых волокон позволяет им быть одновременно сильными и гибкими. В продольном разрезе они имеют волнистую форму:

Как и в случае десневых, предложено множество классификаций волокон периодонта. Согласно одной, выделяют 6 групп периодонтальных волокон:

• транссептальные;
• волокна альвеолярного гребня;
• горизонтальные;
• косые;
• апикальные;
• интрарадикулярные (межкорневые).

Также в литературе часто встречается термин «шарпеевские волокна», но это не еще одна группа. Это концевые, частично или полностью кальцифицированные части периодонтальных волокон всех 6 групп, которые вплетаются, прободают цемент и альвеолярную кость. Плюс шарпеевские волокна связаны с неколлагеновыми белками (остеопонтин, костный сиалопротеин) в кости и цементе (красная стрелка на рисунке), что обеспечивает такое прочное их соединение.

Транссептальные волокна (F) проходят над альвеолярным гребнем (A) и соединяют два смежных зуба (T). Зачастую их относят к десневым волокнам, раз они не вплетаются в кость.

Волокна альвеолярного гребня

Берут начало в области цемента корня зуба сразу под эпителием прикрепления, идут в косом направлении и прикрепляются к альвеолярному гребню или надкостнице.

Горизонтальные, косые и апикальные волокна также идут от цемента к кости. Отличие лишь в том, под каким углом они направлены и в каком отделе периодонтальной связки находятся. Горизонтальные расположены под прямым углом ближе к краю лунки зуба, апикальные в области верхушки корня. Косые волокна между ними, их больше всего. Именно они берут на себя вертикальную нагрузку, которая возникает при жевании, и «передают» ее на кость.

Межкорневые волокна (как говорит само название) проходят между корнями многокорневого зуба (от фуркации) к кости.

Кроме основных групп в периодонтальной связке также есть другие, менее упорядоченные коллагеновые и эластические волокна. Эластические волокна в основном расположены параллельно зубу в пришеечной трети корня. Они регулируют кровоток в сосудах связки.

Волокна периодонта постоянно обновляются благодаря работе клеточных элементов периодонта.

Смеси, используемые при железнении

Качество работ зависит от правильности подбора компонентов в смеси. Если предстоит железнить в гараже бетонный пол, стоит крепко задуматься о составляющих ингредиентов смеси. Еще совсем недавно покрытия из цемента укрепляли с помощью высококачественного цемента высшей пробы, которым небольшим слоем посыпали горизонталь. На сегодняшний день применяют другие, более насыщенные, комплексные составы, результатом действия которых получается более добротная поверхность.
Современные средства для упрочнения бетонного монолита есть ничто иное, как тонкодисперсное вещество в виде порошка, в состав которого входят высококлассные портландцементы и наполнители, способные обеспечить материалу повышенную прочность и твердость. В качестве последних может быть использована мука мраморная или гранитная, перемолотый корунд или кварц. Помимо прочих ингредиентов в смеси, изготовляемые на промышленных предприятиях, внедряют специальные модифицирующие составляющие, с помощью которых можно регулировать быстроту высыхания обработанной поверхности.

Применение смеси цемента со шлаком

Начинающие строители не знают, для чего нужен этот материал. Это вещество активно используется при возведении различных объектов и сооружений (наземных, подводных, подземных), которые подвержены воздействию влаги. Из-за высокой прочности оно применяется при составлении растворов, производстве блоков и бетонных панелей.

Этот материал экономически привлекателен и доступен. Он является основой многих сооружений, в которых проект предусматривает выполнение фундамента из облегченных материалов. При постройке стен из шлакобетона применяются блочная и монолитная технологии.

Благодаря цементу со шлаком применение тяжелых железобетонных конструкций становится необязательным. Из-за малой массы материала нагрузки на цоколи, основания для фундамента и несущие перекрытия намного снижаются, а блоки из шлакобетона легко транспортируются.

Шлакоблок — один из самых популярных строительных материалов на основе цемента с добавлением шлака.

Технология производства

Главная составляющая этой смеси — шлак из доменных печей, который является вторичным продуктом металлургии. Технология основана на принципе его высушивания в специальных устройствах вместе с клинкером (выступает в роли катализатора) до достижения влажности 1% и менее. Туда же часто добавляют и гипс. Затем смесь перегружают в мельницу для цемента (бункер) и перетирают в тонкодисперсный порошок.

Использование при такой технологии негранулированных компонентов сильно усложняет производственный процесс. Получаемый продукт твердеет гораздо медленнее, ведь шлака в нем применено больше (20-80%). Поэтому смесям с гранулированным материалом отдается предпочтение.

Прочностные характеристики полученного продукта во многом зависят от химического состава, компонентов, а не от их физической структуры. На этом основывается главное правило подбора исходников.

Технические характеристики

Опытные строители часто работают с вяжущим гидравлическим соединением цемента со шлаком. Оно получается при дроблении отхода, смешанного с измельченным гипсом, клинкером и различными добавками. Пропорции составляющих веществ в этом соединении можно менять.

В состав такой смеси могут входить различные виды шлаков (основные и гранулированные кислые, негранулированные). По химическому составу этих отходов металлургического производства определяют прочность шлакоцемента (его класс). В качестве добавок для получения, например, портландцемента, выступают вещества с преобладанием силикатов кальция.

Сравнение времени схватывания различных видов цемента.

Основные характеристики материала:

• выделение малого количества тепла при затвердении позволяет использовать его при постройке больших объектов;
• низкая себестоимость;
• маленькая степень деформации;
• высокая жаростойкость;
• не боится влаги;
• пониженная морозостойкость дает возможность применения в местах с колебаниями температуры.

• цемент со шлаком застывает долго;
• прочность (при затвердении) нарастает медленно, для достижения величин, соразмерных с показателями стандартногоцемента, необходимо длительное время ½-1 год.

Ускорить процесс можно 2 путями:

• применяя клинкер с повышенным содержанием алюмината или силиката;
• с использованием высокоглиноземистых шлаков.

Выбор сырья и особенности хранения

Для получения шлакоцемента с высокими показателями нельзя использовать любые исходники. В качестве основы берут отходы металлургии и топливной промышленности — шлаки. Главным требованием к ним является отсутствие разных оксидов, оказывающих негативное воздействие на характеристики материала. Отходы металлургии используют все, а из топливных берут только антрацитные породы.

Цементы на основе шлака необходимо долго держать во влажной среде, ведь раннее высыхание негативно сказывается на времени их затвердевания. После этого строительный материал обрабатывают в автоклавах.

Расшифровка маркировки строительного цемента.

Классификация портландцемента со шлаком

Разделяют полученный продукт, по составу, качеству материалов-исходников и виду примененного шлака (основной, гранулированный, кислый, негранулированный). Портландцемент часто классифицируют по типу задач, для которых он предназначен.

• 10 — используют при теплоизоляции;
• 25 и 35 — применяют при изготовлении любых конструкций;
• 50 — он необходим при постройке несущих стен, армированных перемычек.

В таблицах указаны основные характеристики 3 распространенных цементов.

Состав (соотношение в %):

Предел прочности на начальном и конечном этапах затвердевания (в мПа):