Обычный портландцемент

Виды цемента: свойства, состав и применение

Портландцемент получают спеканием сырьевой смеси, в состав которой входят глина (22-25 %) и известняк (75-78 %). Добыча известняка, залегающего на глубинах до 0,7-10 м, ведется открытым способом. Для изготовления портландцемента используется слой известняка желтовато-зеленоватого цвета.

Спеченная при высоких температурах гранулированная сырьевая смесь называется «клинкер». Именно его состав и характеристики определяют важные свойства цемента: прочность цементного камня и скорость ее нарастания, долговечность и стойкость к сложным эксплуатационным условиям отвердевших растворов и смесей, изготовленных на базе портландцемента.

https://www.youtube.com/watch{q}v=zG96cqQtlYg

Цемент является одним из самых востребованных строительных материалов. Область применения цемента практически не ограничена. Его используют при возведении фундаментов и устройстве кровель, укладке напольных покрытий и установке сантехприборов.

Основной функцией цемента является скрепление конструктивных элементов возводимых зданий. Он входит в состав бетонных растворов, применяемых для изготовления строительных конструкций, с его помощью выравнивают различные поверхности.

Любой, даже самый незначительный домашний ремонт не обходится без этого универсального материала.

С латинского «caementum» переводится как щебень или битый камень. Этот порошкообразный материал является искусственно созданным вяжущим, состоящим из клинкера, определенного количества гипса, минеральных добавок и различных наполнителей.

При затворении цемента водой или другими жидкостями, образуется пластичная масса, способная при затвердевании превращаться в камневидное тело.

Интересен тот факт, что еще древние римляне к извести подмешивали вулканический пепел или дробленый камень.

Это можно считать началом истории появления цемента.

Свойства цемента

Одной из основных особенностей цемента является отличие его технических характеристик в пределах каждой страны и даже отдельных регионов, где он выпускается.

Причина заключается в том, что любой из заводов связан со своими месторождениями, поставляющими компоненты для изготовления материала.

Обратите внимание

Портландцемент, произведенный, к примеру, в России, существенно отличается от цемента, изготавливаемого в Германии или других странах.

Обычный портландцемент

В связи с этим, производители определили основные показатели, на которые необходимо ориентироваться и по которым производится маркировка цемента:

  • морозостойкость – способность выдерживать многочисленные циклы заморозки-разморозки в течение определенного временного периода (обычно – года), что достигается за счет введения в состав цемента модифицирующих добавок;
  • стойкость к коррозии – противостояние отрицательному влиянию окружающей среды. Наибольшей стойкостью обладает пуццолановый цемент, который применяют при возведении подводных и подземных объектов;
  • прочностные характеристики – зависят от количественного присутствия в составе гипса или измельченного шлака и характеризуются маркой цемента;
  • водостойкость – возможность схватывания растворной смеси в течение десяти минут, что крайне важно при заделке стыков, расположенных в водной среде;
  • сульфатостойкость – устойчивость к действию воды, содержащей сульфат-ионы. Необходимый показатель при строительстве гидросооружений, соприкасающихся с соленой водой;
  • тонкость помола – влияет на период затвердевания и, соответственно, прочностные характеристики. Чем мельче помол – тем прочнее бетон.

От содержания минеральных составляющих во многом зависят характеристики цемента и его разновидности. Основными из них являются:

  • портланцемент (пластифицированный, быстротвердеющий, пуццолановый) – имеет широкую область применения практически во всех строительных сферах;
  • глиноземистый – незаменим при срочных аварийных работах, в зимний период времени и при возможном воздействии минерализованных вод. Он быстро схватывается, но в условиях жаркого климата не применяется;
  • магнезиальный – используют при устройстве магнезиальных полов;
  • белый – относится к портландцементам, но имеет свои уникальные характеристики, которые позволяют изготавливать из него скульптурные композиции и архитектурные фасадные элементы. При добавлении в состав цветного пигмента белый цемент используют в качестве декоративных покрытий;
  • кислотоупорный – предназначается для изготовления бетонов и растворов с кислотоустойчивыми свойствами, но при воздействии воды и едких щелочей он теряет свою прочность;
  • гидрофобный – находит применение при производстве ячеистых бетонов, обладает высокой морозостойкостью и малым водопоглощением;
  • водонепроницаемый – основополагающий материал, используемый при устройстве гидроизоляции конструкций, испытывающих повышенную влажность, в том числе для заделки раструбов и трещин в железобетонных конструкциях, подвергающихся воздействию влаги;
  • шлаковый – применяют в подземных и подводных строениях, при изготовлении автоклавных материалов.

Сфера использования различных видов цемента зависит от его марки, которая выражается в цифрах, обозначающих прочность на сжатие в кг/см2.

Наиболее распространенными являются марки 400 и 500, без которых при возведении любого строительного сооружения обойтись просто невозможно.

Более прочный цемент – М600 – используется для военных объектов. С его помощью строят бункеры и, даже, ракетные шахты.

В Англии в 1824 году Д. Аспинд зарегистрировал патент на производство цемента. Известковую пыль он смешивал с глиной и обжигал при высокой температуре, при этом получался серый ноздреватый материал — клинкер.

После размалывания и смешивания с водой образовывался крепкий материал, названный изобретателем портландцементом из-за его сходства со строительным камнем, который добывают в Англии, в городе под названием Портланд.

Можно использовать другое природное сырье и искусственные материалы: отходы переработки горючих сланцев, белитовый шлам, золу, доменные шлаки, отходы производства глинозема.

Обратите внимание

Это минеральный порошок, который при смешении с водой дает пластичную массу, со временем затвердевающую в воде и на воздухе.

por99

Существуют портландцемент и шлакопортландцемент. Портландцементы бывают быстротвердеющие, а также с минеральными добавками. Бетонные конструкции, в которых используют ту или иную марку, приобретают уникальные свойства.

Обозначают максимальную прочность с помощью маркировки. Марка 400 означает, что на пробном испытании под прессом затвердевший кубик со стороной 100 мм выдержал нагрузку не меньше 400 кг на кв. см. Самые популярные марки — 350-500. Любая марка имеет довольно быстрое время отвердевания.

Начинается схватывание от 40-50 минут, а окончательное затвердевание происходит через 10-12 часов.

Разновидности:

  • пуццолановый ;
  • шлакопортландцемент;
  • глиноземистый ;
  • сульфатостойкий ПЦ;
  • портландцемент (ПЦ);
  • гидравлический ПЦ;
  • напрягающий;
  • тампонажный ПЦ;
  • белый ПЦ (декоративный).

Прочность – это способность материалов воспринимать нагрузки, не разрушаясь. Прочность определяется его способностью затвердевать после смешивания с водой.

Это вяжущее гидравлическое вещество, главным составляющим которого является силикат кальция. Он наиболее распространен в современном строительстве. Получают его при помощи тонкого измельчения клинкера и гипса (3-7 %); допускается добавление 10-15 % активных минеральных добавок.

Клинкер — это результат обжига (1450-1500 градусов) сырьевой смеси, которая состоит на 75 % из карбоната кальция (известняка) и на 25 % из глины. На свойства портландцемента влияет состав клинкера и степень его измельчения. Важное свойство — способность твердеть, взаимодействуя с водой.

Важнейшее свойство — это способность отвердевать при взаимодействии с водой и приобретать камневидное состояние. Чем больше механическая прочность отвердевшего камневидного раствора или бетона и чем быстрее она достигнута, тем лучше качество.

Поэтому различаются:

  1. Конечная прочность, которую может приобрести раствор при отвердении.
  2. Скорость твердения, которую характеризует интенсивность роста прочности во времени.

Цемент, который отличается высоким ростом прочности, называется быстротвердеющими, а когда при этом еще достигается высокая прочность, то высокопрочными.

Обычный портландцемент

Механическую прочность определяют разными способами, к примеру, оценивая предел прочности при растяжении, при сжатии, при изгибе. При этом подборка состава смесей, хранение, изготовление и испытание образцов осуществляются согласно требованиям, устанавливаемым соответствующими стандартами.

Сульфатостойкий

Сульфатостойкий портландцемент отличается низкой скоростью затвердевания и устойчивостью к морозу.

Кроме обыкновенного, выпускают разновидности, которые отличаются свойствами, составом и областью применения: сульфатостойкий, гидрофобный, пластифицированный, быстротвердеющий, белый портландцемент (для производства асбестоцементных изделий) и пр.

Сульфатостойкий — это разновидность портландцемента. Обладает высокой стойкостью к воздействию минерализованных вод, которые содержат сульфаты, малым тепловыделением, медленной интенсивностью отвердения и большой морозостойкостью.

Сульфатостойкий получают при помощи тонкого измельчения клинкера с нормированным минералогическим составом.

Предназначается он для производства железобетонных и бетонных конструкций гидротехнических сооружений, которые испытывают агрессивное воздействие сульфатной среды (к примеру, морской воды), преимущественно в условиях с переменным увлажнением (замерзание и оттаивание).

Важно

Исходным сырьем служит глина с малым содержанием глинозема и железа. В этой смеси не должно содержаться ни инертных, ни активных минеральных добавок. Такое сырье не имеет большого распространения, а это препятствует широкому производству сульфатостойкого портландцемента.

Шлаковый — это измельченный доменный гранулированный шлак с примесью активирующих добавок.

Виды цемента: свойства, состав и применение

  • известково-шлаковый – содержит 30% извести и 5% гипса;
  • фосфатный – в своем составе имеют измельченные оксиды и фосфорную кислоту и другие составы, которые в определенном соединении друг с другом производят фосфатное затвердевание – твердеющий при нормальной температуре и во время нагревания до 573 К;
  • тонкомолотый (ТМЦ) – портландцемент в соединении с песком и минеральным добавками (перлиты, известняки, шлаковые, зольные и вулканические материалы);
  • кислотоупорные – смеси с растворимым стеклом, водным раствором силиката натрия, кислотоупорные наполнители для твердения;
  • смешанный – основным веществом в составе является оксид кремния, плюс добавки: обожженные разновидности глины, всевозможные шлаки, зольные вещества, особенно топливные, гипс, керамзит, осадочные горные породы и др.;
  • цветной – смешивается белый цемент с пигментным порошком или красителем, либо совместно обжигаются и мелются клинкерное сырье и окись хрома, железный сурик или охра;
  • специальный тампонажный – совместное измельчение триэтаноламина, гипса и клинкера;
  • кладочный – содержит 20% портландцементного клинкера, доменные шлаки в виде гранул, зольные, кварцевые, известняковые, мраморные и другие минеральные материалы;
  • водонепроницаемый безусадочный (ВБЦ) – оксид алюминия, известняки и бокситы – основные ингредиенты состава такого цемента;
  • шлакощелочной – отходы и шлаки доменных печей вместе с щелочами образуют прочный и хорошо затвердевающий стройматериал, который присутствует на рынке уже порядка 40 лет и до сих пор в широте применения не уступает другим видам цемента;
  • турецкий – содержит 59% СЗ силиката и алюмината имеет уникальные эстетические и эксплуатационные свойства белого цемента, в последнее время набирает все большей популярности;
  • китайский – портландцемент с минерализацией и добавками различных примесей (глиноземных, минеральных и др.);
  • шлаковый портландцемент – шлаки в совокупности с щелочными активизаторами или ангидритом обжигаются по определенной технологии, весьма популярен и широк в применении;
  • сульфатостойкий – обычный цемент обогащенный модифицирующими добавками, которые придают большей крепости и прочности бетонным изделиям;
  • расширяющийся – его основное свойство увеличиваться в объеме при твердении на воздухе за счет определенных гидравлических веществ;
  • пуццолановый – смесь, которая представляет собой вяжущее гидравлическое вещество, затвердевающее при воздействии с водой или влаги;
  • пластифицированный – весьма пластичное, но прочное вещество, которое имеет такие свойства благодаря специфическим добавкам придающим пластику смеси;
  • песчанистый – цементный клинкер смешивается в помоле с гипсом, песком и кварцем, автоклавное твердение;
  • напрягающий – смесь, которая имеет гидравлические и расширяющие свойства, очень устойчив к коррозии, низким температурам и воде;
  • магнезиальный цемент – основным веществом такого цемента является оксид магния, который затворен хлоридами вместе с сульфатами магния, прочен и влагостоек;
  • карбонатный – изготавливается на основе глинистых или сидеритовых карбонатных пород, плюс 25-30% известняков или доломитов;
  • глиноземистый – известняк либо любые другие вещества с глиноземом является очень хорошим вяжущим материалом;
  • гидрофобный – портландцемент с гидрофобными добавками (асидол, мылонафт, олеиновая кислота, синтетические жирные кислоты или их остатки и петролатум окисленный) обладает высокими показателями водо- и воздухонепроницаемости;
  • водонепроницаемый расширяющийся – смесь, изготовленная путем помола глиноземистого цемента с гидроалюминатом кальция и гипса, ярко выраженный увеличитель объема при затвердевании;
  • быстротвердеющий – благодаря наличию определенного процента добавок в таком цементе он имеет самые высокие показатели быстрого затвердевания;
  • белый – такой цвет смесей получается за счет каолина, особой горной породы фарфоровой глины и мела, которые придают цементу многофункциональности, ведь его можно смешивать сухим красками, шпатлевками и штукатурками не утрачивая, при этом, своих свойств высокой прочности;
  • композиционный портландцемент – содержит в себе улучшающие прочность, морозо- и влагоустойчивость  минеральные добавки;
  • белый портландцемент – содержит высокий процент силикатных и глиноземистых веществ, что значительно повышает его эксплуатационные и качественные характеристики, такие, например, как прочность и водонепроницаемость.
Предлагаем ознакомиться:  Когда и как пикировать петунию после всходов в домашних условиях || Петуния без пикировки мастер-класс

Обычный портландцемент

Фосфатный цемент применяют там, где требуется устойчивость к повышенным атмосферным температурам или сцепление с разными другими материалами. Они с успехом выполняют защитную роль различных конструкций, в том числе и металлических.

Тонкомолотый цемент (ТМЦ) применяется для изготовления бетонных или железобетонных изделий, а также монолитных конструкций. Прекрасно переносит добавки вяжущих веществ, что еще больше увеличивает его прочность, затвердевание, водонепроницаемость и другие качества.

Кислотоупорный цемент используют в качестве защиты химической аппаратуры от влияния кислотосодержащих препаратов или веществ. Имеет частичную влагоустойчивость.

Смешанные цементы чаще всего используются для строительства подводных или подземных конструкций, автомобильных дорог, изготавливают из этих материалов санитарные и технические кабины.

Обратите внимание

Кладочный цемент более всего удобен для штукатурных, плиточных или кладочных работ. Однако в обязательном порядке к ним следует добавлять различные добавки и необходимые компоненты.

Как видно из краткого обзора, видов цементов очень много, поэтому чтобы сделать нужный и правильный выбор того или иного материала, следует всегда учитывать сначала его прямое назначение, а потом уже, если это возможно, обогащать или улучшать тот иной вид цемента различными добавками или дополнительными смесями.

Еще одним требованием к эффективной работе с цементом, подбором марки и разновидности может быть учет всех нюансов, которые могут возникнуть во время будущей эксплуатации помещения. Это и влагостойкость, и перепады температуры и кислотоупорность и мн.др.

, что может существенно повлиять на качество износа той или иной цементной поверхности.

Современные виды цемента и их применение

Цемент и производимые из него бетон и железобетон сегодня являются наиболее распространенными строительными материалами. Этот стройматериал имеет строгую классификацию и подразделяется на несколько видов.Портландцемент

Портландцемент — основное вяжущее вещество в строительстве. Оно получается посредством тонкого помола портландцементного клинкера с гипсом и другими добавками.

По составу портландцемент подразделяется на портландцемент без добавок, портландцемент с добавками и шлакопортландцемент.

Сульфатостойкий цемент

Этот вид цемента изготавливается из клинкера с нормированным минералогическим составом, включающим не более 50% трехкальциевого силиката и не более 5% трехкальциевого алюмината.

Благодаря такому составу продукт получается сульфатостойким и характеризуется пониженной экзотермией.

Такие качества необходимы при производстве бетонов для использования в отдельных зонах гидротехнических и прочих конструкций, эксплуатирующихся в условиях сульфатной агрессии.

Шлаковый цемент

Важно

Шлаковыми цементами называют стройматериалы, получаемые путем совместного помола гранулированных доменных шлаков и добавок-активизаторов, таких как известь, строительный гипс и ангидрит.

Следует отметить, что шлаковые цементы также подразделяются на виды: известково-шлаковые и сульфатно-шлаковые. Такие сухие строительные смеси оптом приобретаются для сооружения подземных и подводных конструкций.

Известково-шлаковые цементы наиболее эффективно проявляют себя в производстве автоклавных изделий и материалов.

Обычный портландцемент

Быстротвердеющий цемент

Данный строительный материал отличается интенсивным нарастанием прочности во время начальной стадии твердения.

Такой цемент навалом заказывают для производства сборных железобетонный изделий и конструкций.

Повышенной механической прочности быстротвердеющего цемента в раннем возрасте твердения удается добиться благодаря особому минералогическому составу, тонкостью помола и аккуратной дозировке добавок.

https://www.youtube.com/watch{q}v=T_buOQlB-nA

Пуццолановый цемент

Пуццолановый цемент — собирательное название категории цементов, в составе которых присутствует как минимум 20% активных минеральных добавок.

Свое необычное название пуццолановый цемент получил от названия рыхлой вулканической породы — пуццоланы, которая использовалась еще древними римлянами в качестве основной добавки к извести для производства гидравлического вяжущего цемента.

Совет

Пуццолановый цемент активно используется при строительстве подземных и подводных сооружений.

Расширяющийся цемент

Как можно понять из названия, этот цемент в процессе твердения увеличивается в объеме. Как правило, это происходит после образования в среде вяжущегося вещества гидросульфоалюминатов кальция.

Объем этих веществ из-за повышенного содержания химически связанной воды существенно превышает объем исходного сырья. Расширяющиеся цементы гораздо лучше твердеют в условиях повышенной влажности. Их применяют для заделки стыков в железобетонных конструкциях.

Также они подходят для обеспечения надежной гидроизоляции при строительстве ряда гидротехнических сооружений.

Особенности производства портландцемента

Обычный портландцемент

Известняк от места добычи доставляют к месту производства портландцемента. Сырье сушат и осуществляют его первичный помол с введением специальных добавок. Полученную смесь обжигают. Образованный клинкер повторно перемалывают с введением активных добавок.

  • Сухой способ. Сырье во время или после первичного измельчения сушится. На обжиг материал поступает в сухом виде. Это наиболее экономичный вариант, не требующий затрат энергии на удаление лишней воды из шихты.
  • Обычный портландцемент

  • Мокрый. Используется при производстве портландцемента из сырья, в состав которого входят мел, глина, железосодержащие добавки. Сырье измельчается в воде. Суспензия после удаления лишней воды обжигается в печи. В результате обжига получают небольшие шарики, из которых после тонкого помола образуется цемент.
  • Комбинированный. Эта технология совмещает две предыдущие. Сырьевую смесь (шлам) готовят мокрым способом, после чего ее отправляют на фильтры. В результате фильтрования смесь осушается до 16-18 %. После фильтров сырье поступает на обжиг. Есть и другой вариант комбинированного способа. Шлам готовят сухим способом, добавляют в него воду, гранулируют. После обжига получают клинкер в виде гранул 10-15 мм.

Под термином «цемент» принято понимать вяжущий строительный материал неорганического происхождения, при взаимодействии с водой образующий раствор, превращающийся в плотное монолитное образование повышенной прочности.

Основой для изготовления цемента является известняк с примесью глины и добавок, который после дробления становится рассыпчатым веществом, состоящим из мелких однородных фракций, в зависимости от сочетания и процентного соотношения компонентов, обладающих различным набором физико-технических характеристик, обуславливающих дальнейший характер его использования.

Одним из важнейших показателей, характеризующих качество цемента, является его прочность на сжатие. Данный параметр определяется в ходе лабораторных испытаний, по результатам которых материал разделяется на марки, имеющие числовые обозначения от 100 до 800 и обозначающие степень сжатия в БАР или МПа.

Для обозначения марки цемента по прочности используется аббревиатура ПЦ или М. К примеру, маркировка в виде М400, нанесенная на упаковку, обозначает, что он способен выдержать давление до 400 кг/см3. Кроме того, на ней может содержаться информация о наличии добавок в общей массе вещества, обозначаемая буквой Д и их количеством в процентах.

Фото различных марок цемента в бумажных мешках

Для их маркировки используются специальные буквенные обозначения:

  • Б, указывающая на скорость застывания материала;
  • ПЛ, свидетельствующая о наличии пластифицирующих добавок;
  • СС, подтверждающая наличие сульфатостойких характеристик;
  • Н, используемая для обозначения нормированного цемента, производимого на основе клинкера.

До недавнего времени в строительстве активно использовались цементы различных марок, включая самый «слабый» вариант с показателем прочности М100, однако в настоящее время эта разновидность снята с производства.

Обычный портландцемент

Аналогичная «участь» постигла и цементы марок 150 и 200, которые из-за своей недостаточно высокой прочности перестали использоваться в строительном производстве, «уступив место» качественным, прогрессивным материалам более высоких марок.

На данный момент самыми хоршими, востребованными и популярными являются цементы марок 400 и 500, максимально соответствующие запросам и требованиям современного строительного производства. От марки цемента, используемого для приготовления бетонной смеси, напрямую зависит и марка получаемого в итоге строительного раствора.

Марка бетона Марка цемента
М150 М300
М200 М300 и М400
М250 М400
М300 М400 и М500
М350 М400 и М500
М400 М500 и М600
М450 М550 и М600
М500 М600
М600 и выше М700 и выше

Сферой применения марки М400-Д0 является изготовление сборных конструкций из бетона и железобетона, в создании которых используется метод термовлажностной обработки.

https://www.youtube.com/watch{q}v=qnlDAgONp2Y

Цемент марки М400 Д20 также находит широкое применение в различных отраслях промышленности, включая производство фундаментов, плит перекрытия и изготовление бетонных и железобетонных изделий различной сложности.

Имеет хорошую морозостойкость и водостойкость.

Вышеуказанным параметрам и технико-физическим нормам максимально соответствует марка М500 Д20, используемая в строительстве жилья, а также создании промышленных и сельскохозяйственных объектов. Цемент этой марки также используется в работах кладочного, штукатурного и отделочного характера.

Отличительной характеристикой цемента марки М500 Д0 является высокая прочность, сочетающаяся с повышенной морозо- и водостойкостью, что делает этот материал незаменимым при проведении работ повышенной сложности, с высокими требованиями к качеству строительства.

Цементы более высоких марок, таких, как М600, М700 и выше в свободной продаже встречаются достаточно редко. Основной областью их применения является военная промышленность, где эти составы, обладающие максимально высокой степенью крепости, используются для создания укрепительных и специализированных сооружений.

Состав и фракции

Обычный портландцемент

Помимо используемых добавок, на качество и характеристики цементов прямое влияние оказывают такие факторы, как тонкость их помола, гранулометрический состав продукта, а также форма частиц, входящих в порошковую смесь.

Основную массу цементных составов, как правило, составляют зерна, имеющие размеры от 5-10 до 30-40 мкм. Качество помола материала определяется наличием остатков на ситах с размерами ячеек 0,2, 0,08 или 0,06 мм, а также проверкой на специализированных приборах, определяющих удельную поверхность порошка.

Данные приспособления служат и для определения воздухопроницаемости материала.

Современная промышленность выпускает цементы максимально тонкого помола, обладающие повышенной прочностью и высокой скоростью застывания. К примеру, портландцементы обычного вида измельчаются до 5-8 % остатка частиц на сите 0,08. Измельчение быстротвердеющих цементов происходит до остатка 2- 4 % и меньше.

Предлагаем ознакомиться:  Как уничтожить медведку обычного волчка

Важно

Показатели удельной поверхности при этом составляют 2500-3000 см2/г продукта в первом случае и 3500-4500 см2/г материала – во втором.

После достижения удельной поверхности в 7000-8000 см2/г, прочностные характеристики цемента начинают снижаться. По этой причине считается, что чрезмерное измельчение цемента в пыль является нерациональным.

Согласно проведенным исследованиям и практическим опытам в области испытания цементов различных марок, было доказано, что основное влияние на активность материала в краткосрочном периоде оказывают фракции, размер которых составляет до 20 мкм.

Таким образом, измельчая исходный материал до более мелкого состояния, можно получать цементы различной степени прочности и марок. К примеру, материалы с маркировкой М600, М700 и М800 получаются из клинкера, измельченного до содержания в общем составе порошка 45, 50, 65 и 80 % фракций с размерами от 0 до 20 мм.

На видео рассказывается о маркировке цемента по старому и новому ГОСТу и их различиях:

Помимо марок, классов, типов и степени помола, цементы принято различать на несколько основных видов, отличающихся между собой сочетанием отдельных компонентов и составом.

Для получения максимально качественного по характеристикам и эксплуатационным возможностям состава следует производить смешивание всех компонентов с соблюдением их пропорций. Особенно на результат влияет то, какой процент воды содержит в себе готовый объем цементного раствора.

Точность при изготовлении любого строительного раствора крайне необходима, чтобы сохранить за ним высокоуровневые эксплуатационные свойства — прочностные показатели и способность стойко выдерживать воздействие внешних факторов.

Основные технологические качества, которыми обладает обычный цемент, могут быть улучшены. Производитель для определенных марок выпускаемого продукта может обеспечить:

  • водо- и морозостойкость;
  • сделать консистенцию более текучей, что позволяет данную однородную равномерно распределяемую массу заливать в опалубку или наносить слоями при отделке различных поверхностей;
  • обеспечить пластичность и качества клея, чтобы облицовывать с помощью плиточных материалов (возможно за счет использования смолообразных добавок).

Универсальное отличие цемента заключается в том, что он может служить основой, из которой получают нужный строительный материал, как похожий на первоначальный, так и в совершенно иной форме. В частности, строители нередко заготавливают из него нужные объемы бетонной смеси, а на заводе осуществляют выпуск железобетона, добиваясь высокой механической прочности за счет армирования вещества, которое быстро затвердевает.

https://www.youtube.com/watch{q}v=19rSENzriwc

Внимание! Отличие бетона заключается в том, что его выпускают на цементной основе, также засыпая песок и различные структурные элементы, формирующие качества данного продукта.

Технические характеристики портландцемента

Оценка качества портландцемента осуществляется по следующим характеристикам:

  • Плотность. Эта величина определяется минералогическим составом материала. В рыхлом состоянии она находится в пределах 0,9-1,3 т/м3, в уплотненном – 1,5-2 т/м3.
  • Период схватывания. Эта техническая характеристика является важным свойством портландцемента. Она зависит от минералогического состава сырья, тонкости помола, водоцементного соотношения, температуры окружающей среды. Схватывание должно начаться не ранее чем через 45 минут, а закончиться – не позже, чем через 12 часов после затворения портландцемента. По нормативам портландцемент, предназначенный для создания бетонных покрытий дорог, может схватываться только через 2 часа после его затворения.
  • Тонкость помола. Эта величина, равная суммарной поверхности зерен в единице массы цемента, существенно влияет на технические характеристики материала, в частности, на скорость его твердения. У обычного портландцемента тонкость помола равна 2500-3000 см2/г, быстротвердеющего – 4000-6000 см2/г.
  • Равномерность изменения объема во время твердения цементной лепешки. Это одна из главных технических характеристик портландцемента. Неравномерное схватывание характерно для вяжущего, в составе которого присутствует слишком большое количество свободной извести или оксида магния. Равномерность изменения объема измеряется на четырех лепешках, которые изготавливаются из цементного теста нормальной густоты. Испытания проводят способом кипячения. Цемент считается прошедшим испытания, если на лицевой стороне всех лепешек отсутствуют: сетка мелких трещин или крупные радиальные трещины, доходящие до края.
  • Водоцементное соотношение (водопотребность). Этот термин означает количество воды, необходимое для изготовления продукта требуемой пластичности. Для портландцемента водоцементное соотношение составляет примерно 25 %. При необходимости его снижения в состав сырьевой смеси вводят пластификаторы.
  • Водоотделение. Этот процесс происходит при твердении строительного раствора или смеси из-за опускания частиц вяжущего и заполнителей под действием силы тяжести. Вода может выступать на поверхности бетонного элемента, между слоями укладываемой смеси или раствора, вокруг частиц заполнителя или арматурных стержней. Наличие таких тонких водных пленок внутри бетонного элемента значительно снижает его прочность и долговечность.
  • Морозостойкость. Это свойство характеризует способность отвердевшего цементно-песчаного слоя или бетонной конструкции, изготовленных на базе портландцемента, выдерживать циклы замерзания/оттаивания без потери рабочих характеристик.
  • Коррозионная стойкость. Ее обычно разделяют на химическую и физическую коррозионную стойкость. Химическая коррозионная стойкость зависит от минералогического состава, а именно, от способности компонентов выдерживать воздействие химически агрессивных сред. Физическую коррозионную стойкость улучшают снижением пористости бетона, уменьшением радиуса пор и их обработкой гидрорфобизирующими составами.
  • Тепловыделение. Это свойство характеризует величину тепла, выделяемого в процессе гидратации цемента. Портландцемент, слишком активно выделяющий большое количество тепла, нельзя использовать при строительстве массивных сооружений из-за большой разницы в температурах на поверхности и внутри бетонного элемента. Для регулирования тепловыделения цемента применяют специальные активные добавки.

Виды цемента и их применение в строительстве

Цемент является одним из важнейших строительных материалов, без которого просто невозможно представать современное строительство. Как компонент, используемый для приготовления различных растворов и смесей, он так или иначе входит в состав любого сооружения из всех, что были построены в течение последних двухсот лет.

Состав цемента

В исходном виде цемент представляет собой сухое порошкообразное вещество (неорганического) искусственного происхождения, получаемое путем измельчения и смешивания следующих компонентов: цементного клинкера, гипса, всевозможных наполнителей и активных добавок.

Цементный клинкер, являющийся основой любой цементной смеси, представляет собой продукт, получаемый в результате термической обработки (обжига) предварительно измельченных горных известковых пород, глины и других минеральных компонентов, от пропорционального соотношения которых зависят свойства и область применения приготавливаемого цемента.

Применение цемента в строительстве основано на химической реакции его гидратации, суть которой заключается в том, что при взаимодействии цемента с водой образуется жидкая тестообразная смесь, которая под воздействием определенных физико-химических процессов постепенно переходит в твердое состояние, приобретая прочную камневидную структуру.

Область применения цементов: приготовление товарных бетонов; любых бетонных и железобетонных изделий заводского изготовления; асбестоцементных материалов и изделий; кладочных, штукатурных, ремонтных и других строительных растворов и смесей.

Виды цемента и область их применения

На сегодняшний день известно порядка 40 видов и различных модификаций цемента, выпускаемых для нужд строительства и ремонта. Каждый из них имеет свое определенное назначение.Рассмотрим некоторые разновидности цемента поподробней.

Портландцемент (ПЦ) Один из самых распространенных и востребованных сегодня видов цемента, используемый при производстве сборных железобетонных изделий и при приготовлении высокомарочных товарных бетонов, из которых впоследствии возводятся несущие конструкции зданий и сооружений.

Совет

Согласно данным статистики на его долю портландцемента приходится более 60% от общероссийского объема производимых за год цементов.

Кроме того, чистый портландцементный клинкер (в составе которого помимо гипса отсутствуют какие-либо минеральные добавки) является базовой основой для изготовления большинства остальных разновидностей цемента.

 Рис.1. Обыкновенный портландцемент

Белый портландцемент (БПЦ)Как видно из Рис.1, обычный портландцемент (без минеральных добавок) в готовом для применения состоянии имеет характерный серый цвет, что обусловлено достаточно высоким содержанием в его составе оксидов марганца и железа.

Если же в составе клинкера указанные окислы содержатся в незначительном количестве и при его изготовлении использовалась белая глина, то сухая портландцементная смесь приобретает светло-белый оттенок (см. Рис.2).

Белый цемент часто используется для внутренних декоративно-отделочных работ. Выпускаемые марки БПЦ: М300, М400, М500.

Рис.2. Белый портландцемент

Цветной портландцементПроизводится на базе белого цементного клинкера с добавлением небольшого количества гипса и цвето-формирующего наполнителя (пигмента). Цветной портландцемент используется как правило в декоративных целях – для получения цветных бетонных поверхностей, выполнения сложных архитектурных элементов и деталей, изготовления различных облицовочных изделий.

Рис.3. Цветной портландцемент

Шлакопортландцемент (ШПЦ)Шлакопортландцемент относится к группе гидравлических вяжущих.

Шлакопортландцементы являются исходным сырьем для производства штучных стеновых материалов (стеновых блоков), различных сухих строительных смесей, ремонтных и штукатурных составов.

Рис.4. Шлакопортландцемент

Расширяющийся (безусадочный) цементРасширяющийся цемент также относится к группе гидравлических вяжущих, но имеет одно существенное отличие от общей массы своих «собратьев», набор прочности которых сопровождается усадкой и уменьшением общего объема цементного камня.

Отличие это состоит в том, что при гидратации расширяющихся цементов, процесс набора прочности цементного камня сопровождается увеличением его объема, особенно на начальном этапе после схватывания смеси.

Представители данной группы цементов нашли наибольшее применение в составе различных ремонтных и инъекционных составов, используемых при усилении и капитальном ремонте поврежденных каменных и железобетонных конструкций.

Разновидности портландцемента

Итак, сам по себе портландцемент — это продукт, применяемый для выпуска монолитных или сборных конструкций с армированием (ЖБ) и без. Также можно выделить такие его разновидности как шлакопортландцемент и пуццолановый.

В обозначенной категории стройматериалов распространение находят и другие разновидности продуктов (иного структурного формата):

  • глиноземистые и высокоглинозёмистые — жаростойкие, идеально подходящие для аварийных инженерных процедур;
  • гипсоглинозёмистые — безусадочные и расширяющиеся с абсолютной водостойкостью;
  • белые и цветные — востребованы в архитектуре, скульптуре, ландшафтном дизайне и прочих творческих направлениях.

Обычный портландцемент

После изучения данной статьи остаётся открытым вопрос приобретения подходящих видов продукции для небольшого строительства в частном порядке или полноценных капитальных процессов, осуществляемых в больших масштабах.

Состав и фракции

Все виды портландцемента делятся на бездобавочные и добавочные. Бездобавочные ПЦ в качестве добавок содержат только гипс. Такие цементы используются для строительства надземных, подземных, подводных конструкций, изготовления железобетонных изделий, не контактирующих при эксплуатации с агрессивными средами.

Активные минеральные добавки изменяют технические характеристики портландцемента в нужном направлении. С их помощью повышают водонепроницаемость, коррозионную стойкость и другие полезные свойства готовых продуктов, изготовленных на базе цемента.

В зависимости от присутствующих в составе добавок различают следующие разновидности портландцемента:

  • Быстротвердеющий (БПЦ). Для этого цемента характерен быстрый набор прочности в первые дни после заливки смеси или раствора. В его составе преобладают трехкальциевый силикат и трехкальциевый алюминат. Он имеет очень высокую тонкость помола, поэтому быстро впитывает влагу из воздуха. При неправильном хранении такой цемент очень быстро теряет товарные характеристики. Быстротвердеющие портландцементы используются при производстве ЖБИ с высокой отпускной прочностью. Коррозионная стойкость быстротвердеющих цементов пониженная.
  • Пластифицированный. Получают введением поверхностно-активных добавок. Применение этой разновидности портландцементов позволяет снизить водоцементное соотношение, повысить прочность и морозостойкость получаемых растворов и бетонов после твердения.
  • Гидрофобный. При производстве гидрофобного портландцемента в состав клинкера добавляют гидрофобные ПАВ, которые образуют на зернах цемента водоотталкивающие пленки. Обычно в качества ПАВ востребованы продукты нефтепереработки. При хранении даже во влажных условиях такой цемент не портится, не слеживается и не комкуется. Строительные смеси и растворы на базе гидрофобного цемента отличаются хорошей пластичностью, а после твердения – водонепроницаемостью и морозостойкостью.
  • Сульфатостойкий. Цемент изготавливают из клинкера, который имеет в составе пониженное содержание трехкальциевых силиката и алюмината. Такой портландцемент повышает стойкость бетона к коррозии при эксплуатации строительной конструкции в контакте с сульфатсодержащими средами.
  • Белый. Цемент получают с использованием белых коалиновых глин, мела, чистых известняков. На основе белого ПЦ изготавливают цветные цементы путем добавления красящих пигментов.
  • Обычный портландцемент

  • Шлакопортландцемент. Изготавливают совместным помолом портландцементного клинкера, гипса и доменного гранулированного шлака.
  • Пуццолановый. Получают смешиванием портландцементного клинкера, активной миндобавки, гипса. Активные минеральные добавки, входящие в состав этого цемента, – вулканические туфы, пемзы, пеплы, трепел, золы тепловых электростанций. Это вяжущее активно используется при строительстве гидротехнических сооружений, подземных объектов.
Предлагаем ознакомиться:  Портландцемент что это такое - ПроСтройматериалы

Правильное приготовление и особенности производства

Состав и фракции

Цементами называются большая группа искусственно изготовленных вяжущих неорганических материалов в виде тонко смолотых порошков. При смешивании такого порошка с водными, солевыми растворами или другими жидкостями образуются пластичные массы, после затвердения, превращающиеся в прочный цементный камень.

Такое гидравлическое вяжущее, отличается от других минеральных вяжущих (воздушная известь, гипс), способных затвердевать только на открытом воздухе, способностью набора прочности и под водой. Это свойство обуславливает повсеместное использование цементов в строительной отрасли для приготовления бетонов, кладочных, штукатурных и декоративных растворов.

Для приготовления рабочих смесей используются композиционные малоклинкерные цементы, получаемые при совместном помоле портландцементного клинкера, минеральных активных добавок и различных наполнителей для получения требуемых характеристик в зависимости от нужного назначения.

Клинкер представляет собой спёкшиеся обжигом при высокой температуре комки известняков и глин, размолотые после остывания в порошки тонкого помола.

Добавление минеральных добавок (бокситов, трепелов, пиритов) приводит к улучшению эксплуатационных характеристик, с одновременным снижением итоговой стоимости материала.

Типичный состав клинкера включает следующие главные фазы:

  1. Алит (Ca3SiO5 — 3-х кальциевый силикат), содержание этой важнейшей составляющей всех клинкеров составляет от 50-ти до 70-ти процентов. Относительно быстро реагируя с водой, эта составляющая играет важнейшую роль для набора прочности цементными составами (особенно на 28-е сутки).
  2. Белит (Ca2SiO4 — 2-х кальциевый силикат), содержащийся в нормальных клинкерах в количестве от 15-ти до 30-ти процентов. Реакция этой составляющей с водой происходит медленно, поэтому её влияние на прочностные характеристики увеличивается значительно позднее. Но примерно через год, при нахождении чистых алита и белита в одинаковых условиях, их прочность становится практически одинаковой.
  3. Алюминатная фаза (3СaAS — 3-х кальциевый алюминат. Содержание — 5…10 %. Быстрота реакции с водой, вызывает нежелательную скорость схватывания рабочей смеси, поэтому для нейтрализации добавляются реагенты, контролирующие этот процесс.
  4. Ферритная фаза (4СaAFS — 4-х кальциевый алюмоферрит). В составе нормальных клинкеров содержатся от 5-ти до 15-ти процентов. Скорость твердения высока в начальные периоды, но позднее начинает занимать по срокам промежуточное положение между твердением алита и белита.
  5. Небольшое количество других компонентов (например, щелочных сульфатов и оксидов кальция).

Цементы подразделяются по нескольким следующим факторам:

  1. В зависимости от вида основного минерала:
    • романцемент, характеризуется преобладанием белита, в современных условиях не изготавливается;
    • портландцемент, получивший наибольшее распространение в строительной сфере, отличается преобладанием алита;
    • глинозёмистые, в которых преобладает алюминатная фаза;
    • магнезиальные — на основе магнезита, затворение производится растворёнными в воде солями;
    • кислотоупорные, состоящие из гидросиликата натрия, кремнефтористого натрия и сухих кварцевых песков, для затворения используется смесь воды с жидким стеклом.
    • биоцементы, в отличие от обычных цементов изготавливаются с применением биотехнологий.
  2. В зависимости от содержащихся добавок различают:
    • стандартные портландцементы (обозначение в расшифровке цемента — ПЦ);
    • сульфатостойкие портландцементы, применяются в агрессивной среде (СС);
    • белые цементы, при производстве декоративных отделочных работ в них добавляются различные красящие пигменты (БЦ);
    • шлакопортландцементы, содержащие до 20-ти % порошка доменных шлаков, что значительно снижает их стоимость (ШПЦ);
    • гидростойкие, быстротвердеющие вяжущие, набирающие прочность на воздухе и в воде уже через 15-т минут (ВРЦ);
    • пластифицированные цементы, содержащие противоморозные добавки, увеличивающие морозостойкость рабочих смесей, что позволяет их укладку при отрицательных температурах (ПЛ).
  3. По скорости твердения цементы отличаются делением на следующие 5-ть групп:
    • ЦЕМ I — портландцемент без добавок и с содержанием минеральных примесей ≤ 5-ти %. Самый прочный, крепкий и быстротвердеющий, уже на 2-ой день прочность бетонов достигает 50-ти %;
    • ЦЕМ II — примесей в процентах от 6-ти до 35, при увеличении количества добавок набор прочности замедляется. По типу добавок делится на 2 подвида, в обозначении расшифровывается следующим образом: пуццолан (П) и гранулы шлака (Ш);
    • ЦЕМ III — шлакопортландцементы, содержащие 35 …60 % доменных гранулированных шлаков, характеризуются нормальной скоростью твердения;
    • ЦЕМ IV — пуццолановые с нормальной скоростью застывания, в составе содержится от 21-го до 35-ти процентов кремнезёмов и золы. Обозначения расшифровываются в маркировке: П— пуццоланы, МК — микрокремнезёмы, З — зола-унос;
    • ЦЕМ V — композиционные вяжущие порошки с нормальными скоростями твердения, состоящие из от 11-ти до 30-ти % золы-уноса и такого же количества гранул доменных шлаков. Используется для приготовления лёгких бетонов.

Нормальной скоростью твердения считается промежуток времени в 28 суток после укладки в дело, в течение которого рабочая смесь набирает проектную прочность.

Класс безопасности цемента равен 3-м, то он есть классифицируется как умеренно опасное вещество. Материал, находящейся в воздухе в виде пыли, способен в производственных условиях вызывать различные аллергические болезни.

https://www.youtube.com/watch{q}v=SXEMFEEK6SQ

Маркой цемента называется среднее значение условной числовой величины прочности на сжатие. Точное определение марки цемента выполняется только в специальных строительных лабораториях с выполнением следующих действий:

  • приготовление цементного раствора из 1-ой цемента и 3-х частей кварцевого песка;
  • изготовление из готового раствора 3-х миниатюрных балок (4×4×16 см), для чего выполняется заливка цементной смеси в специальные разъёмные металлические формы, установка их на вибростол и 3-х минутное уплотнение;
  • через 2 суток производится извлечение балочек из форм и погружение на 28 суток в воду с постоянной температурой в 20-ть градусов;
  • через указанное время образцы извлекаются их воды и насухо вытираются;
  • установка испытуемых образцов под специальный пресс, оборудованный приборами для замеров прочности материалов на сжатие в зависимости от приложенного давления. Давление, при котором начинается разрушение образцов, служит для определения марки цемента.Для повышения точности тестированию подвергаются 6 образцов. За конечный результат принимается среднее арифметическое значение 4-х лучших замеров.

    ГОСТ регламентирует марки цемента от 300 до 800, с шагом 50 или 100, означающих значение средней прочности на сжатие в кг/см².

    Самые высокие (≥ 600) получили название “фортификационных”, В общем строительстве их использование редко из-за высокой стоимости материала.

    Основное применение: фундаменты и тело опор внеклассных мостов, тоннели и другие уникальные гражданские инженерные сооружения, а также объекты военной и космической отраслей.

    Совет

    Марки цемента по прочности являются основной характеристикой вяжущего, они обозначаются буквой М и числом после неё, показывающим какую нагрузку на сжатие выдержит один квадратный см цементного камня после полного затвердения.

В Российской Федерации для маркировки цементов одновременно действуют два ГОСТа, один — выпуска 1985-го года, второй — 2003-го.

Во втором нормативном стандарте вместо марки введено понятие — класс прочности цемента.

В отличие от марки, прочность в этом случае выводится не как среднее значение, полученное из 6-ти измерений, а заявленному классу должно соответствовать 95 испытываемых образцов из 100.

Кроме замены понятия “марка” классом прочности на сжатие, в соответствие с действующими стандартами в ЕС, дополнительно введены требования к проектной прочности цементного камня. Класс цемента стал указываться не только на 28-е сутки, но и на 2-е и 7-е.

По разным причинам иногда нет возможности воспользоваться услугами специализированных лабораторий (удалённость их расположения, отказ в проведении анализов для частных лиц или что-то другое), чтобы узнать марку цемента.

Чтобы не приобрести некачественный материал важно учитывать следующие факторы:

  • качественный товар не может стоить дёшево, цемент стоящий дешевле 5-ти % от средней цены, сложившейся в регионе, скорей всего контрафакт. Обычно приводится аргумент, что цена отличается из-за “прямой поставки завода-производителя”;
  • продавцы, работающие на рынке длительное время, крайне редко будут реализовывать подделку или товар с просроченными сроками реализации, поэтому закупки надо производить в крупных строительных магазинах и стационарных торговых точках;
  • обязательно надо ознакомиться с сопроводительными документами на партию цемента, обратив внимание на дату заводской отгрузки. Цемент со временем теряет активность, поэтому указанная в документах высокая марка не всегда означает, что материал ей соответствует.
  • при покупке цемента в мешках, в них не должно быть затвердений, для определения нужно ощупать мешок руками, обязательно и углы;
  • приобретение цементов, отличающихся наличием мелких твёрдых комочков, которые не рассыпаются при надавливании пальцами, недопустимо. Это верный признак значительной потери активности цемента из-за длительности хранения или условий повышенной влажности;
  • по виду цементный порошок должен быть сухим, серого или серовато-зелёного цвета и свободно, как жидкость, протекать через расставленные пальцы.

Определить марку цемента можно с помощью самостоятельного выполнения экспресс-анализа. Для этого потребуется приобрести следующее:

  • один мешок цемента для испытания;
  • бутыль щёлочной лечебно-столовой минеральной воды (“Нарзан”, “Боржоми” или “Липецкая”);
  • одноразовую тарелку;
  • кусок полиэтиленовой плёнки;
  • резиновые перчатки;

Немного тестируемого цемента замешивается на минеральной воде в виде густого теста, из которого формируется лепёшка. Далее следим за схватыванием образца:

  • качественное вяжущее схватится примерно через 10 минут, лепёшка при этом будет слегка тёплой на ощупь;
  • просроченное или разбавленное будет схватываться отдельными фрагментами и с обязательным образованием трещин;
  • контрафактное схватывается около часа или может вовсе не схватываться, при этом нагрева образца не происходит;
  • некачественное (чаще всего китайское) вяжущее может схватываться моментально, при этом происходит высокое выделение тепла, иногда с образованием пара. Лепёшка от неравномерной тепловой деформации начинает лопаться.

В каких случаях портландцемент не применяется{q}

https://www.youtube.com/watch{q}v=aW_PU5cyd4I

При выборе вида цемента учитывают условия, в которых будет эксплуатироваться объект. Портландцементы с активными добавками, пуццолановые цементы не применяют в регионах с низкими температурами. Все виды портландцементов не используются:

  • в соленых водах;
  • в руслах рек проточного типа;
  • в водоемах, имеющих в составе большое количество различных минералов.

Сульфатостойкий цемент подходит для применения только в статичных водах невысокой агрессивности. Для плотин, дамб, конструкций, эксплуатируемых в проточных водах, используют специальные виды цемента.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector