Разновидности портландцемента, их особенности и сфера применения
Портландцемент является одной из разновидностей цемента. Он имеет достаточно большое количество подвидов, которые отличаются сферой применения, ценовой политикой и своими свойствами.
Блок: 1/14 | Кол-во символов: 191
Источник: http://stroyres.net/vyazhushhie-materialy/neorganicheskie/cementi/portlandcement/raznovidnosti-i-ih-osobennosti.html
Быстротвердеющий (быстросохнущий)
Главной особенностью цемента — быстрота его твердения на первые три дня. Этот результат достигается путем введения гранул шлака или активных минералов. При этом клинкер рекомендуется более тщательно измельчить.Выпускаемые марки М400 и М500 предназначены для напряженных конструкций и сооружений.
Благодаря быстроте схватывания цемента, уменьшается время выдержки монолита в съемной опалубке.Важно помнить, что быстротвердеющий цемент не может подлежать длительному хранению. Уже через несколько месяцев он может полностью потерять свои главные преимущества.
Быстротвердеющий портландцемент марки М500
Блок: 2/14 | Кол-во символов: 636
Источник: http://stroyres.net/vyazhushhie-materialy/neorganicheskie/cementi/portlandcement/raznovidnosti-i-ih-osobennosti.html
Нормальнотвердеющий
Данная разновидность отличается от предыдущей по своему составу и скорости твердения. Цемент не требует более трудоемкого процесса производства и особенных составляющих компонентов. Чтобы соответствовать своему типу, цемент должен отвечать требованиям ГОСТ 31108-2003.
Блок: 3/14 | Кол-во символов: 289
Источник: http://stroyres.net/vyazhushhie-materialy/neorganicheskie/cementi/portlandcement/raznovidnosti-i-ih-osobennosti.html
Технология производства цемента
Производство цемента — видео
Производство цемента – энергоемкий и дорогостоящий процесс, состоящий из двух этапов:
- Получение клинкера. Для начала путем разработки известняковых месторождений добываются сырьевые материалы, в частности известняк. Затем материал дробится на куски, диаметр которых составляет 10 см., подсушивается и смешивается с другими составляющими элементами. После этого сырьевая смесь обжигается. В результате получается так называемый клинкер.
- Превращение клинкера в порошок. На данном этапе клинкер и гипсовый камень измельчают, подсушивают минеральные добавки, а затем производится совместный помол всех составляющих частей. Однако качество и физико-технические характеристики сырья (влажность, плотность и т.п.) бывают разные, поэтому способы производства цемента могут различаться.
Способы производства цемента
В настоящее время цементная промышленность производит цемент тремя основными способами:
- Мокрым. Его используют в том случае, если цемент создается из глины (силикатного компонента), мела (карбонатного продукта) и добавок, содержащих железо (конверторного шлама, пиритных огарков, железистого продукта). При этом влажность мела должна составлять не более 29%, а влажность глины – не более 20%. Измельчение сырьевой смеси проходит в водной среде, и в результате получается шихта в виде растворенного в воде шлама с влажностью от 30 до 50%. Затем шлам отправляется для обжига в специальную печь диаметром 7 м и длиной – от 200 м. В процессе обжига из сырья выделяется углекислота и образуются шарики-клинкеры. Их растирают в порошок, получая таким образом требуемую марку цемента.
- Сухим. Особенность данного способа состоит в том, что все сырьевые материалы до (или во время) помола высушиваются. Поэтому сырьевая шихта сразу получается в виде измельченного сухого порошка.
- Комбинированным. В таком случае цемент может быть произведен по двум различным технологиям:
- сырьевая смесь готовится в виде шлама, перемешанного с водой, а затем обезвоживается до влажности 16-18% на особых фильтрах и отправляется в печь для обжига, после чего измельчается и превращается в цемент.
- сырьевая смесь высушивается и измельчается, а полученная шихта гранулируется путем добавления 10 -14% воды и подается на обжиг. Затем гранулы извлекаются из печи, и производится их помол.
Раньше цемент в большинстве случаев производили мокрым способом, но в настоящее время предпочтение отдается сухой технологии.
Как выбрать способ производства цемента?
1. Расход тепла значительно возрастает при мокром способе производства цемента. Но наличие в мельницах воды облегчает измельчение сырья. Поэтому если влажность исходного сырья составляет более 10%, то наиболее целесообразно создавать цемент по мокрой технологии.
2. Если сырьевая смесь состоит из двух мягких материалов, то предпочтительно также производить цемент мокрым способом, поскольку сырье легко измельчается путем обычного размешивания в воде.
3. Сухой способ используется в том случае, если влажность сырья составляет не более 10%.
4. Если сырьевой материал — достаточно пластичный, то можно отдать предпочтение комбинированному способу производства цемента.
Блок: 3/6 | Кол-во символов: 3168
Источник: http://o-cemente.info/cement/24-cement-harakteristiki.html
Гидрофобный
Гидрофобный портландцемент получается путем применения гидрофобизирующих добавок (асидола, мылонафта и др.). Цемент предназначен для длительного хранения в любых условиях, поскольку не способен впитывать в себя влагу.
Имеет несколько замедленную скорость схватывания. Применяется в гидротехническом строительстве и возведении аэропортов, дорог.
Блок: 5/14 | Кол-во символов: 357
Источник: http://stroyres.net/vyazhushhie-materialy/neorganicheskie/cementi/portlandcement/raznovidnosti-i-ih-osobennosti.html
Область применения портландцементов
Ниже в таблице 2 приводятся основные характеристики и область применения самых распространенных портландцементов.
По таблице можно определить какой именно вид портландцемента целесообразнее применить для данного случая.
Таблица 2
| Вид портландцемента | Марка | Состав | Особенности | Основное назначение | Не допускается применять | Не эффективно использовать |
| Портландцемент бездобавочный | 400 | Цементный клинкер + добавка гипса (3 – 5 %) |
| Изготовление монолитных и сборных бетонных, железобетонных конструкций из бетонов класса С15-С25. Допускается применять для бетонов со специфицескими условиями эксплуатации при условии дополнительной проверки цемента на стойкость к агрессивному воздействию | Заменять сульфатостойкие цементы (кроме использование в слабоагрессивной среде) | Для строительных растворов, не рекомендуется применять без предварительной проверки (на стойкость) в бетонах и конструкциях со специальными свойствами |
| 500 | Цементный клинкер + добавка гипса (3 – 5 %), тонкий помол |
| Изготовление монолитных и сборных бетонных, железобетонных конструкций из бетонов класса С20-С30.Допускается применять для бетонов со специфицескими условиями эксплуатации при условии дополнительной проверки цемента на стойкость к агрессивному воздействию | Использовать вместо сульфатостойких цементов, для низкотермичных бетонов | Для изготовления бетонов класса менее С15 | |
| 550, 600 | Цементный клинкер + добавка гипса (3 – 5 %), очень тонкий помол |
высокая
| Изготовление монолитных и сборных бетонных, железобетонных конструкций из бетонов класса С35 и выше | Использовать вместо сульфатостойких цементов, для низкотермичных бетонов | Для изготовления бетонов класса менее С30 | |
| 400, 500 | Цементный клинкер + добавка гипса (3 – 5 %), очень тонкий помол, строго регулируемый минералогический состав |
| Дорожные и аэродромные, опоры контактной сети и ЛЭП покрытия, мосты, водопропускные трубы, шпалы и т.д. Можно использовать вместо ПЦ-ДО М400, М500 | Заменять сульфатостойкие цементы в условиях средне- и сильноагрессивных сред | Для строительных растворов | |
| Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) ГОСТ 10178-85 | 400, 500 | Цементный клинкер с большим количеством трехкальциевого силиката и трехкальциевого алюмината (С3S>50%, (C3S+C3A)>60 – 65%) + тонкий помол |
| Для всех железобетонных конструкций. Эффективный для монолитного строительства, а также для сборных конструкций | Массивные конструкции | Для строительных растворов |
| Портландцемент с минеральными добавками(ПЦ-Д5) | 400 | Цементный клинкер + добавка гипса (3 – 5 %) + гранулированный доменный шлак (до 5 %) или природные активные минеральные добавки (опока, трепел, до 5 %) или другие активные минеральные добавки (до 5 %) |
| Изготовление монолитных и сборных бетонных, железобетонных конструкций из бетонов класса С15-С25 | Для замены сульфатостойких цементов (кроме случаев слабоагрессивных сред). | Для строительных растворов |
| 500 | Изготовление монолитных и сборных бетонных, железобетонных конструкций из бетонов класса С20-С30 | Для замены сульфатостойких цементов; для низкотермичных бетонов | Для производства бетонов классов менее С15 | |||
| 550, 600 |
| Изготовление монолитных и сборных бетонных, железобетонных конструкций из бетонов класса С35 и выше. | Для производства бетонов классов менее С30 | |||
| Портландцемент с минеральными добавками до 20%(ПЦ-Д20) | 400 | Цементный клинкер + добавка гипса (3 – 5 %) + гранулированный доменный шлак (до 20 %) или природные активные минеральные добавки (опока, трепел, до 10 %) или другие активные минеральные добавки (до 15 %) |
| Монолитные и сборные конструкции из бетона класса С15 – С25, при добавлении суперпластификатора можно получать бетоны класса С40 | Для замены сульфатостойких цементов (кроме случаев слабоагрессивных сред), для изготовления бетонов с маркой по морозостойкости F200 и выше без воздухововлекающих добавок | Для строительных растворов |
| 500 |
| Монолитные и сборные железобетонные конструкции с бетоном класса С20 – С30. При добавлении суперпластификатора можно получать бетоны класса С40 и выше | Для замены сульфатостойких цементов; для низкотермичных бетонов, для бетонов с маркой по морозостойкости F200 и выше без воздухововлекающих добавок. | Изготовление бетонов ниже класса С15 | ||
| Шлакопортландцемент(ШПЦ) | 300 | Цементный клинкер + добавка гипса (3 – 5 %) + гранулированный доменный шлак (20÷80 %). |
| Монолитные и сборные железобетонные конструкции с обеспечением ТВО с классом С20 для массивных надземных, подземных и подводных конструкций, которые подвергаются агрессивному воздействию минеральных и пресных вод; строительные растворы, можно использовать вместо сульфатостойких цементов | Для бетонов с маркой по морозостойкости F100 и более. Для тяжелых бетонов при температуре твердения ниже 10 оС и отсутствии прогрева | Для работы в условиях попеременного увлажнения и высыхания |
| 400 |
| Монолитные и сборные железобетонные конструкции с обеспечением ТВО с классом С25 для массивных надземных, подземных и подводных конструкций, которые подвергаются агрессивному воздействию минеральных и пресных вод; строительные растворы | Изготовление бетонов с маркой по морозостойкости F100 и выше без воздухововлекающих добавок, | Для работы бетона в условиях попеременного увлажнения и высыхания | ||
| 500 |
| Монолитные и сборные железобетонные конструкции с обеспечением ТВО с классом С15 — С30. Можно добавлять суперплас-тификатор для получения бетона класса С40 | Для бетонов класса ниже С 15, для бетонов с маркой по морозостойкости F200 и выше без воздухововлекающих добавок | |||
| Сульфатостойкий портландцемент (ССПЦ)ГОСТ 22266-94 | 400, 500 | Трехкальциевый силикат – не более 50%, трехкальциевый алюминат – не более 5 %, C3A+C4AF – не больше 22%. В состав включают оксид магния (5%) и оксид алюминия (5%). |
| Монолитные и сборные железобетонные конструкций, работающие в высоко агрессивных средах, содержащие концентрацию ионов SO24; Cl; Mg2; CO22. Бетонов, работающих в условиях попеременного замораживания и– оттаивания, увлажнения и высыхания, изготовление массивных конструкций | Для бетонов, к которым не предъявляются высокие требования по сульфатостойкости и (или) морозостойкости | |
| Сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками(ССПЦ-Д20) | 400, 500 | Трехкальциевый силикат – не более 50%, трехкальциевый алюминат – не более 5 %, C3A+C4AF – не больше 22%. В состав включают оксид магния (5%) и оксид алюминия (5%) + минеральные добавки 20 % |
| Монолитные и сборные железобетонные конструкций, работающие в высоко агрессивных средах, содержащие концентрацию ионов SO24; Cl; Mg2; CO22. Допускается использовать взамен ПЦ-Д20 | Для бетонов с маркой по морозостойкости F200 и выше без воздухововлекающих добавок, для строительных растворов | |
| Сульфатостойкий шлакопортландцемент (ССШПЦ) ГОСТ 22266-94 | 300, 400 | Трехкальциевый силикат – не более 50%, трехкальциевый алюминат – не более 5 %, C3A+C4AF – не больше 22%. В состав включают оксид магния (5%) и оксид алюминия (5%) + добавка доменного шлака |
| Для сульфатостойкихподземных и подводных бетонных и железобетонных конструкций, для использования как низкотермичного цемента | Применение в зоне попеременного замораживания – оттаивания, увлажнения – высыхания | |
| Пуццолановый портландцемент (ППЦ)ГОСТ 22266-94 | 300, 400 | Цементный клинкер + добавка гипса (3 – 5 %) + активная минеральная добавка |
| Для подземных и подводных конструкций в сильноагрессивных средах ивоздействию мягких вод. Для внутренних массивов гидротехнических сооружений. | Для надземных конструкций, эксплуатируемых в условиях повышенной влажности | Применение в зоне попеременного замораживания – оттаивания, увлажнения-высыхания; для производства изделий и конструкций с применением ТВО В морозостойких бетонах при их твердении в сухих жарких и зимних условиях; в условиях попеременного увлажнения и высушивания |
| Пластифицирующий портландцементГОСТ 10178-85 | 400, 500 | ПЦ + добавка гидрофильная ПАВ |
| Изготовление монолитных и сборных бетонных, железобетонных конструкций. В массовом производстве железобетонных изделий, но необходима некоторая выдержка перед пропаркой (ТВО) изделий | Не рекомендуется при производстве пенобетона и для приготовления очень жестких составов | |
| Гидрофобный портландцементГОСТ 10178-85 | 400, 500 | ПЦ + добавка гидрофобная ПАВ |
| При изготовлении бетонов для дорожного, аэродромного строительства. Гидротехнические сооружения, для облицовки и штукатурки зданий | Не рекомендуется при производстве пенобетона |
Конев Александр Валерьевич
Блок: 3/3 | Кол-во символов: 11596
Источник: http://gidproekt.com/vidy-i-marki-cementa-oblast-primeneniya-portlandcementov.html
Белый портландцемент
Сырьевой базой для белого цемента являются белые глины и чистые известняки. Смесь проходит обжиг на газовом топливе. Дополнительный процесс отбеливания проходит путем резкого охлаждения клинкера при помощи воды.
Выпускается двух марок (400 и 500). Начинает твердеть на 45 мин и заканчивается процесс на 12 час. Активно применяется в архитектурных и отделочных работах, а также является основой для производства цветного портландцемента.
Блок: 7/14 | Кол-во символов: 458
Источник: http://stroyres.net/vyazhushhie-materialy/neorganicheskie/cementi/portlandcement/raznovidnosti-i-ih-osobennosti.html
Заключение
Представленная в статье информация о распространенном в строительной отрасли портландцементе знакомит с особенностями производства, свойствами, маркировкой и технологическими особенностями изготовления. Застройщики подтверждают, что это прочный материал, обеспечивающий высокий ресурс эксплуатации конструкций и сооружений.
Повышенные рабочие характеристики обеспечивают широкую сферу применения популярного материала.
Блок: 8/8 | Кол-во символов: 429
Источник: https://pobetony.ru/cement/portlandcement/
Тампонажный портландцемент
Незаменим при необходимости цементирования газовых или нефтяных скважин. Главными составляющими являются: клинкер, гипс и минеральные добавки. «Холодный» цемент предназначен для работ с температурами (до 50оС), а «горячий» — в диапазоне 100-150оС.
Имеет высокую степень твердения в первые несколько суток. Остальные его характеристики схожи с другими видами цемента и регламентируюися ГОСТом 1581 96.
Блок: 11/14 | Кол-во символов: 428
Источник: http://stroyres.net/vyazhushhie-materialy/neorganicheskie/cementi/portlandcement/raznovidnosti-i-ih-osobennosti.html
Бетон на сульфатостойком портландцементе
Бетон является популярным стройматериалом. Однако подземная часть дома и его фундамент из бетона подвержены негативному влиянию влаги и грунтовых вод. Вода состоит из высокого количества сульфатов и различных солей, которые наносят вред структуре материала.
Поэтому для увеличения срока службы и надежности строения рекомендуется остановить свой выбор на таком цементе. Чтобы приготовить раствор лучше брать пластифицированный и гидрофобный цемент. Все добавки должны быть проверены, чтобы не отражаться негативно на бетоне.
Обязательное условие: в процессе кипячения образца в воде, его объем должен изменяться в равной степени. Процесс схватывания начинается минимум через 45 минут, а завершение — до 10 ч.
По цене он выше остальных, однако имеет превосходство в своих характеристиках.
Поделитесь с друзьями в социальных сетях:
И подписывайтесь на обновления сайта в Контакте, Одноклассниках, , Google Plus или .
Блок: 14/14 | Кол-во символов: 966
Источник: http://stroyres.net/vyazhushhie-materialy/neorganicheskie/cementi/portlandcement/raznovidnosti-i-ih-osobennosti.html
Количество использованных доноров: 4
Информация по каждому донору:
- http://o-cemente.info/cement/24-cement-harakteristiki.html: использовано 1 блоков из 6, кол-во символов 3168 (17%)
- http://gidproekt.com/vidy-i-marki-cementa-oblast-primeneniya-portlandcementov.html: использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 11596 (63%)
- http://stroyres.net/vyazhushhie-materialy/neorganicheskie/cementi/portlandcement/raznovidnosti-i-ih-osobennosti.html: использовано 7 блоков из 14, кол-во символов 3325 (18%)
- https://pobetony.ru/cement/portlandcement/: использовано 1 блоков из 8, кол-во символов 429 (2%)
Применение портландцемента в строительстве
Существует несколько видов цемента: романцемент, портландцемент, магнезиальный, глиноземистый, кислородный и смешанный. Наиболее часто применение портландцемента в строительстве и ремонте. В зависимости от прочности цемент делится на марки: М 100 — М 600. Цифра обозначает прочность материала при сжатии в кг/см². На физические свойства также оказывают различные добавки, которые улучшают технические свойства цемента такие как пластичность, морозостойкость и водонепроницаемость. Но на практике при индивидуальном строительстве или ремонте мало кто забивает себе голову такими подробностями, поэтому рассмотрим самые популярные марки цемента с точки зрения его прочности.
- Цемент М 300.
- Цемент М 400.
- Цемент М 500.
Портландцемент марки М 300
Цемент марки М 300 благодаря своей хорошей морозостойкости, водонепроницаемости, а также невысокой стоимости нашел широкое применение в сооружении различных типов фундаментов: ленточных, монолитных и свайных. Кроме того, из бетона с применением цемента марки М 300 делают дорожки, лестницы и заборы. Как видим цемент этой марки применяется там, где нет особой нагрузки на бетон.
Портландцемент марки М 400
Фасовка цемента М400 в мешках по 5 кг
Марка цемента М 400 наиболее распространена в строительстве. Применение специальных добавок при его производстве повышают его водостойкость, морозостойкость,прочность и долговечность. Исходя из соотношения цены — качества, его стоимость можно считать оптимальной. Однако цена у различных производителей может различаться в зависимости от количества и качества добавок. Портландцемент марки М 400 широко применяется для изготовления железобетонных изделий и конструкций.
Портландцемент марки М 500
Раствор с применением цемента марки М 500 быстро застывает, что используется при проведении различных аварийных работ, так как уже с момента застывания проявляются его основные свойства. Используют его также там где к таким показателям, как морозостойкость, влагостойкость и прочность предъявляются особые требования, то есть для изготовления особо ответственных железобетонных конструкций. Его используют для изготовления сборного ж/бетона, балок и перекрытий. Есть два вида цемента марки М 500:
а) портландцемент марки М 500 ДО, не имеющий примесей и добавок; применяется в промышленном строительстве где необходимо обеспечить повышенную морозостойкость, влагостойкость и прочность изделий;
б) цемент марки М 500 Д 20 содержит 20% добавок, которые улучшают его антикоррозионные свойства.
Полезно будет знать
- Чтобы определить сколько потребуется цемента на 1 м³ раствора нужно иметь в виду, что 1 литр цемента равен 1,4 кг. Возьмем для примера соотношение цемента и песка 1 :3 куда входит 1 м³ песка и 0, 333 м³ цемента. Умножаем 0,333 л ∙ 1,4 кг/л получаем ≈ 466 кг. Так, как обычно цемент продают в мешках по 50 кг, нам понадобится 466 : 50 ≈ 9 мешков. Также можно определить количество мешков, необходимых при соотношении цемента и песка 1 : 4.
Бетономешалка КАМАЗ
- Сколько кубов раствора бетона в миксере? Все зависит от марки бетоносмесителя. В Российский автомобильных смесителях 5 кубов, в Китайских — 4 куба.
- Сколько весит ведро цемента? Учитывая что 1 литр цемента равен 1,4 кг ведро цемента в 10 литров будет весить 14 кг.
- Время затвердевания раствора с применением цемента марки М 400 Д 20 составляет 15 часов.
- Начало схватывания цемента марки М 500 Д0 от 40 до 50 минут.
что это такое, состав и свойства, разновидности и марки по ГОСТ, сульфатостойкий пуццолановый портландцемент
Для изготовления бетона применяются неорганические вяжущие вещества, которые при смешивании с водой образуют тестообразный раствор, набирающий прочность по мере застывания. Разновидностью такого вяжущего состава является портландцемент.
Особенности и изготовление
О портландцементе нередко ведут разговор, когда речь заходит о необходимости прочного и устойчивого к негативным воздействиям среды раствора. Портландцемент представляет собой разновидность вяжущего вещества для бетонных растворов.
Он является сухой смесью, которую разводят водой. Спустя определенное время происходит схватывание продукта при взаимодействии с воздухом.
Портландцемент в основе имеет мелко смолотый клинкер, а также гипс, ускоряющий схватывание смеси. В зависимости от вида и марки изделия его формула может включать те или иные добавки и примеси.
Смесь была изобретена еще в 1824 году американским каменщиком, а своим названием обязана внешнему сходству с известняком Портленда, который добывался в одном из английских графств.
Для получения данного состава используются карбонатные горные породы (известняк, мел, глинозем и кремнезем), а также мергелий (смесь карбонатных пород и глины, переходная порода от известняковых к глинистым). Процесс производства начинается с тщательного измельчения сырья и смешивания его в определенных пропорциях. Следующий этап – обжиг сырья в печах при температуре 1300-1400°С. Результатом оплавления становится материал, называемый клинкером.
Клинкер вновь измельчается и смешивается с гипсом. При необходимости добавляются прочие элементы, повышающие эксплуатационные характеристики готового продукта. Данная смесь проходит контроль качества и при соответствии принятым стандартам получает сертификат соответствия.
Существует несколько вариантов обжига сырья:
- Мокрый. Сначала происходит измельчение компонентов, затем глина замачивается до тех пор, пока показатель влажности не достигнет 70%. После этого она в мельницах смешивается с известняком.
- Сухой. Процесс перемалывания и сушки смеси происходит одновременно, что позволяет сократить трудозатраты и расходы производства. В результате обработки в мельницах получают порошкообразное сырье.
- Комбинированный. При данной технологии совмещаются 2 типа производства – сухой и мокрый. Влагонасыщение сырья поднимается до 14%, после чего продукция измельчается и высушивается в специальных мельницах.
Состав и свойства
Как уже говорилось, портландцемент состоит из клинкера. В природе готовые гранулы встречаются достаточно редко, поэтому клинкерную крошку получают искусственным методом путем смешивания и обжига карбоновых и глинистых смесей.
Готовый клинкер смешивают с гипсом, содержание которого в составе не превышает 5%. Его вводят для того, чтобы обеспечить подвижность раствора в течение 45 минут, что необходимо при формовке изделий или выполнении некоторых видов работ.
Состав и процентное содержание компонентов смеси регулирует ГОСТ 10178 85 «Портландцемент и шлакопортландцемент». Именно соблюдение гостребований при производстве гарантирует высокие технические и эксплуатационные характеристики продукта.
На его упаковке обязательно должно быть указание на производство по ГОСТу. При отсутствии последнего имеется ввиду, что портландцемент изготовлен в соответствии с ТУ (технические условия), а это значит, что его свойства отличаются от принятых.
Для придания портландцементу определенных технических характеристик, в состав вводят минеральные добавки, содержание которых не превышает 20-25%.
Наиболее востребованными являются следующие:
- Алюминат увеличивает сроки схватывания цемента, но имеет невысокие показатели прочности (возможное содержание в портландцементе – не более 15%).
- Алюмоферрит имеет те же свойства, что и предыдущая добавка, однако его содержание в готовом продукте уменьшается до 10-18%.
- Белит оказывает вяжущее действие, способствует увеличению времени затвердевания, однако чрезмерное содержание способно негативным образом сказываться на прочностных характеристиках состава (допустимое содержание – не более 15-37%).
- Алит широко используется (процентное соотношение может достигать 60%) в составах высоких марок, поскольку обеспечивает быстрое их отвердение.
Свойства портландцемента определяются его составом. Основными критериями, по которым производится оценка качества продукта, являются следующие:
- Период схватывания. Схватывание смеси при соблюдении технических требований ее разведения должно происходить спустя 40-45 минут. Минералогический состав, тонкость помола и температура, при которой ведутся работы – именно эти факторы в первую очередь влияют на скорость схватывания изделия.
- Водопотребность. Под данным термином понимается количество воды, требуемое для получения густого, подходящего для работы цементного теста. Обычно влага не должна превышать 25% от состава смеси. С целью снижения требуемого количества воды применяется сульфитно-дрожжевая бражка или пластификаторы.
- Водоотделение. Данный термин обозначает отжим воды в готовом растворе, возникновение которого обусловлено оседанием более тяжелых цементных частиц. Снизить этот показатель позволяют минеральные добавки.
- Морозостойкость – способность продукта переносить определенное количество циклов заморозки и разморозки без потери своих эксплуатационных характеристик.
Для повышения морозостойкости в состав добавляют абиетат натрия или смыленный древесный пек.
- Коррозийная стойкость. Данная характеристика связана с тонкостью помола смеси и степенью пористости готового бетона.
- Тепловыделение. Имеется в виду способность бетона выделять тепло в процессе затвердения. Стремительно отдающий тепло состав оптимизируют путем добавления в него активных минеральных компонентов.
Характеристики
Портландцемент имеет более высокие прочностные характеристики по сравнению с другими видами цемента, что обусловлено особенностями состава. Те или иные добавки могут вступать в реакции, изменяя технические свойства материала. Последние же связаны с его механической стойкостью и возможностями эксплуатации.
Нельзя говорить о том, что одна из технических характеристик является более приоритетной. Так, например, прочный, но слишком медленно застывающий портландцемент может увеличить сроки строительства. А морозостойкий, но подверженный коррозии состав может применяться лишь для решения узкого круга задач.
Сегодня производители стремятся создавать универсальные составы, в которых одинаково сильно проявляются наиболее важные для цемента свойства.
В то же время существуют специализированные составы, имеющие особое назначение. Таковым можно считать пуццолановый портландцемент, имеющий максимальные показатели коррозийной стойкости и влагопрочности, но достаточно низкие показатели прочности на начальных этапах работы (в первые дни схватывания).
Технические
Среди технических характеристик следует выделить:
- Удельный вес продукта – 1100 кг/м³ для насыпных смесей, 1600 кг/м³ для уплотненных.
- Тонкость помола в среднем составляет 40 микрон (определяется способностью смеси проходить через сито № 008), что обеспечивает необходимую прочность цемента и время его отвердения, а также влияет на его эксплуатационные качества.
- Потребление воды, оптимальное содержание жидкости в составе не должно превышать 25-28%, поскольку этот показатель влияет на прочность состава (при излишках происходит расслаивание бетонного теста, при недостатке на готовом изделии появляются трещины).
- Плотность зависит от марки и наличия определенных добавок в составе. В рыхлом состоянии смесь имеет плотность 1,1 т/м³, в уплотненном – 1,5-1,7 т/м³.
- Продолжительность схватывания после смешивания с водой не превышает 40-45 минут, дальнейшее отвердение зависит от особенностей состава и условий среды (в зимнее время процесс замедляется), но не превышает 10-12 часов (измеряется с помощью прибора Вика).
- Изменение объема при застывании означает уменьшение цементного тела в объеме на 0,5-1 мм/м на открытом воздухе и его набухание до 0,5 мм/м в воде. Важным моментом является равномерность изменений по всему объему раствора.
Физические
- Антикоррозийная устойчивость достигается благодаря введению в состав гидроактивных материалов, препятствующих химической активности солей, а также добавлению примесей, уменьшающих пористость бетона.
- Длительность хранения составляет не более 12 месяцев при условии сохранения заводской упаковки (3-4-х слойные, герметично закрытые бумажные мешки), поскольку уже через 3 месяца хранения теряется до 20% активности состава, через год – до 40%. Вернуть такому цементу былые качества можно только путем вторичного перемалывания.
- Прочность на сжатие. В соответствии с данной характеристикой выделяют 4 класса прочности – 22,5; 42,5; 42,5; 52,5. Этот показатель напрямую связан со скоростью схватывания раствора.
Механические
Показатели механической прочности портландцемента составляют не менее 42,5 мПа на 28 сутки после заливки. Определение проводится в лабораторных условиях на примере образца. В соответствии с полученными результатами цемент маркируется (например, М 500). Коэффициент при этом указывает на то, какое давление способен выдержать образец (измеряется в кг/см³).
Чем выше данный коэффициент, тем больше прочностные показатели состава. Прочностные характеристики зависят от степени помола (чем она мельче, тем большей активностью обладает раствор), наличия присадок и добавок.
Показатели прочности, в свою очередь, влияют на степень схватывания раствора (определяется с помощью иглы Вика).
Отличия от простого цемента
Портландцементом считается разновидность цемента, который чаще всего используется при заливке бетона. Последний, в свою очередь, используется в монолитном и железобетонном строительстве, при возведении объектов, к которым предъявляются повышенные прочностные характеристики.
Благодаря наличию клинкерных гранул и прочих добавок, портландцемент обладает большим запасом прочности, имеет более высокие показатели морозостойкости, устойчивости к воздействию агрессивных сред. Это делает портландцемент востребованным материалом при строительстве объектов нефтяной и газовой отраслей.
Он подходит для возведения фундамента на сложных неустойчивых грунтах, в таком случае рекомендуется применять сульфатостойкую смесь. Такой состав почти не дает усадки зданий, на его поверхности не образуются трещины.
Вопрос о различиях между цементом и портландцементом несколько некорректен, поскольку последний является разновидностью цемента. Иначе говоря, цемент – это общее название, портландцемент является его разновидностью с определенным набором прочности.
Различия логичнее проводить, опираясь на марочную прочность цементов. Так, например, портландцемент М 400 уступает в своей прочности цементу М 600. Сам по себе портландцемент мало отличим от цемента (по способу монтажа, технологии схватывания, особенностям использования), разница тех или иных отличительных характеристик обусловлена присутствием добавок.
Виды
Все виды цемента делятся на бездобавочные и добавочные. Бездобавочный состав не содержит минеральных добавок, помимо гипса. Он подходит для надземных, подземных и подводных объектов монолитного характера, а также сборных бетонных и железобетонных конструкций, которые эксплуатируются в условиях отсутствия агрессивной среды.
Наличие минеральных добавок улучшает технические свойства портландцементов, благодаря чему их можно применять в агрессивных условиях, при длительном контакте конструкции с водой. Среди наиболее распространенных добавок минерального происхождения выделяют: доменный шлак, активные минеральные добавки и природные активные миндобавки.
За счет введения той или иной добавки происходит улучшение таких показателей, как водонепроницаемость, коррозийная стойкость, однако их присутствие способствует снижению морозостойкости.
В зависимости от особенностей состава выделяют следующие разновидности портландцемента:
- Быстросохнущий. Отвердение смеси происходит уже в первые 3 дня заливки благодаря входящим в состав шлакам и специальным минералам. Немаловажно, чтобы степень помола смеси была минимальной. Выпускается в марке М400 и М500. Использование данного состава позволяет снизить время выдержки смеси в опалубке и существенно увеличить темпы строительных работ.
Применяется в основном для быстровозводимых и железобетонных объектов.
- Нормальноотвердевающий. Он не содержит специальных добавок, не столь требователен к степени помола смеси. Выпускается в соответствии с ГОСТом 31108-2003.
- Гидрофобный вариант характеризуется способностью не впитывать влагу и уменьшенным временем схватывания. Подобные свойства обеспечивают входящие в раствор мылонафты, асидолы. Находит применение при возведении объектов, эксплуатируемых в условиях повышенной влажности, а также расположенных на подтопляемых участках.
- Пластифицированный. Характерной особенностью продукта является наличие в нем пластификаторов, обеспечивающих необходимую подвижность, снижение водопоглощения, термостойкость. Пластификаторы закладываются при помоле смеси, благодаря чему они словно обволакивают частицы цемента, предотвращая их склеивание. В результате получается подвижный, удобный в нанесении состав, который широко применяется для возведения сложных по форме архитектурных конструкций.
- Тампонажный. Обладает способностью тампонировать, то есть защищать скважины от воздействия грунтовых вод. Широко используется в нефтяной и газовой отраслях, поскольку не зависит от давления и температуры и надежно удерживает колонны в скважинах даже на начальных этапах застывания. Существует еще одна разновидность данного вида цемента – тампонажный облегченный портландцемен, имеющий в составе «облегченные» добавки.
- Расширяющийся. Подобные смеси могут иметь различный состав, но все их объединяет способность увеличиваться в объеме при замешивании раствора. Это обусловлено тем, что между основным и добавочным компонентами начинается химическая реакция, которая и дает приращение объема.
Как правило, такие составы применяются для заполнения швов и трещин на поверхностях, подверженных воздействию повышенной влажности.
- Сульфатостойкий. Такой бетон противостоит воздействию сульфатных вод, вызывающих развитие коррозии. Как правило, сульфатостойким делается морозопрочный цемент марки М300,400, иногда – М 500.
Применяется для создания свайного и других типов фундамента на болотистых и кислых почвах.
- Шлакопортландцемент. В составе изделия присутствуют доменные шлаки, чем и обусловлено высокое содержание в нем частиц металла. Смесь используется для получения жароустойчивого бетона, а также при сооружении объектов под землей, водой, на высоте. Имеет невысокую морозостойкость.
- Шлакощелочной состав отличается более высокими, по сравнению с портландцементом, характеристиками. Он устойчив к воздействию агрессивных сред, перепадам температур, имеет высокую морозостойкость и низкий показатель поглощения влаги. Подобные способности достигаются благодаря включению в состав молотого шлака и щелочи, иногда – глины.
- Белый портландцемент. Сфера применения смеси – отделочные и архитектурные работы, также она выступает в качестве основы для цветных цементов. Белоснежный оттенок получают благодаря изготовлению продукта из чистых известняков и белых глин, а также путем дополнительного охлаждения клинкера водой.
- Магнезиальный – состав на основе оксидов магния (нагревается до температуры 800С) и 30% водного раствора хлорида магния. Благодаря входящим в него компонентам и особенностям технологии производства удается получать прочную белую массу, которая легко поддается обработке (легко полируется, не подвержена воздействию плесени, грибка).
Материал применяется в качестве отделочного покрытия, а также для создания сложных с точки зрения форм конструкций. Бетон на основе магнезиального цемента, по сути, является разновидностью искусственного камня.
- Цветной портландцемент также используется для декоративных работ. Получается он путем смешивания белой модификации и пигмента. В качестве последнего могут выступать железный сурик, охра, окись хрома. Главное, чтобы пигменты были свето- и щелочестойкие.
- Пуццолановый. В составе смеси находятся цветной портландцемент, гипс и добавки, имеющие вулканическое или осадочное происхождение. Полученный раствор имеет повышенную гидростойкость, он застывает не только в условиях повышенной влажности, но и под водой. Это позволяет применять его при организации гидротехнических сооружений, облицовке бассейнов и прочих резервуаров для хранения воды, поверхностей (в том числе наклонных), контактирующих с морской или хлорированной водой. Застывшая поверхность характеризуется прочностью, химической инертностью, отсутствием высолов.
- Глинозёмистый состав представляет собой быстротвердеющий и прочный цемент на основе клинкера и расплавленных известняков. Готовая смесь содержит большое количества низко-основных алюминатов кальция.
Для обеспечения качественного сцепления и набора необходимой прочности застывание должно вестись при температуре ниже 25%С. В противном случае теряется до 50% прочности бетона.
Еще одной особенностью глинозёма является недопустимость его смешивания с другими цементами и известью, составами, даже в небольшом количестве содержащими щелочи. Глинозёмный портландцемент подходит для изготовления кислостойких бетонных растворов, заполнения кислостойких пород (гранита, бештаунита). Скорость схватывания – около 8 дней.
Марки
Марка определяется как прочность образца при испытании его на изгиб и сжатие. Для изготовления образца применяются портландцемент и песок, взятые в пропорции 1: 3. Из данного раствора изготавливается образец размером 4х4х16 см, который застывает в течение 28 суток, твердение происходит в условиях повышенной влажности. Для ускорения застывания разрешается прибегать к технике пропаривания образца.
Наиболее распространенными сегодня являются марки портландцемента М 400, 500, 600:
- М 400 – наиболее востребованная марка цемента. Заложенные в ней технические характеристики (прочности, морозостойкости) подходят для возведения большинства объектов.
- М 500 – цемент, обладающий несколько большим запасом прочности, что позволяет применять его в работах по реконструкции или восстановлению объектов после аварии, использовать для ремонтно-дорожных работ, строительства объектов военно-технического назначения, сооружений из асбестоцемента.
- М 600. Состав имеет повышенную прочность, что делает возможным его применение при возведении ответственных железобетонных конструкций, инженерных сооружений.
- М 700 – портландцемент максимальной прочности, применяемый для бетонной смеси для возведения напряженных конструкций. Использование его при обычном строительстве (например, в частном домовладении) нерационально из-за высокой стоимости.
- М 900 – сверхпрочный цемент, используемый только для военных объектов, например, для создания бункеров.
Существуют также «промежуточные» марки цемента, например М 550 (по своим техническим характеристикам близки к М500, но отличаются чуть большей прочностью).
В каких случаях не подходит?
Благодаря многообразию составов портландцемента он подходит практически для любого типа строений. Главное – верно определить наиболее важное свойство цемента и подобрать соответствующую добавку. Некоторые из них при совместном использовании нивелируют свойства друг друга. Так происходит, например, при одновременном добавлении компонентов для улучшения влагостойкости и морозоустойчивости. Первые (повышающие влагостойкость) ощутимо снижают морозостойкость состава.
Иначе говоря, портландцементы с добавками не подходят для условий, в которых происходит значительное снижение температуры эксплуатации. В данном случае должны применяться портландцементы без добавок. Для влажных климатов не подходит стандартная смесь портландцементов, лучше выбрать шлакопортландцемент.
Немаловажно учитывать и назначение материала. Так, для возведения монолитных объектов и конструкций гражданского назначения (например, мостов, высоковольтных линий) не подходит портландцемент М400. Для решения указанных задач допустимо применять смесь с марочной прочностью не менее М 500.
Ни один из видов портландцемента не подходит для использования в текучих водах, соленых водоемах, проточных руслах рек, водах с высоким содержанием минералов.
Даже сульфатостойкая разновидность портландцемента, обладающая повышенными показателями влагопрочности, применяется только в статичных умеренных водах. В остальных случаях (например, для организации плотин, дамб и прочих инженерных сооружений) применяют особые виды цемента.
Приставка «портланд» обозначает присутствие в смеси большого количества силикатов кальция, поэтому она не рекомендована для блоков и конструкций специального назначения. Пуццолановый цемент не подходит для эксплуатации в условиях значительного снижения температуры.
О том, как происходит получение портландцемента смотрите в следующем видео.
свойства, разновидности, состав, виды, характеристики, применение
Цемент – один из основных материалов, применяемых во всех отраслях строительства. Используется в качестве гидравлического вяжущего в растворах и смесях, необходимых для строительства монолитных сооружений и сборных конструкций, проведения ремонтных работ и отделочных мероприятий. Портландцемент – наиболее популярный тип цемента, получаемый путем тонкого помола клинкера с добавкой двуводного гипса в количестве 1,5…3,5%, необходимого для изменения сроков схватывания вяжущего.
Особенности производства
Изготовление портландцемента происходит в три стадии:
- Приготовление сырьевой смеси. Минералогический состав сырьевой смеси для изготовления портландцемента – карбонатные горные породы (мел, известняк, глинозем, кремнезем) и мергелий, содержащие оксиды кальция, кремния, железа, алюминия, магния. Сырье измельчают и смешивают в оптимальных пропорциях.
- Производство клинкера. Его получают обжигом подготовленной сырьевой массы в высокотемпературных печах при +1300…+1400°C.
- Приготовление портландцемента для поставки потребителям. Клинкер измельчают и смешивают с гипсом. При необходимости в материал добавляют другие компоненты, позволяющие получить определенные свойства готового продукта.
В зависимости от состава сырьевой смеси, меняется истинная плотность портландцемента. Максимальный показатель у бездобавочного цемента – 3100 кг/м3, у шлакопортландцемента и пуццоланового вяжущего она ниже и составляет – 2700-2900 кг/м3.
Основные реакции при затворении цемента водой
После смешивания портландцемента и составов на его основе происходят следующие химические реакции:
- Первоначальное упрочнение материала. Осуществляется, благодаря взаимодействию с водой гипса и трехкальциевого алюмината. В результате такой реакции формируется кристаллическая структура эттрингита, моносульфата и алюмината кальция гидрата.
- Вторая реакция – медленная. Она протекает между водой и трехкальциевым силикатом. При этом образуется силикат кальция, имеющий аморфную структуру. Иначе он называется CSH-гель. В ходе этого этапа продолжается твердение смеси или раствора на основе портландцемента и развитие внутренних сил натяжения. Образующиеся цементные структуры обволакивают и прочно связывают между собой отдельные зерна мелкого и крупного заполнителей.
- В результате третьей стадии в структуре появляется силикагель SiO2.
Разновидности портландцемента и области их применения
В соответствии с ГОСТом 31108-2016 портландцемент по составу, а следовательно, по физическим и техническим характеристикам разделяют на 5 основных видов.
Бездобавочный
Обозначение – ЦЕМ I. В составе присутствуют только клинкер и гипс. Допустимое содержание минеральных добавок – до 5%. Основная особенность бездобавочного портландцемента – свойство быстро схватываться и набирать прочностные характеристики. Уже на следующий день после заливки бетон или цементно-песчаный раствор приобретают примерно 50% от марочной прочности. Бездобавочное вяжущее применяется при строительстве монолитных и сборных бетонных и железобетонных конструкций. Не рекомендуется для использования в особых условиях, отличающихся от нормальных.
С активными минеральными добавками
Маркировка – ЦЕМ II. Портландцементный клинкер и активные минеральные добавки могут перемалываться совместно или по отдельности. Количество добавок – 6-35%. Чем выше их содержание в портландцементе, тем медленнее бетон или цементно-песчаный раствор набирают марочную прочность. В качестве таких добавок используют горные породы – диатомит, опоку, трепел, пемзу, вулканический пепел и другие.
Введение этих компонентов в состав портландцемента позволяет снизить себестоимость, но при этом немного ухудшаются прочность и другие технические свойства конечного продукта. Есть еще один положительный момент использования активных минеральных добавок, основу которых составляет аморфный кремнезем. Этот компонент легко реагирует с гидроксидом кальция, который образуется при гидратации цемента. При этом происходит образование труднорастворимых гидроксидов кальция, не вымывающихся из цементного камня. Их присутствие значительно повышает водонепроницаемость конечного продукта.
Шлакопортландцемент
Обозначение – ЦЕМ III. Вяжущее, содержащее гранулированный шлак в количестве 6-35%, относится к нормально твердеющим. Его получают совместным помолом клинкера, шлака и гипса. В шлаках, как и в активных минеральных добавках, содержится амфорный кремнезем. Шлакопортландцемент стоит дешевле обычного цемента примерно на 15%. Он медленнее набирает прочность, но через 2-3 месяца по этому показателю опережает портландцемент такой же марки. Минус шлакосодержащего вяжущего – низкая морозостойкость. Поэтому оно используется при строительстве массивных наземных, подземных и подводных конструкций, которые не подвергаются частым циклам замораживания-оттаивания.
Пуццолановый
Обозначается как ЦЕМ IV. Его получают совместным помолом клинкера, минеральной добавки и гипса. Возможно перемалывать их отдельно, а затем тщательно смешивать. Ограничение по содержанию трехкальциевого алюмината – не более 8%. Для него характерно медленное твердение в первые сроки схватывания. Во влажных условиях бетон из пуццоланового цемента догоняет бетон из обычного портландцемента через 3-6 месяцев.
Благодаря медленному твердению, пуццолановые цементы выделяют меньшее количество тепла, поэтому они применяются при строительстве массивных конструкций, для которых важным моментом является отсутствие термических деформаций. ППЦ хорошо набирают прочность при повышенных температурах, поэтому они используются при изготовлении изделий, которые подвергаются тепловой и влажностной обработке в автоклавах. Бетоны на ППЦ имеют высокую водонепроницаемость и сульфатостойкость, но низкую морозостойкость. Поэтому они используются при строительстве подводных и подземных объектов или подводной и подземной частей наземных объектов, которые находятся в контакте с мягкими и сульфатсодержащими водами. Количество циклов замораживания-оттаивания для таких бетонных конструкций должно быть сведено к минимуму.
Таблица пропорций компонентов портландцементов различных типов
| Тип | Наименование | Вещественный состав, % по массе | |||||||||
| Основные компоненты | Вспом. комп. | ||||||||||
| Портланд- цемент клинкер | Гранулир. шлаки | Микро- кремнез. | Пуццо лана | Глиеж | Зола-уноса | Обож. сланец | Извест- няк | ||||
| Кл. | Ш | Мк | П | Г | З | С | И | ||||
| ЦЕМ I |
Портланд- цемент |
ЦЕМ I | 95-100 | — | — | — | — | — | — | — | 0-5 |
| ЦЕМ II |
Портланд- цемент с мин. добав. |
||||||||||
| Шлак | ЦЕМ II/А-Ш | 80-94 | 6-20 | — | — | — | — | — | — | 0-5 | |
| ЦЕМ II/В-Ш | 65-79 | 21-35 | — | — | — | — | — | — | 0-5 | ||
|
Микро- кремнезем |
ЦЕМ II/Мк | 90-94 | — | 6-10 | — | — | — | — | — | 0-5 | |
|
Пуццо- лана |
ЦЕМ II/А-П | 80-94 | — | — | 6-20 | — | — | — | — | 0-5 | |
| ЦЕМ II/В-П | 65-79 | — | — | 21-35 | — | — | — | — | 0-5 | ||
| Глиеж | ЦЕМ II/А-Г | 80-94 | — | — | — | 6-20 | — | — | — | 0-5 | |
| ЦЕМ II/В-Г | 65-79 | — | — | — | 21-35 | — | — | — | 0-5 | ||
| Зола-уноса | ЦЕМ II/А-З | 80-94 | — | — | — | — | 6-20 | — | — | 0-5 | |
| ЦЕМ II/В-З | 65-79 | — | — | — | — | 21-35 | — | — | 0-5 | ||
|
Обож. сланец |
ЦЕМ II/А-Сп | 80-94 | — | — | — | — | — | 6-20 | — | 0-5 | |
| ЦЕМ II/В-Сп | 65-79 | — | — | — | — | — | 21-5 | — | 0-5 | ||
|
Извест- няк |
ЦЕМ II/А-И | 80-94 | — | — | — | — | — | — | 6-20 | 0-5 | |
| ЦЕМ II/В-И | 65-79 | — | — | — | — | — | — | 21-35 | 0-5 | ||
| ЦЕМ III |
Шлако- портланд- цемент |
ЦЕМ III/А | 35-64 | 36-65 | — | — | — | — | — | — | 0-5 |
| ЦЕМ III/В | 20-34 | 66-80 | — | — | — | — | — | — | 0-5 | ||
| ЦЕМ III/С | 5-19 | 81-95 | — | — | — | — | — | — | 0-5 | ||
| ЦЕМ IV |
Пуццо- лановый цемент |
ЦЕМ IV/А | 65-89 | — | 11-35 | — | — | 0-5 | |||
| ЦЕМ IV/В | 45-64 | — | 36-55 | — | — | 0-5 | |||||
| ЦЕМ V |
Компози- ционный цемент |
ЦЕМ V/А | 40-64 | 18-30 | — | 18-30 | — | — | 0-5 | ||
| ЦЕМ V/В | 20-38 | 31-49 | — | 31-49 | — | — | 0-5 | ||||
Соответствие классов прочности и марок портландцемента по ГОСТам 31108-2016 и 10178-85
Маркировку и свойства цемента в настоящее время регламентируют два действующих ГОСТа, что приводит к некоторой путанице:
- ГОСТ 31108-2016 – совсем новый, и он приведен в соответствие с европейскими стандартами. Согласно этому нормативу в маркировке применяется буквосочетание ЦЕМ с буквенно-цифровыми обозначениями, которые мы показали в таблице, расположенной выше. Прочность по этому ГОСТу обозначается классами.
- ГОСТ 10178-85. В соответствии с этим стандартом значение прочности обозначается маркой.
Таблица соответствия марок и классов прочности портландцемента
| Класс прочности по ГОСТу 31108-2016 | Марка прочности по ГОСТу 10178-85 | Выдерживаемое давление | |
| МПа | кгс/м3 | ||
| В 22,5 | М300 | 22,5 | 300 |
| В 32,5 | М400 | 32,5 | 400 |
| В42,5 | М500 | 42,5 | 500 |
| В 52,5 | М600 | 52,5 | 600 |
марки, состав, свойства и применение цемента ПЦ
Портландцемент (ПЦ) – наиболее распространенная разновидность строительных цементов, производство которых регламентирует ГОСТ 31108-2016. Это гидравлическое вяжущее, изготавливаемое из карбонатных пород (известняка, мела, кремнезема, глинозема), твердеет при затворении водой. Оно широко используется для изготовления цементно-песчаных растворов, бетонов, сухих строительных смесей различного назначения, применяемых в гражданском, промышленном, военном строительстве. Ассортимент различных видов и марок портландцемента позволяет выбрать подходящее вяжущее для индивидуального домостроения, массового многоэтажного строительства, сооружения объектов промышленного и инженерного назначения.
Состав портландцемента
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.
Особенности производства портландцемента
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. Поскольку разные виды сырьевых смесей имеют индивидуальный состав, влажность и другие характеристики, каждое производство организуется по собственной технологии. Наиболее распространенные варианты:
- 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.
- 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.
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.
Разновидности портландцемента
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.
- 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.
Классы и марки прочности портландцементов
В соответствии с ГОСТом 31108-2016 основная характеристика портландцемента – прочность – определяется классом. Ранее это свойство характеризовала марка. Наиболее популярные портландцементы:
- В 32,5 (М400). Вид цемента, востребованный практически во всех областях частного и массового строительства, для изготовления ЖБИ, устройства дорожек, площадок, отмосток.
- В42,5 (М500). Портландцемент, имеющий прекрасные прочностные характеристики, применяется в ремонтно-строительных работах на объектах ответственного назначения, при восстановлении строительных конструкций после аварий, проведении дорожно-ремонтных работ.
- В52,5 (М600). Портландцемент, используемый при строительстве особо ответственных объектов.
В каких случаях портландцемент не применяется?
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.
34. Портландцемент. Основы получения. Свойства. Применение.
Портландцемент — гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем совместного тонкого измельчения клинкера и гипса, а иногда и специальных добавок.
Портландцемент является основным вяжущим материалом для производства бетона, железобетона и строительных растворов, на нем также изготовляют асбестоцементные, теплоизоляционные и другие материалы.
Методы производства портландцемента — «сухой» и «мокрый». Всё зависит от того, каким способом смешивается сырьевая смесь — в виде водных растворов или в виде сухих смесей.
Важнейшими технологическими операциям при производстве портландцемента являются:
а) добыча материала и приготовление сырьевой смеси;
б) превращение ее путем сильного обжига в клинкер;
в) помол клинкера в тонкий порошок с небольшим количеством некоторых добавок.
Плотность портландцемента 3050—3150 кг/м³. Его насыпная плотность зависит от уплотнения и в среднем составляет 1300 кг/м³.
Тонкость помола определяет скорость схватывания и прочность цементного камня.
Водопотребность портландцемента характеризуется количеством воды, которое необходимо для получения цементного теста нормальной густоты.
35. Твердение минеральных вяжущих веществ.
Как и любые вяжущие вещества, гипсовые вяжущие при смешивании с водой образуют пластичное тесто, превращающееся со временем в камневидное тело.
В процессе твердения гипсовых вяжущих можно выделить три этапа:
1) подготовительный — образование раствора, насыщенного по отношению к продуктам гидратации;
2) период коллоидации (схватывание) — переход новообразований в раствор в гелеобразном виде, минуя растворение;
3) период кристаллизации (твердение) — перекристаллизация коллоидных частиц в большие кристаллы и образование сростка.
CaSO4*0,5h3O + 1,5Н20 = CaS04*2h30.
Свежеизготовленные гипсовые изделия сушат (при 60—70°С), что повышает прочность контактов срастания кристаллов и самих изделий вследствие удаления пленочной воды.
36. Особые виды портландцемента. Оптимальные сферы применения.
1.сульфатостойкий используют для получения бетонов, находящихся в минеральных и пресных водах при переменном уровне воды.
2.пластифицированный в дорожном, аэродромном и гидротехническом строительстве, дает возможность снизить трудоемкость укладки, уменьшить расход цемента.
3. гидрофобный для облицовки зданий, предотвращает образование выцветов.
4. быстротвердеющий. при массовом производстве сборных железобетонных изделий, при зимних бетонных работах, сокращает расход цемента, длительность тепловлажностной обработки.
5.пуццолановый когда необходима повышенная физико-химическая стойкость и обеспечено хорошее его твердение во влажной среде. При устройстве подводных, подземных и внутренних частей сооружений в морской и пресной воде в канализационных и водопроводных сооружениях;.
6.шклакопортландцемент при строительстве сборных бетонных, железобетонных конструкций разнообразных зданий и сооружений.
7. Белый и цветные портландцементы — применяют для изготовления цветного бетонов, растворов отделочных смесей и цементных красок.
Пуццолановый портландцемент: характеристики и применение
Необходимость строительства прочных зданий в самых сложных условиях эксплуатации побуждает изобретать стройматериалы с особенными свойствами. Пуццолановый портландцемент — материал, который при высокой влажности не только не подвергается коррозии, но и наоборот — улучшает свои параметры.
Что такое пуццолановый портландцемент
Основные компоненты материала: прошедшая предварительную обработку смесь глины и известняка — цементный клинкер; рыхлые вулканические породы и мелко перемолотый гипс. Для создания однородного состава все компоненты предварительно должны быть тщательно измельчены.
Пуццолановый портландцемент совмещает ряд уникальных качеств. Важная особенность — высокие эксплуатационные свойства во влажной среде. При заливке этого цемента в конструкциях, предполагающих присутствие воды, прочность материала возрастает. Такие качества делают материал незаменимым в строительной отрасли.
Технические характеристики по ГОСТ
Государственные стандарты устанавливают требования к составу, прочности, скорости отвердевания пуццоланового портландцемента. Соответствие всех характеристик, указанным в ГОСТе параметрам, обязательно соблюдать при производстве и дальнейшей реализации готовой продукции.
Технические характеристики пуццоланового портландцемента
Наименование параметра | Значение параметра |
Плотность (усредненная) | 2800 кг/м3 |
Объемный вес, уплотненный материал | от 1200 до 1600 кг/м3 |
Объемный вес, рыхлый материал | от 800 до 1000 кг/м3 |
Изгибная прочность | 6,8Мпа |
Прочность сжатия (в зависимости от марки) | от 42,5 до 62,5МПа |
Тонкость помола (сито №008) | 10% |
Начало отверждения | 45 минут |
Окончание отверждения | 12 часов |
Достижение максимальной прочности | 28 суток |
Срок хранения на сухом складе | 6 месяцев |
Необходимо, чтобы цемент сохранял эксплуатационные характеристики в течение всего срока хранения. Для этого в местах хранения материала следует принимать соответствующие защитные меры. Основные требования: обезопасить цемент от загрязнений и влаги, а также от смешивания с другими марками.
Состав пуццоланового цемента
Согласно технологии производства, закрепленной в ГОСТ, состав цемента должен быть следующим:
- портландцементный клинкер — до 80%;
- добавки — в зависимости от степени активности, — от 20 до 35%;
- дополнительные присадки — до 5%.
Одним из важных элементов является гипс. Он регулирует скорость схватывания конечного состава. Его доля должна быть не более, чем 3,5% от общей массы.
В качестве активных добавок применяются вещества вулканического происхождения, обожженный сланец, кремнезем, топливная зола, глина, доменный шлак, известь, пемза. Процентное содержание добавки зависит от степени активности конкретного вещества. Составляющие естественного происхождения влияют на технические свойства конечной смеси. Они повышают такие характеристики, как теплостойкость и сопротивление влаге. Их применение оправдано невысокой стоимостью. При добавлении таких компонентов происходит уменьшение цены конечного продукта на 10-15%.
Оксид кальция обеспечивает повышение скорости отверждения портландцемента, но снижает водостойкость.
Процесс производства цемента
При промышленном производстве применяются два способа: сухой и мокрый. Методы определяются технологией получения портландцементного клинкера. Сырьем для его изготовления служат глина и известь в соотношении 1:3.
При мокром способе производства измельченную смесь извести с глиной заливают водой и отстаивают. Получившийся состав перемешивают до достижения наибольшей возможной однородности. Следующая стадия — определение и корректировка содержания компонентов. Затем состав поступает в печь. После обжига портландцементный клинкер получают в виде крупных гранул от 5 до 20 мм в диаметре. На следующем этапе гранулы измельчают и перемешивают с другими составляющими.
При сухом способе изготовления все компоненты в первую очередь направляют в сушильный барабан. Далее следует технологическая операция — дробление в мельнице. Здесь помол можно производить как до смешения — каждый компонент отдельно; так и после — вместе.
Допустимо применять сушильно-помольные агрегаты. В них процессы сушки и измельчения происходят одновременно. Подобное оборудование часто используют на крупных стройках для совместного измельчения клинкера и добавок. Это позволяет менять характеристики цемента непосредственно рядом с местом использования, а значит создавать материалы со свойствами подобранными под конкретные строительные задачи.
Достоинства и недостатки
Бетоны на основе пуццоланового портландцемента обладают увеличенной водонепроницаемостью. Это обусловлено особенностями структуры и состава материала: набуханием гелеобразных компонентов, гидратацией минералов, связыванием гидравлической составляющей в водном растворе Ca(OH)2.
Готовые конструкции из данного вида цемента отличаются высокой пластичностью. В результате повышается устойчивость к образованию трещин и проявляется высокая степень обрабатываемости.
За счет пуццолановых добавок материал обладает большей рыхлостью, по сравнению с другими видами цемента. Его плотность составляет около 2,8 г/см3, поэтому при одинаковой массе в сухом состоянии, пуццолановый портландцемент отличается повышенным выходом готового бетона или раствора.
Недостатки пуццоланового портландцемента:
- пониженная морозостойкость;
- невысокая воздухостойкость;
- большая усадка;
- замедленное отвердевание и упрочнение;
- увеличенная потребность в воде.
Многочисленные плюсы материала компенсируют его негативные качества. Он незаменим при высоких требованиях к прочности строительных сооружений.
Где применяется
Свойства материала определяют сферу его применения — строительство зданий и сооружений, работающих в воде или условиях высокой влажности. Гидростойкий цемент требуется при возведении следующих объектов:
- плотин;
- подземных емкостей, бункеров, тоннелей;
- канализационных систем;
- доков;
- опор мостов;
- причалов и иных сооружений речных портов.
Пуццолановый портландцемент также рекомендован к применению при возведении объектов, подверженных воздействию минерализованных грунтовых вод. Это могут быть как жилые, так и промышленные здания, непрерывно находящиеся под воздействием агрессивной среды. Материал используют для возведения водопроводных коммуникаций и комплексов водоотведения: шлюзов, оросительных каналов, систем осушения.
Пуццолановый цемент подходит для создания бетонов с помощью технологии пропаривания. Таким образом создаются прочные, коррозионностойкие конструкции.
Производители пуццоланового портландцемента
Один из заводов, который производит гидростойкие цементы находится в городе Новороссийске. Именно это предприятие снабжает строительными материалами торговый порт города, которому регулярно требуется водостойкий цемент для обновления и ремонта сооружений.
Новороссийский цементный завод успешно функционирует уже около ста лет. В России он входит в десятку крупнейших производителей сыпучих смесей. Другие крупные предприятия, производящие пуццолановый портландцемент:
- «Красноярский цемент», Россия;
- «Цесла» (Сланцевский цементный завод), Россия;
- «Кавказцемент», Россия;
- «Себряковцемент», Казахстан;
- «Белорусский цементный завод», Белоруссия.
Данный материал используется для оснащения строек крупных объектов. Но транспортировка его на большие расстояния затруднена. Некоторые компоненты со временем теряют свои свойства и характеристики и перестают соответствовать предъявляемым требованиям. Поэтому используется практика завоза сырья и изготовления материала рядом с местом применения. Всего в России более 40 заводов, которые производят пуццолановый портландцемент.
Популярное