Цемент общестроительный группа по эффективности пропаривания

Прочность цемента и его показатели

Цемент – вяжущее вещество искусственного происхождения. При контакте этого неорганического вещества с водой происходит гидратация, в результате чего образуется цементный камень.

• Предел прочности цемента
• ГОСТ прочности цемента
• Испытание цемента на прочность
• Ход испытаний
• Что добавить в цемент для прочности
• Заключение

Материал широко используется для приготовления бетонов и разнообразных строительных растворов. От класса прочности цемента зависят эксплуатационные параметры готовых бетонных конструкций.

Предел прочности цемента

Марка (класс) цемента определяют в соответствии с его пределом прочности при сжатии. Чтобы определить это значение проводятся испытания, в ходе которых образцы затвердевшего цементного камня подвергают разрушению под давлением гидравлического пресса.

Образцы имеют стандартный размер, т.е., стандартную площадь поперечного сечения. Испытания позволяют зафиксировать показатель давления, при котором образец начинает разрушаться.

Классификация цементов по группам прочности

Строительные конструкции из монолитного и сборного бетона и железобетона в ходе эксплуатации подвергаются различным внешним воздействиям, в первую очередь это:

• механические нагрузки;
• воздействие влаги;
• температурные колебания.

Внешние факторы влияют на коэффициенты сжатия, растяжения, изгиба каждого конструктивного элемента, при этом существует зависимость между пределом прочности на сжатие и параметрам прочности при растяжении и изгибе.

Разница между показателями предела прочности при сжатии и предела прочности при изгибе цемента тем выше, чем выше класс материала. К примеру, у цемента класса 32,5 (М400) прочность при сжатии в 7 раз выше прочности при изгибе. Аналогичный показатель у цемента класса 42,5 (М500) составляет 8,3 раза.

На прочность цемента в составе бетонов отказывает влияние процент воды в смеси, наличие и вид добавок, изменяющих скорость твердения материала.

ГОСТ прочности цемента

С 1 сентября 2004 года в Российской Федерации маркировка общестроительных цементов осуществляется согласно ГОСТу 31108-2003. Но в старых документах и многих статьях, размещенных в интернете, часто используется устаревшая классификация по ГОСТу 10178-85.

Классы по актуальному ГОСТу и устаревшие марки цемента по прочности приведены в таблице:

Марка цемента по прочности указывает, какое давление выдерживает материал при измерении показателя в кг/см 3 . Класс прочности цемента на сжатие соответствует выдерживаемому давлению в МПа.

Испытание цемента на прочность

От чего зависит прочность цемента? Данный материал представляет собой многокомпонентное вещество, и на прочность цементного камня после отвердения влияет:

• состав цемента;
• микроструктура минералов, из которых изготовлен материал;
• наличие добавок и их свойства.

К примеру, прочность белого цемента, который ценится за эстетичность и часто используется в декоративных целях (изготовление скульптур, декоративного кирпича, тротуарной плитки и т.д.) зависит от производителя. Датский завод Aalborg White производит материал прочностью 68-78 МПа, а российские заводы компании Holcim поставляют на рынок белый цемент прочностью 51-57 МПа.

Ход испытаний

Цемент набирает прочность в течение 28 суток после приготовления цементно-песчаного раствора. Для проведения испытаний материала изготавливают балочки стандартного формата 40х40х160 мм, при этом раствор готовят из расчета 1 часть цемента на 3 части однофракционного песка. Для определения прочности цемента разных классов испытания также проводятся через 2 или 7 суток твердения.

Примечание: Н – нормированный, Б – быстротвердеющий.

Производители цемента обязаны указывать в паспорте продукции максимальную прочность цемента (результат испытаний после 28 суток твердения) и активность цемента, прошедшего процедуру пропаривания.

Пропаривание позволяет ускорить проверку показателей материала. Для этого:

• в камеру для пропаривания помещают формочки с цементно-песчаным раствором (габариты форм соответствуют габаритам стандартных балочек) и выдерживают в течение 5 часов;
• плавно, в течение 3 часов, поднимают температуру в камере до 80°С;
• выдерживают образцы при данной температуре на протяжении 8 часов;
• оставляют балочки на 2-3 часа остывать.

Остывшие сухие образцы подвергают испытаниям на гидравлическом прессе – проверяют на изгиб. Получившиеся в ходе проверки половинки балочек проверяют на сжатие. Средний результат сравнивается с актуальным ГОСТом и вносится в паспорт цемента.

Чтобы проверить, как цемент будет вести себя в бетоне, готовят образцы кубической формы (100х100х100 мм), при этом в раствор дополнительно вводятся химические добавки и щебень, и также испытывают при помощи гидропресса.

Что добавить в цемент для прочности

Чтобы получить высокопрочный строительный материал не обязательно использовать дорогой цемент повышенной прочности, нередко для упрочнения бетона в раствор вводят определенные присадки.

• Пластификаторы. Увеличивают подвижность бетонной смеси, при этом повышается прочность готовой конструкции.
• Добавки, ускоряющие набор прочности. Повышается скорость твердения бетона, при этом возрастает его марочная прочность на сжатие и изгиб.
• Противоморозные присадки, гидрофобизпаторы. Повышают плотность и водонепроницаемость – соответственно, увеличивается прочность материала.
• Комплексные добавки. Имеют большой спектр действия – повышают подвижность смеси, увеличивают водонепроницаемость, морозостойкость готовой конструкции. При этом прочность бетона возрастает на 70-110%, а пылеотделение становится предельно низким.

Выбор добавки в цемент для прочности зависит от требований к эксплуатационным параметрам строительных конструкций и условий изготовления элементов из монолитного бетона.

Заключение

Чтобы бетонные конструкции на протяжении всего запроектированного срока эксплуатации сохраняли надежность, важно правильно выбрать класс цемента. Также необходимо соблюдать правила хранения и транспортировки – использование негерметичной тары приводит к контакту материала с влагой, содержащейся в воздухе, в результате чего цемент частично схватывается и его прочность снижается, также ухудшаются свойства при длительном хранении материала.

ГОСТ 10178-85. Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия.

ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ И ШЛАКОПОРТЛАНДЦЕМЕНТ

ГОСУДАРС Т ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ СТРОИТЕЛЬСТВА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ПО Р ТЛАНДЦЕМЕ НТ И ГОСТ

Ш ЛАКОПОРТЛАНДЦЕМЕНТ 10178-85

Технические условия (СТ СЭВ 5683-86)

Portland cement and portland blastfurnace ГОСТ 10178-76

slag cement. Specifications

Дата введения 01.01.87

Несоблюдение с тандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на цементы общестро­и­тель­ного назначения на основе портландцементного клинкера.

(Измененная редакция, Изм. № 1) .

Стандарт не распространяется на ц ементы, к которым предъявляются специальные требования и которые изготовляются по соответствующим стандартам и техническим условиям.

Классификация, термины и определения — по ГОСТ 30515-97.

(Измененая редакция, Изм. №2 )

1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Цемент следует изготовлять в соответствии с требованиями настоя ­щ его стандарта по технологическим регламентам, утвержденным в поряд ке, установленном министерством-изготовителем.

1.2. По вещественному составу цемент подразделяют на следующие типы:

портландцемент (без минеральных добавок) ;

по ртландцемент с добавками (с активными минерал ь ными добав­ками не более 20 %);

шлакопортландцемент (с добавками гранулированного шлака более 20 %).

(Измененная редакция, Изм. № 1, № 2) .

1.3. По пр о чности при сжатии в 28-суточном возрасте цемент подразделяют на марки:

портландцемент — 400, 500, 550 и 600;

шлакопортландцемент — 300, 400 и 500;

портландцемент быстротвердеющий — 400 и 500;

шлакопортландцемент быстротвердеющий — 400.

Примечан и е. Допускае т ся с р а зрешени я Минстройматериалов СССР выпускать по ртландцемент с ми н ераль н ыми добавками марк и 300.

1.4. Условное обозначение цемента должно состоять из:

наименования вида цемента — портландцемент, шлако­порт­ланд­це­мент. Допускается пр и менять сокращенное обозначение наиме­но­вания — соответственно ПЦ и ШПЦ;

марки цемента -по п. 13;

обозначения максимального содержания добавок в портландцементе по п. 1.6: Д0, Д 5, Д20;

обозначения быстротвердеющего цемента — Б ;

обозначения пластифика ц ии и гидрофобизации цемента — ПЛ, ГФ;

обозначения цемента, полученного на основе клинкера нормированного состава, — Н;

обозначения настоящего стандарта.

Пример условного обозначения п ортландцемента марки 400, с добавками до 20 %, быстротвердеющего, пластифицированного:

Портландцемент 40 0- Д20 — Б — ПЛ ГОСТ 10178-85.

Допускается обозначение (за исключением случаев поставки цемента на экспорт) :

ПЦ 400-Д20-Б — ПЛ ГОС Т 10178-85.

1.3, 1.4. (Измененная редакция, Изм. № 1) .

1.5. При производстве цементов применяют:

клинкер, по химическому составу соответствующий технологичес-кому регламенту. Массовая доля оксида магния (M gО) в клинкере не должна быть более 5 %.

Для отдельных предприятий по пер е чню, установле н ному Минстрой­материалов СССР, в связи с особ е н н остью химического состава используемого сырья допускается содержани е MgО в клинкер е не боле е 6 % при условии обеспечения равномерности изменения объема цемента при испытаниях в автоклаве;

гипсовый камень по ГОСТ 4013. Допускается применение фосфогипса, борогипса, фторогипса по соответствующей нормативно-технической до­кументации;

гранулированные доменные или электротермофосфорные шлаки по ГОСТ 3476 и другие активные минеральные добавки по соот­ветст­вующей нормативно-технической документа ц ии;

добавки, регулирующие основные свойства ц емента, и техно­ло­ги­ческие добавки по соответству ю щей нормативно-технической документации.

1.6. Массовая доля в цементах активных минеральных добавок должна соответствовать значениям, указанным в табл. 1.

Активные минеральные добавки, % по массе

Доменные гранули­ро­ван­ные и элект­ро­тер­мо­фос­фор­ные шлаки

осадочного происхож­дения, кроме глиежа

прочие активные, включая глиеж

Допуска е тся замена части минеральных добавок во всех видах цемента добавками, ускоряющими твердение или повышающими прочность цемен­та и не ухудшающими его строительно-технические свойства (кренты, сульфоалюминатные и сульфоферритные продукты, обожженные алуниты и каол и ны) . Суммарная массовая доля этих добавок не должна быть более 5 % массы цемента.

1.5, 1.6. (Измененная редакция, Изм. № 1) .

1.7. Пр е дел прочности цем е нта при изгибе и сжатии дол жен быть не ме н ее значений, ук а зан н ых в табл. 2.

Обозначение вида цемента

Предел прочност и , МПа (кгс/см 2 )

при изг и бе в возрасте, сут

п ри сжатии в возрасте, сут

(Измененная редакция, Изм. № 1) .

Изготовитель должен определять активность при пропаривании каждой партии цемента.

(Измененная редакция, Изм. № 1) .

1.8. Цемент должен показывать равномер н ость изменения объема при ис ­ пытании образцов кипяч е ни е м в вод е , а п ри сод е рж а нии M gО в клинкер е более 5 % — в автоклаве.

1.9. Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, а конец — не позднее 10 ч от н ачала затворения.

1.10. Тонкост ь помола цемента долж н а быть такой, чтобы при просеива ­ нии пробы ц емента сквозь сито с сеткой № 008 по ГОСТ 6613 проходило не менее 85 % массы просеиваемой пробы.

1.11. Массовая доля ангидрида серной кислоты (SO 3 ) в цементе должна соответс т вовать требованиям табл. 3.

Обозна ч е н ие вид а цемента

ПЦ 40 0-Д0 , ПЦ 50 0- Д0, ПЦ З00- Д 5, ПЦ 400-Д5 ,

ПЦ 50 0-Д 5, ПЦ 30 0-Д 20, ПЦ 40 0-Д 20, ПЦ 500-Д20.

ПЦ 550 — Д0, ПЦ 60 0- Д0, ПЦ 550 -Д5, ПЦ 600-Д5,

ПЦ 550 -Д20 , ПЦ 60 0-Д 20, ПЦ 40 0-Д 20 — Б, ПЦ 5 00-Д 2 0- Б

ШПЦ 300, ШПЦ 400, Ш ПЦ 500, ШПЦ 4 00- Б

1.12. Допускается введен и е в цемент пр и его помоле специальных пла­стиф и цирующих или гидрофобизирующих поверхностноактивных доба­вок в количестве не более 0,3 % массы цемента в пересчете на сухое вещест­во добавки.

Пластифицированный или г и дрофобный цемент следует поставлять по согласованию изготовителя с потребителем.

Пластифицированный или гидрофобный цемент не следует поставлять потребителям, использующим суперпластификаторы при приготовлении бетонных смесей.

Подвижность цементно-песчаного раствора состава 1:3 из пластифици­рованных цементов всех видов должна быть такой, чтобы при водоцемент ном отнош е нии, равном 0,4, расплыв стандартного конуса был не мене е 135 мм.

Гидрофобный цемент не должен впитывать в себя воду в течение 5 мин от момента нанесения капли воды на поверхность цемента.

1.13. При пр ои зво дстве цеме н та для интенсификации процесса помола допускаетс я введе н и е технологических добавок, не ухудшаю щ их качества цемента, в количеств е не более 1 % , в том числе органических не боле е 0,1 5 % массы цемента.

Эффекти в ность применения технологических добавок, а также отсутст­вие отрицательного влияния их на свойства бетона должны быть подтвер­жде н ы результатами и спытаний цемента и бетона.

1.12, 1.13. (Изме нен ная ред а кция, Изм. № 1).

1.14. Для бетона дорожных и аэродромных покрытий, железобето н ных напорных и безнапорных труб, железобетон н ых шпал, мостовых конструк­ций, стоек опор высоковольтных л и ний злектропередач, контактной сети железнодорожного транспорта и освещения следует поставлять цемент, изготовляемый на основе клинкера нормированного состава с содержанием трехкальциевого алюмината (С 3 А) в количестве не боле е 8 % по массе.

Для этих изделий по согласованию с потребителем необходимо постав­лять один из следующих видов ц емента:

ПЦ 40 0 -Д0 — Н, ПЦ 50 0 -Д0-Н — для всех изделий;

ПЦ 500 -Д5-Н — для труб, шпал, опор, мостовых конструкций неза­ви­симо от вида добавки. Для напорных труб необходимо поставлять цемент I или II группы по эффективности пропаривания согласно приложению А;

ПЦ 40 0- Д20-Н, ПЦ 50 0 -Д20 — Н — для бетона дорожных и аэродромных покрытий при применении в качестве добавки гранулирова н ного шлака не более 15 %.

Начало схватывания портландцемента для бетона дорожных и аэродром­ных покрытий должно наступать не ранее 2 ч, портлан­д­цемента для труб — не ранее 2 ч 15 мин от начала затворения цемента. По согласованию изго­товителя с потребителем допускаются иные сроки схватывания.

Удельная поверхность портландцемента с добавкой шлака для бетона дорожных и аэродромных покрытий должна быт ь не менее 280 м 2 /кг.

(Измененная редак ц ия, Изм. № 1, № 2) .

1.15. Массовая доля щелочных оксидов (Na 2 O и К 2 О ) в пересчете на Na 2 О(Na 2 O + 0,658К 2 О) в цементах, предназначенных для изготовления массивных бетонных и железобетонных сооружений с исполь з ованием реакционноспособного заполнителя, устанавливается по согласованию с потребителем.

1.16. Массовая доля щелочных оксидов в цементах, изготовляемых с использованием белитового (нефелинового) шлама, в пересчете на Na 2 О не должна быть более 1,20 %.

(Измене н ная редакция, Изм. № 1).

(Измененая редакция, Изм. № 2)

1.18. Изготовитель должен испытывать цемент на наличие признаков ложного схватывания равномерно по мере отгрузки, но не менее чем 20 % отгруженных партий.

(Введен дополнительно, Изм. № 1) .

2. ПРАВИЛА ПРИЕМКИ

2.1. Приемку цементов производят по ГОСТ 30515-97.

(Измененая редакция, Изм. № 2)

2.2. Группы цемента по эффективности пропаривания приведены в приложении А.

(Введен дополнительно, Изм. № 2)

3. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

3.1. Физико-механические свойства цементов определяют по ГОСТ 310.1 — ГОСТ 310.3, ГОСТ 310.4.

3.2. Химический анализ клинкера и цемента производят по ГОСТ 5382.

При этом массовую долю в клинкере оксида магния (M gО) устанавли­вают по дан н ым приемочного контроля производства.

3.3. Вид и количество добавок в цементе определяют по методике голов­ной организа ц ии по государственным испытаниям цемента в пробе, отоб­ранной на заводе-изготовителе.

(Измененая редакция, Изм. № 2)

3. 5 . Наличие п ризнаков ложного схватыва н ия цемента проверяют по ме­тодике головно й организа ц ии по государственным испытаниям.

(Измене н ная редакция, Изм. № 1).

3.6. (Исключен, Изм. № 1).

4. УПАКОВКА, МАРКИРОВКА ,

ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ

4.1. Упаковку, маркировку, транспортирование и хранение цемента произ­водят по ГОСТ 30515-97.

(Измененая редакция, Изм. № 2)

5 . ГАРАН Т ИИ ИЗГОТОВИТЕЛЯ

Изготовитель гарантирует соответствие цемента всем требованиям на­стоящего стандарта при соблюдении правил его транспортирования и хране­ния при поставке в таре в течение 45 сут после отгрузки для быстротвердеющих и 60 сут для осталь н ых цементов, а при поставке навалом — на мо­м е нт получения цемента потребителем, но не более чем 45 сут после отгру з­ ки для быстротвердеющих и 60 сут для остальных цементов.

(Измене н ная редакция, Изм. № 1).

Распределение цементов по эффективности пропаривания

Чем отличается цемент от портландцемента?

Под технологической спецификой использования цементного раствора подразумевается то, как он застывает после заливки в опалубку, форму или на какую-либо поверхность, когда состав готовится по всем действующим требованиям и соблюдается пропорция между ингредиентами. При этом для достижения цементом максимальной прочности необходимо выждать некоторое время.

Если он еще не приобрел соответствующие прочностные характеристики, следует избегать нагрузок на цементную поверхность, поскольку велика вероятность деформации и появления трещин. То, как трансформируется бетонная смесь, какие стадии при этом проходит, и какие факторы определяют этот процесс, рассмотрим дальше.

Этапы и время формирования бетона

Типовая бетонная смесь твердеет в течение 30 дней. А когда нужно создать сверхпрочный бетонный фундамент для постройки сооружения, здания либо под промышленное оборудование, этот срок продлевается вдвое или даже втрое и может достигать 90 дней. В быту, например, когда создается стяжка, укладывается керамическая плитка, обустраиваются дорожки или отмостки из бетона, уже спустя 72 часа можно ходить по их поверхности.

Основные этапы создания бетонного слоя следующие.

• 1 – Схватывание. Начинается приобретение бетоном прочности.
• 2 – Твердение. Смесь достигает своего оптимального состояния.

Одним из ключевых свойств цемента как связующего стройматериала является его схватываемость. Насколько быстро она проявляется, зависит от температурных условий. Когда вокруг достаточно тепло (от 20-22оС) и на бетонную поверхность непосредственно воздействует солнечный свет, состав схватывается примерно в течение 2-3 часов. А при температуре около 0оС потребуется не меньше 20 часов.

Важно помнить! На начальном этапе высыхания бетона следует избегать каких-либо действий с ним, поскольку он еще подвижен и можно значительно продлить процесс схватывания.

Согласно техническим нормам, действующим в строительной сфере, после того, как поверхность схватилась, цемент затвердевает. В большинстве случаев на это уходит около 30 дней. Цементный слой считается полностью затвердевшим, если он приобрел форму, достаточную для начала следующего запланированного этапа строительства, например, финальной отделки стен или пола.

Следует обратить внимание на актуальность упомянутых промежутков времени, в течение которых высыхает бетон, исключительно при поддержании оптимальной температуры и влажности внешней среды в месте проведения работ. В таком случае будет обеспечиваться более быстрое застывание, особенно если используемое сырье высокого качества.

Важное уточнение! Чтобы нанесенные слои приобретали необходимые свойства, следует обеспечивать соблюдение пропорций при смешивании ингредиентов бетонного состава, то есть правильное разбавление водой, укрепление путем использования высококачественных добавок. В таком случае бетон получит нужные характеристики. Он гарантированно быстро затвердеет как при заливке, как и в процессе кладки блоками.

Чем отличается цемент от портландцемента?

Современные специалисты в строительной сфере постоянно используют составные цементно-песчаные смеси. Кроме того, песок в них может заменяться другими видами инертных стройматериалов, например, гравием, керамзитом или гранитным щебнем.

Правила приготовления состава и специфика производства

Чтобы получить смесь с максимально высоким качеством и отличными эксплуатационными характеристиками, необходимо смешивать ингредиенты, соблюдая определенные пропорции. Результат во многом зависит от процентного содержания воды в готовом цементном растворе. Крайне важно обеспечивать точность при создании любого состава, используемого в строительстве, так как это гарантирует наличие у него необходимых эксплуатационных характеристик, в частности, прочности и устойчивости к воздействию различных факторов внешней среды.

Технологические свойства стандартного цемента могут улучшаться. Для некоторых марок этого стройматериала производители обеспечивают:

• устойчивость к воздействию влаги;
• морозостойкость;
• повышенную текучесть, позволяющую равномерно заливать массу в опалубку или отделывать разные поверхности, нанося ее слоями;
• пластичность и высокое качество клеящего состава при облицовке плиткой, в том числе благодаря добавлению смолообразных ингредиентов.

Цемент обладает таким универсальным свойством как возможность использования в качестве основы для получения нужного стройматериала, как напоминающего изначальный, так и с абсолютно другой формой. Так, строители зачастую делают заготовки бетонной смеси в необходимых объемах, а на производстве выпускается железобетон с высокими показателями прочности, которая обеспечивается благодаря армированию быстро затвердевающим веществом.

Важно! Особенностью бетона является то, что в его основе цемент, в дополнение к которому добавляется песок и другие ингредиенты, придающие стройматериалу его характеристики.

Альтернативная разновидность цемента

Кроме вышеописанного, может использоваться альтернативный вяжущий материал. Он был изобретен в 1824 году и получил свое название от английского острова Портленд, на котором производится добыча известняка, визуально напоминающего эту смесь.

В процессе производства для получения такого продукта дробится клинкер, после чего в него добавляется мел и таким образом регулируется гидратация, то есть материал становится менее термически активным. Тщательно анализируя составы цемента и портландцемента для определения различий между ними, можно определить наличие таких составляющих:

• трехкальциевый силикат (L алит);
• солевидный феррит (браунмиллерит);
• силикатный дикальций (белит);
• трехкальциевый алюминат (целит).

Процедура производства этого продукта.

• 1 – Подготовка сырой основы.
• 2 – Изготовление клинкерной производной.
• 3 – Трансформация составляющих в цемент с различной структурой и другими характеристиками.

В качестве сырья используются такие минеральные вещества:

• оксид кальция – 44%;
• оксид кремния – 14,5%;
• оксид алюминия – 3,5%;
• оксид железа – 2%;
• оксид магния – 1,6%.

Добыча таких ингредиентов осуществляется открытым способом или в шахте. Композицию составляющих необходимо дополнить известняком, глиной, бокситами, железной рудой или полученным в процессе литья остатками. Следующие этапы технологического процесса, в том числе повышение температуры, при которой обрабатывается сырье, до 14800С, приводят к созданию клинкерного строительного материала, измельчаемого после добавления кальциевого сульфата и гипса.

Смешиваясь с водой, такой материал через несколько часов отвердевает и превращается в силикагель. При сочетании с известью и пластификатором природного происхождения (известняком) создается быстро устанавливаемый бетон, а в случае применения извести отдельно выпускается другой продукт, обладающий необходимым уровнем текучести для проведения наружных работ.

Отличия между цементом и портландцементом

Следует отметить, что постановка вопроса не совсем правильная, так как портландцемент – это только разновидность строительного материала, а цемент – целая категория порошкообразных продуктов со связующими свойствами.

Портландцемент имеет такие характерные отличия:

• максимальная прочность – плотность, устойчивость к механическому воздействию и износу;c
• морозостойкость – материал устойчив к действию низких температур;
• наличие в структуре мелкофракционных составляющих, позволяющее придать продукту влагостойкость и способность быстро затвердевать;
• доступность – благодаря невысокой себестоимости сырья у материала доступная цена;
• простота приведения в рабочее состояние: понятный алгоритм действий и минимальное количество правил.

В соответствии с ГОСТ материал может быть таких марок: M400, М500, M550, M600 и M700. Каждая из них имеет определенное целевое назначение.

Портландцемент обладает широкими возможностями, но есть и другие производные материалы с разной структурой и количеством дополнительных ингредиентов, рассматривая которые, можно выявить отличия между портландцементом и цементом.

Виды цементных стройматериалов

Портландцемент используется как сырье для сборных и монолитных конструкций: железобетонных и без арматуры. Среди видов этого материала можно выделить пуццолановый и шлакопортландцемент, которые применяются в разных сферах: при проведении подземных, наземных работ даже на таких сложных объектах как гидросооружения, размещенные и под водой, и на поверхности.

В рассматриваемой категории строительных материалов есть и другие виды продуктов с разным составом:

• гипсоглиноземистые – не дают усадку, расширяются и абсолютно устойчивы к воздействию влаги;c
• высокоглиноземистые и глиноземистые – отличаются жаростойкостью и являются отличным материалом для проведения аварийных инженерных работ;
• цветные и белые – используются архитекторами, скульпторами, ландшафтными дизайнерами и представителями других творческих профессий.

Виды и марки цемента. Область применения портландцемента

Цемент (от лат. «caementum» – «щебень, битый камень») – это неорганическое вяжущее вещество (порошок), которое при затворении водой образует пластичное тесто и через определенное время вследствие физико-химических процессов способно переходить в камнеобразное состояние. Цемент, как гидравлическое вяжущее, способен твердеть и сохранять свою прочность как в воде, так и на воздухе.

Виды и марки цементов

Существуют следующие виды цементов:

1. Романцемент.
2. Портландцемент.
3. Магнезиальный цемент.
4. Кислотоупорный цемент.
5. Глинозёмистый цемент.

Так как в настоящее время портландцемент является одним из наиболее распространенным. Рассмотрим более подробно, что такое портландцемент, его разновидности и область применения.

Портландцемент – гидравлическое вяжущее вещество, продукт тонкого измельчения цементного клинкера с небольшой добавкой гипса (3… 5%), состав которого состоит из силикатов кальция (алит и белит – 70…80%).

Цементный клинкер – это зернистая смесь, состоящая из карбоната кальция (разные виды известняка) и алюмосиликатов (глины, мергель, доменный шлак и др.), который получается путем обжига до спекания при температуре 1400…1450 о С. Гипс добавляется в портландцементе для урегулирования сроков схватывания. Название «портландцемент» произошло от названия острова Портленд (Portland, England), на котором добывается природный камень, таким же цветом.

Разновидности портландцемента получаются путем регулирования минералогического состава, введением минеральных и органических добавок, которые имеют свои особенные свойства и область применения. Существуют следующие разновидности портландцемента:

1. Портландцемент бездобавочный (ПЦ).
2. Портландцемент с минеральными добавками.
3. Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ).
4. Особо быстротвердеющий портландцемент (ОБТПЦ).
5. Шлакопортландцемент (ШПЦ).
6. Сульфатостойкие портландцементы (СПЦ).
7. Пластифицированный портландцемент.
8. Гидрофобный портландцемент.
9. Портландцемент на основе клинкера нормированного состава (Н)
10. Декоративные портландцементы.

1. Портландцемент бездобавочный (ПЦ)

Цемент серо-зеленного цвета, в составе которого, кроме гипса, отсутствуют минеральные добавки. Согласно ГОСТ 10178-85 портландцемент без добавок выпускается таких марок: 400, 500, 550 и 600. Обозначение: ПЦ-500-Д0 (ПЦ – портландцемент, 500 – марка цемента, Д0 – без добавок (0% добавок)). Применяется для строительства надземных, подземных, подводных монолитных и сборных бетонных, железобетонных конструкций при отсутствии агрессивного воздействия минерализованной или пресной воды. ПЦ-400-Д0 идеальный для приготовления бетонных смесей и строительных растворов.

2. Портландцемент с минеральными добавками

Цемент в состав, которого вводят следующие добавки:

• гранулированный доменный шлак – до 20%;
• природные активные минеральные добавки (опока, трепел) – до 10%;
• разные активные минеральные добавки – до 15%.

Введение минеральных добавок в портландцемент улучшает его свойства, такие как водонепроницаемость, коррозионная стойкость, уменьшает тепловыделение, но и есть негативное влияние – ухудшается его морозостойкость. За счет ввода минеральной добавки, экономится цементный клинкер без существенного изменения прочностных характеристик, таким образом, он дешевле по сравнению с бездобавочным портландцементом.

Согласно ГОСТ 10178-85 портландцемент с минеральными добавками выпускается таких марок: 400, 500, 550 и 600. Обозначение: ПЦ-500-Д5 или ПЦ-400-Д20 (Д5 или Д20 – процентное содержание минеральной добавки в портландцементе).

Применяется такой цемент во всех сферах строительства, им можно заменять обычный портландцемент, за исключением тех случаев, где необходимо получить конструкции с высокой маркой по морозостойкости. Например, цемент марки ПЦ-400-Д20 широко используют для закладки фундамента, используют для приготовления штукатурных растворов.

3. Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ)

Данный цемент получается путем тонкого помола алито-алюминатного клинкера (удельная поверхность 3500…4000 см 2 /г) и регулированием минералогического состава, – вводится большое количество трехкальциевого силиката и трехкальциевого алюмината (С₃S>50%, (C₃S+C₃A)>60 – 65%). Такой состав и тонкий помол БТЦ обеспечивает быстрый набор прочности: примерно, через 3 суток с момента затворения водой прочность на сжатие составляет не менее 25…28 МПа. Далее, после 3 суток скорость набора прочности замедляется, и на 28 сутки прочность практически не отличается от обычного портландцемента в том же возрасте. Таким образом, БТЦ востребованный там, где необходимо получить высокую прочность бетона в начальные сроки твердения.

Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ), согласно ГОСТ 10178-85 выпускается марки М400 и М500.

Применение . Эффективно применять при больших объемах производства сборных железобетонных изделий и бетонировании при отрицательных температурах. Преимущества в применении таких цементов заключается в значительном уменьшении расхода цемента, на предприятиях по изготовлению железобетонных изделий уменьшается время тепло-влажностной обработки или совсем обойтись без пропарки.

Ограничения: Запрещается применять данный цемент для строительства массивных конструкций. Бетон, изготовленный из БТЦ не сульфатостойкий.

4. Особо быстротвердеющий портландцемент (ОБТПЦ)

Состоит из ПЦ клинкера, содержащего алит C₃S в пределах 65 ÷ 68% и трехкальциевого алюмината С₃А не более 8%, а также добавляется гипс. Особо тонкий помол (удельная поверхность 4000…4500 см 2 /г и более) обеспечивает быстрый набор прочности в начальные сроки твердения, а также высокую марку цемента (М600, М700)

Применяется для строительства монолитных и сборных бетонных, железобетонных конструкций. В состав ОБТПЦ не допускается вводить минеральные добавки.

5. Шлакопортландцемент (ШПЦ)

Цемент, в состав которого добавляют гранулированный доменный шлак (20…80%). Шлакопортлан-дцемент обладает пониженным тепловыделением, меньшей усадкой при твердении и набухании в воде по сравнению с обычным портландцементом, более медленными сроками схватывания и твердения. Согласно ГОСТ 10178‑85 шлакопортландцемент выпускается таких марок: 300, 400, 500. Обозначение: ШПЦ-400 (Ш – добавка шлака).

Применение: в основном, предназначен для строительства наземных конструкций, а также для подземных и подводных конструкций, которые подвергаются воздействию пресной и минерализованной воды.

6. Сульфатостойкие портландцементы (СПЦ)

Производится путем регулирования минералогического состава: трехкальциевого силиката – не более 50%, трехкальциевого алюмината – не более 5%, C3A+C4AF – не больше 22%. В состав включают оксид магния (5%) и оксид алюминия (5%).

СПЦ подразделяются на:

• сульфатостойкий портландцемент (марка 400);
• сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками (марка 400, 500);
• сульфатостойкий шлакопортланцемент (марка 300, 400);
• пуццолановый портландцемент (марка 300, 400).

Данные цементы предназначены для изготовления бетонов, эксплуатируемых в очень сильной агрессивной среде. Их также применяют для изготовления бетона с повышенной морозостойкостью. Для подземных и подводных гидротехнических конструкций и сооружений, которые подвергаются сульфатной коррозии целесообразно применять сульфатостойкий шлакопортландцемент и сульфатостойкий пуццолановый портландцемент. Так как, сульфатостойкий портландцемент обладает пониженной экзотермией его можно использовать для строительства массивных конструкций.

Согласно ГОСТ 10178-85, в таблице 1 представлен минералогический состав некоторых сульфатостойких портландцементов.

7. Пластифицированный портландцемент

На цементном заводе в ПЦ клинкер на этапе помола вводится гидрофильно-пластифицирующая добавка, например лигносульфонат технический (ЛСТ). Данная добавка ПАВ (поверхностно-активные вещества) при затворении водой образует адсорбционные пленки гидрофильного характера, которые осаждаются на поверхности частицы цемента и таким образом «помогают» более полно смачивать воде цемент, что приводит к увеличению пластичности бетонной смеси. ПАВ вводится в количестве 0,1…0,3% от массы цемента. Благодаря пластифицированным добавкам увеличивается прочность бетона, за счет уменьшения В/Ц (водоцементное отношение), или помогают снизить расход дорогостоящего цемента на 8…10%. Пластифицированный портландцемент обладает улучшенными свойствами, такими как плотность, водонепроницаемость, морозостойкость.

8. Гидрофобный портландцемент

В ЦП клинкер вводятся гидрофобные ПАВ, в количестве 0,1÷0,3% от массы цемента. Существует множество гидрофобных добавок, самые распространенные это мылонафт, асидол, окисленный петролатум, синтетические жирные кислоты. Гидрофобные добавки уменьшают водопоглощение и капиллярный подсос, увеличивают водонепроницаемость и морозостойкость бетона до F1000.

Согласно ГОСТ 970-61 пластифицированный портландцемент выпускается следующих марок: 300, 400, 500, 600, 700.

Гидрофобный портландцемент может почти полностью сохранять свою активность на протяжении длительного времени, даже в помещениях с повышенной влажностью.

Применение: Гидрофобный цемент целесообразно применять для строительства гидротехнических, дорожных и аэродромных конструкций.

9. Портландцемент на основе клинкера нормированного состава (Н)

Строго нормируется минералогический состав и используется для строительства очень ответственных и важных конструкций (мосты, опоры ЛЭП и контактной сети, аэродромные покрытия).

10. Белый и цветные портландцементы

Это декоративные гидравлические вяжущие вещества, получаемые путем использования карбонатных пород и глин с очень малым содержанием оксидов железа (до 0,4…0,5%) и марганца (до 0,005…0,15 %) для получения белого клинкера, введения добавок гипса, белого диатомита (до 6%) и пигментов в цементный клинкер.

Белый портландцемент еще подвергают отбеливанию, вследствие восстановления Fe₂C>3 до Fe₃O₄.

При вводе в состав клинкера пигментов, таких как сурик, ультрамарин, кобальт, хром, марганец и другие получают цветные цементы. Пигменты добавляют в следующем количестве:

• минеральные и синтетические – не более 15%;
• органические – не более 0,3%.

Выпускают декоративные портландцементы следующих марок: 300, 400 и 500.

В декоративные цементы применяют для отделочных работ и предназначены для улучшения эстетического вида зданий и сооружений.

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.