Портландцемент технические характеристики и применение

Самая полная информация по теме: «портландцемент технические характеристики и применение» с полным описанием и комментариями от профессионального мастера.

Невозможно представить производство строительных работ без вяжущих материалов, соединяющих в монолитную конструкцию блоки, плиты, кирпич. Самым распространенным и востребованным в данной категории материалов является портландцемент.

Смешиваясь с водой или растворами различных солей, цемент образует эластичную массу, которая в процессе высыхания преобразуется в цементный камень. Без применения растворов на основе портландцемента невозможно изготовление железобетонных конструкций, монолитных сооружений, высококачественных смесей для каменных кладок и отделочных мероприятий.

Портландцемент получают путем соединения мелкоизмельченного клинкера с небольшим объемом гипса, который ускоряет процесс схватывания смеси. При производстве, в зависимости от предъявляемых к смеси требований, добавляются различные добавки, повышающие устойчивость материала к воздействиям негативных факторов.

Один из наиболее распространенных видов вяжущего вещества для бетонных смесей — портландцемент

Для придания готовому изделию определенных свойств, портландцемент обогащают минеральными добавками – белитом, алитом, целитом, браунмиллеритом. В зависимости от используемых минеральных составляющих портландцемент делится на следующие виды:

Характеризующийся средней скоростью схватывания.
Быстротвердеющий состав.
Пластифицированный.
Устойчивый к влаге, гидрофобный.
С повышенной тепловой отдачей.
Особо стойкий по отношению к химическим реагентам.
Декоративный (цветной или белый), применяемый при отделочных работах.

Опираясь на требования нормативной документации, предъявляемые к цементному образцу, подвергающемуся испытаниям на сжатие и изгиб, можно выделить основные марки портландцемента:

М700 – особо прочный состав. Область применения ограничена изготовлением бетона с увеличенными прочностными характеристиками для возведения напряженных конструкций. Цена такого цемента высока, что делает его нерентабельным при ведении обычных строительных мероприятий;

Любой вид портландцемента марки 400 применяют для создания обычных и стандартных конструкций, не подвергающихся увеличенным нагрузкам

М600 – состав увеличенной прочности. Область применения – производство ответственных железобетонных изделий и конструкций;
М500 – цемент, обладающий достаточно хорошими прочностными показателями, что позволяет использовать его при реконструкции зданий и сооружений после аварий, возведении военно-технических объектов, укладке дорожного покрытия;
М400 – самая доступная и широко используемая марка. Объясняется это тем, что заложенные показатели морозоустойчивости, влагостойкости позволяют применять его при возведении объектов любого назначения.

Предприятия-изготовители выпускают портландцемент марок М200 и М300, но в довольно ограниченном количестве. Такое ограничение закономерно, поскольку спрос на эти марки невелик.

Цифровой индекс, указанный в маркировке портландцемента, обозначает величину давления, которую способен воспринять эталонный образец материала. Например, портландцемент, маркируемый М500, воспринимает давление, превышающее 500 кг/см².

При изготовлении портландцемента используют известковые и глинистые породы в определенной пропорции, обеспечивающей требуемый химический состав для обжига.

Все виды портландцемента (ПЦ) изготавливают из разного сырья, общим компонентом для всех является только цементный клинкер

Из известковых пород наиболее часто применяют:

Известняк, не содержащий включений кремния. Плотная порода с мелкокристаллической структурой.
Мергель – переходная от известняковых к глинистым порода. Включает в свой состав мелкие частицы солей кальция с примесью полевого шпата, доломита и пр.
Мел – податливая, легко измельчаемая осадочная порода.
Ракушечный известняк.

К глинистой составляющей относятся:

Глинистые сланцы. Благодаря своей слоистой структуре легко раскалываются, что значительно облегчает обработку.
Лесс. Рыхлая мелкозернистая порода, содержащая большое количество карбоната кальция.
Глина. Представляет собой смесь основного глинистого вещества – гидроалюмосиликата с соединениями железа, магния и других элементов.
Суглинки. Отличаются от глины увеличенным содержанием песка.

Для экономии природных сырьевых ресурсов и удешевления производства цемента все чаще используются отходы металлургической промышленности (шлам, зола).

Для получения основного компонента портландцемента – клинкера, проводится обжиг сырьевой смеси (известняк + глина). В результате этой операции образуются минеральные соединения, процентное содержание которых не должно превышать допустимые значения.

В большинстве случаев клинкер получают из искусственных смесей, потому что в природе сырье, содержащее примерно 75% карбоната кальция и 25% глины, встречается довольно редко

К основным минералам, определяющим свойства получаемого клинкера относятся:

быстро твердеющий алит. Этот компонент отвечает за скорость твердения состава и нарастание эксплуатационной прочности. Его количество регламентировано в пределах 45-60 процентов;
медленно твердеющий белит. Его присутствие позволяет цементным составам достигать высоких прочностных показателей при длительном твердении. Чтобы белит не потерял вяжущих свойств, клинкер максимально быстро охлаждают. Количество минерала выдерживается в рамках 20-35 процентов, что позволяет достичь оптимальных сроков твердения;
быстро гидратирующий трехкальциевый алюминат, ускоряет процесс гидратации, но параллельно с этим снижает прочностные характеристики и увеличивает возможность появления коррозии. Поэтому содержание ограничено 4-10 процентами;
образующийся на определенной фазе обжига алюмоферрит, значительно не влияет на процессы твердения и тепловыделения. Его содержание в клинкере находится в пределе 10-18 процентов.

Поскольку портланд цемент получают из разного по химическому и минералогическому составу сырья, то на выходе получают цемент, отличающийся свойствами. Используя испытанные технологии производства, придерживаясь разработанных рекомендаций по процентному содержанию минеральных включений, предприятия-изготовители получат на выходе качественный продукт, отвечающий требуемым параметрам.

Споры по поводу, какой метод производства цементного состава лучше, не утихают долгие годы. Существует мнение, что, используя неоднородное по составу сырье повышенной влажности, предпочтительно воспользоваться мокрым способом. Параллельно с этим отстаивается позиция о применении сухого метода, как более экономически целесообразного, если предварительно подготовить должным образом шихту.

Клинкерную смесь обжигают при высоких температурах (до 1500°С), получая на выходе гранулы, которые потом измельчаются

Попытаемся разобраться в основных различиях существующих способов изготовления клинкера, из которого получают портландцемент. Известны три варианта получения смеси для обжига:

Мокрый. Изначально проводят измельчение компонентов до нужной величины (известняк – размер частиц 8-10 мм, глина – куски до 10 см). Глину отмачивают до приобретения 70% влажности и отправляют в мельницы с известняком, где происходит смешивание.
Сухой. Технология позволяет при уменьшенных затратах изготавливать портландцемент по сокращенному методу. Это обусловлено совмещением технологических стадий, обеспечивающих возможность одновременного выполнения сушки ингредиентов и их помола в специальных мельницах, в которые поступают горячие газы. Полученный шихтовый материал характеризуется порошкообразным составом.
Полусухой (комбинированный). В данном методе совмещаются элементы сухой и мокрой технологии изготовления, которые используют производители цементных смесей. Допускается уменьшать влажность шихтового материала, произведенного мокрым методом, и получать шихтовой состав, влажность которого не превышает 18%. Согласно второму способу, готовится сухая смесь, которая насыщается водой до 14-процентной влажности, подвергается гранулированию и обжигается.

Портландцемент обладает комплексом положительных характеристик, обеспечивающих его широкое применение в жилищном строительстве, при возведении промышленных конструкций. Главными характеристиками являются:

удельный вес, зависящий от степени уплотнения состава. Для насыпных смесей составляет 1100 кг/м3, для уплотненных достигает величины 1600 кг/м3;
гранулометрический состав, характеризующий тонкость цементной фракции и качество помола. Параметры влияют на эксплуатационные характеристики, интенсивность твердения раствора. Усредненный размер частиц цемента составляет порядка 40 микрон, что обеспечивает необходимую прочность и время твердения;

потребление воды, влияющее на способность массива впитывать определенный объем жидкости. Недостаток влаги снижает прочность, а излишек – вызывает расслоение цементной массы. Согласно проверенной рецептуре, для замеса вводится 25-28 процентов воды от общего объема смеси;
продолжительность схватывания, регламентированная стандартом, составляющая до 45 минут после смешивания с водой. Продолжительность окончательного твердения зависит от температурного режима и замедляется в зимний период;
высокие прочностные характеристики, позволяющие воспринимать сжимающие нагрузки, что отражается в обозначении портландцемента.

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.

Портландцемент что это такое — где используют, пропорции

Довольно часто люди, впервые столкнувшиеся со строительством, задаются вопросом портландцемент что это такое, и чем он отличается от обычного цемента. Давайте разберемся, что же это за материал, каким он бывает, а также для каких целей применяется.

Цемент портланд часто называют материалом общестроительного назначения, но на самом деле это не совсем так. Имеется несколько его разновидностей, которые отличаются по составу и характеристикам.

Это гидравлическое вяжущее вещество, в основе лежит силикат кальция, а также производные от него. Основной особенностью, является способность раствора к быстрому застыванию. Сейчас такая разновидность цемента наиболее популярна.

Основой материала является клинкер, его измельчают. Перед приготовлением его обжигают. Также добавляют гипс, его в составе не слишком много, достаточно количества, которое обеспечивает количество оксида серы в пределах 1,5-3,5%. В некоторых случаях используются минеральные добавки. Это позволяет добиться определенных показателей.

См. также: Системы отопления особенности устройства и рекомендации по монтажу

В составе можно найти большое количество различных оксидов. Это позволяет сделать данный материал довольно пластичным в использовании. Он одновременно обладает высоким уровнем прочности после застывания, при этом быстро застывает, а также удобен в приготовлении раствора.

Тут стоит выделить сульфатостойкий портландцемент, который несколько отличается по составу, что позволяет ему быть более устойчивым к целому ряду воздействий. Помимо этого, в составе порядка 95-97% минералов. Больше всего тут следующих веществ:

Большое количество в составе белита и алита не только определяют внешний вид материала, но и являются основными источниками клинкера. Так как сочетание разных минералов в составе может быть разным, то портландцемент белый может различаться по плотности и удельному весу.

Портландцемент может регламентироваться сразу несколькими нормативными документами. Частично они пересекаются, поэтому на упаковках можно увидеть упоминания одного или сразу двух ГОСТов.

Тут же указано подразделение материала на несколько различных марок. Но, имеется небольшое отличие, в более свежем документе имеется цемент 900 марки, которого нет в ГОСТе 1985 года. Хотя этот нюанс больше интересен проектировщикам, а также инженерам, которые занимаются обоснованием строительства военных объектов.

Для производства обычно применяются карбонатные горные породы. Чаще всего, используют:

В некоторых случаях могут использовать мергели, но в этом случае контролируют содержание оксида серы и при необходимости добавляют в состав серу. К такому материалу относят мальцовский портландцемент. Именно он произведен по такой технологии. В состав портландцемента могут входить различные минерализованные добавки, такой материал часто производят на площадках ЮУГПК.

При производстве производят измельчение компонентов, с последующим их смешиванием. Далее полученное сырье обжигают в печах, при этом выдерживают температуру 1300-1400°C, этого вполне достаточно для достижения оптимального обжига.

После обжига получают клинкер, его измельчают, добавляют гипс. В итоге получается готовый продукт, если планируется получить цемент со шлаком, то добавляют шлак в нужной пропорции.

Часто в обиходе строители используют обозначение материала по производителю, например, мальцовский портландцемент. Причиной такого деления являются разные характеристики портландцементного сырья, из-за чего конечные показатели отличаются. Но, такое деление считается ошибочным.

Правильным будет подразделение по маркам. Они характеризуются максимальной прочностью, а также возможностями для использования.

М400 – наименее прочный. Широко используется в строительстве. Портландцемент 400 применяют для изготовления железобетона, а также в различных конструкциях. Зачастую портландцемент с минеральными добавками имеет маркировку 400 д20. Это наиболее доступный по стоимости материал.
М500, а также М550 применяют в дорожном строительстве. Может использоваться для изготовления асбестоцемента. Из пц М500 делают сборные конструкции.
М600 – сборные конструкции, которые требуют использование железобетона с высоким уровнем прочности.
М700 – для изготовления высокопрочного бетона.
М900 – применяется только в военном строительстве для создания бункеров и других подобных конструкций.

Отличается повышенной устойчивостью к любым воздействиям.

Обычно его выделяют в отдельную группу, давайте посмотрим, что такое он из себя представляет и чем отличается от других разновидностей. Сульфатостойкий портландцемент имеет в своем составе целый ряд веществ, которые делают его устойчивым к сульфатам, а также другим схожим веществам, эта его особенность ценится высоко.

Поэтому, именно сульфатостойкий портландцемент применяют для создания свай и фундаментов на болотистых и кислых почвах. Если смотреть по другим показателям, тут наиболее распространен портландцемент марки М500. Технические характеристики этой марки подходят для большей части требований современного строительства.

Для начала стоит уточнить, что бездобавочный портландцемент м400 может применяться повсеместно. При этом, в отличие от цемента, он позволяет ускорять строительство. Об этом говорят отзывы строителей. В зависимости от марки особенности использования отличаются.

Если для фундамента используется простой портландцемент с пуццоланой, то должна применяться жидкая резина для гидроизоляции. Это позволит избежать проблем в дальнейшем. Вообще пуццолановый портландцемент наиболее восприимчив к воздействиям.

Давайте рассмотрим, пример практического использования материала. Как стандарт мальцовский портландцемент возьмем белого цвета. Тут стоит заметить, что количество песка и наполнителя (щебня, шлака) зависит от конкретного рецепта бетона. Тут мы только упомянем, сколько воды требуется для портландцемента.

В отличие от других типов цементов, тут не требуется большого объема воды, в зависимости от необходимой густоты раствора на 10 кг портландцемента добавляют 1,4-2,5 литра воды. Этого вполне достаточно. При использовании портландцемента стоит помнить, что он затвердевает достаточно быстро, поэтому следует использовать его как можно быстрее. Так вы избежите неоправданных потерь раствора.

Портландцемент – вяжущееся вещество, широко применяемое в различных областях строительства. Имеет схожие характеристики с обычным цементом, но отличается физическими и химическими свойствами. Внешне выглядит как порошок серо-зеленого цвета, а в застывшем состоянии напоминает камень. Также существует портландцемент других цветов, что обусловлено применением специальных красителей. При добавлении воды в порошок и после высыхания принимает камнеобразное состояние.

Строительными цементами называют вещества, где основные составляющие – это алюминаты кальция и силикаты. Все вяжущиеся вещества (цементы) бывают нескольких групп:

на основе портландцементного клинкера;
на основе глиноземистого клинкера.

Портландцемент относится к первой группе. Это важнейшее вещество строительных цементов. Основа материала – силикат кальция, что также именуется как портлантид. Название материала происходит от острова Портленд, на территории которого добывают серый камень.

Применение портландцемента довольно широкое. Строительный материал используют для производства и изготовления:

бетона, железобетона;
прочных штукатурных растворов;
стяжки для пола;
кладок;
различных железобетонных конструкций.

Состав портландцемента – это известняк, гипс и клинкерная глина особой переработки. Корректирующие добавки определяют технические характеристики и варианты использования, придавая материалу специфические свойства:

определенную густоту;
скорость застывания;
устойчивость к неблагоприятным, техногенным факторам.

Изготовление основано на базе силикатов кальция. Для регулировки схватывания применяют гипс. Производство проходит посредством обжигания определенной смеси с преобладанием кальция.

В строительстве применяют следующие марки портландцемента: М300, М400, М500, М550 и М600. Выбор строительного материала стоит проводить в зависимости от требуемых свойств.

Варианты использования определяются возможными добавками. Существует несколько видов портландцемента:

дорожный;
гидрофобный;
сульфатоустойчивый;
пластифицированный и прочие.

Важная характеристика материала – тонкость помола, что определяет прочность и скорость затвердевания.

При смешивании порошка с водой получается эластичная масса, которая через определенное время застывает, образуя прочный и твердый камнеобразный материал.

Технические характеристики портландцемента марки М500 Д0:

Технические характеристики портландцемента марки М400 Д0:

Основные свойства портландцемента — это:

долговечность;
прочность;
морозоустойчивость;
водоустойчивость.

Вещество способно выдерживать довольно высокую нагрузку. Данный показатель определяется маркой материала.

Основное преимущество портландцемента – водонепроницаемость, прочность, устойчивость к низким температурам. Высококачественный материал не имеет осадочной деформации и не образует мелких трещин. К недостаткам стоит отнести незначительные объемные деформации при затвердевании низкокачественного товара, что стоит учитывать при работе, предусматривая также усадочные швы.

Стоимость продукции зависит от производителя, марки и объема. Выбор стоит проводить с учетом планируемого применения вещества. Больше информации Вы можете узнать, ознакомившись с фото и видео на сайте, а также прочитав отзывы.

Понравилась статья ? Покажите её друзьям:

Алексей, насколько мне известно маркировка Д0 означает, что портландцемент содержит 0% добавок. Соответственно Д20 — 20% добавок в составе стройматериала.

Кто знает, что значат буквы типа Д0, Д20 в названии марок портландцемента?

Сколько разного цемента прошло через руки, в прямом и переносном смысле, подситать не представляется возможным. Всё хорошо в статье написано, но вот, на что надо еще обратить внимание, так это на его качество и так сказать оригинальность, не в смысле особенностей, а в значении подлинности, т.е. того, что он произведён именно тем изготовителем, который указан на упаковке. Проблема фальсификации актуальна для всех производителей данного товара. И еще больше и острее эта проблема стоит для потребителей. Из своего опыта скажу, что в разы надёжнее брать цемент в больших строительных магазинах, в фирменных магазинах производителя или в магазинах сертифицированных им. Там и контроль качества (производителя и продавца) и условия для продажи и хранения. На мой взгляд, есть смысл брать цемент известных и крупных производителей и причина этого проста (у них есть нормальные лаборатории и определённая репутация, которая конечно стоит денег, но она того стоит). Сам, как правило, беру цемент Мастер в специализированном магазине Лафаржа или ОБИ, если в магазине нет или далеко ехать то Хольсим или ЕЦ. При покупке цемента посмотрите на дату его изготовления, чем свежее тем лучше.

См. также: Какую краску выбрать для бетонных поверхностей

Незаменимый материал в строительстве. Я его постоянно использую и нареканий к нему нет никаких

Всегда использую на даче данный материал при создании бетонного раствора. Хотя разницы с обычным цементом, я честно говоря не заметил.

Портландцемент – гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе, получаемое путем совместного тонкого измельчения клинкера и необходимого количества гипса. Клинкер получается результате обжига до спекания сырьевой смеси надлежащего состава, обеспечивающего преобладание в клинкере силикатов кальция. Гипс при помоле клинкера должен добавляться в таком количестве, чтобы содержание SО в портландцементе было не менее 1,5% и не более 3,5%. Каждый процент гипса (СаSО • 2Н О) вносит в цемент 0.47% SO .

Портландцемент может выпускаться без добавок или с активными минеральными добавками в количестве до 15% от веса цемента. Два придания цементу специальных свойств (пониженной водопотребности, повышенного воздухосодержания, гидрофобных свойств и т. д.) в пемент могут вводиться специальные добавки.

В ответствии с ГОСТ 10178—62, вводимым в действие с 1 ян-1964 г. вырабатываемый портландцемент будет делиться на пять марок: 250, 300, 400, 450 и 500.

Главнейшими окислами, входящими в состав портландцементного клинкера, являются : CaO, SiO , Al O , Fe O .Кроме того, в состав клинкера обычно входят: МgО,иногда ТiO , окислы марганца , присутствующие в том случае, когда одним из сырьевых компонентов для получения клинкера является доменный шлак, Р О , (обычно в незначительном количестве) и щелочи — Nа О + К О. Портландцементный клинкер имеет сложный минералогический состав. Он состоит из ряда кристаллических фаз и клинкерного стекла, отличающихся друг от друга по химическому составу и оптическим свойствам. Основными минералами клинкера являются: алит — ЗСаО • SiO (Ca S), белит — -модификация 2СаО • SiO (C S), трехкальциевый алюминат — ЗСаО • А1 О (С А) и алюмоферриты кальция переменного состава, находящегося обычно в пределах

8СаО • ЗА1 O • Fе O : 4СаО • А1 О • Fе О (С А F – С АF).

Количество указанных минералов в заводских портландцементных клинкерах находится в пределах (в %):

Суммарное содержание указанных минералов составляет обычно 95—98%. Эти минералы принято подразделять на минералы-силикаты — C S + C S и минералы-плавни — С А + С F. Соотношение между минералами-силикатами и минералами-плавнями в клинкерах колеблется в сравнительно узких пределах. Кроме того, в клинкере присутствует незакристаллизованное клинкерное стекло, имеющее переменный состав и содержащее значительнее величество А1 О и Fе О . Реже встречается алюминат состава 5СаО ЗА1 О . Второстепенными минералами клинкера являются свободная окись кальция (свободная известь) и свободная окись магния в виде периклаза. Щелочные окислы могут находиться в виде силиката К O • 23СаО •12SiO , алюмината Nа О • 8СаО • ЗА1 О , сульфатов натрия и калия; они входят также в состав клинкерного стекла.

Алит в тонких шлифах имеет вид прозрачных бесцветных гексагональных табличек или призм со спайностью в одном направлении. В скрещенных николях микроскопа окраска алита темно-серая или светло-серая; при отраженном свете в непрозрачных шлифах она изменяется от светло-серой до темно-серой или синевато-серой. Белит имеет сложную двойниковую структуру, в отраженном свете его кристаллы отличаются от алита более светлой окраской и округлыми очертаниями зерен. Трехкальциевый алюминат в проходящем свете имеет вид изотропных шестиугольных пластинок, а в отраженном свете после травления шлифа 1%-ым спиртовым раствором НNO , имеет вид прямоугольных кристаллов. Алюмоферрит кальция в проходящем свете имеет вид длинновытянутых призматических кристаллов или мелких округлых зерен с желто-бурой или бурой окраской. В отраженном свете в непрозрачных шлифах кристаллы этих минералов обладают наиболее светлой окраской благодаря их высокой отражательной способности.

Клинкерное стекло после травления 1%-ным спиртовым раствором НNО и повторного травления 10%-ным раствором КОН имеет вид в отраженном свете темных включений неправильной формы.

Одним из важных свойств минералов портландцементного клинкера является их способность при воздействии воды образовывать новые водные соединения, которые с течением времени приобретают высокую механическую прочность. Клинкерные минералы после затворения цемента водой подвергаются реакциям гидратации и гидролитической диссоциации, протекающим с различной скоростью. Основными продуктами этих реакций являются гидроалюминаты и гидроферриты кальция, а также гидрат окиси кальция, образующийся при гидролизе трехкальциевого силиката. Получающиеся гидроалюминаты кальция вступают во взаимодействие с гипсом с образованием комплексного соединения — гидросульфоалюмината кальция.

По скорости гидратации клинкерные минералы могут быть расположены (в порядке уменьшения скорости гидратации) в следующий ряд: трехкальциевый алюминат, четырехкальциевый алюмоферрит, трехкальциевый силикат, двухкальциевый силикат. Очень медленно протекает гидратация периклаза. Таким образом, минералогический состав клинкера является основным фактором, влияющим на скорость протекания химических реакций, происходящих при твердении цемента, на время для получения высокой механической прочности и на другие технические его свойства.

Длительное воздействие воды и водных растворов минеральных солей на бетонные сооружения, выполненные с применением портландцемента, вызывает коррозию бетона, которая при неблагоприятных условиях может привести к полному его разрушению. Наибольшее разрушительное действие оказывают минерализованные воды — морские, озерные, грунтовые и др., содержащие значительное количество солей MgSO , Na SO , CaSO , MgCl . Последние, взаимодействуя с новообразованиями в твердеющем цементе, нарушают нормальную структуру цементного камня. Так, например, растворенные в воде сульфаты, взаимодействуя с гидратом окиси кальция твердеющего цемента, образуют сернокислый кальций, кристаллизующийся в порах цементного камня со значительным увеличением объема. При большой концентрации сульфатов в водной среде это приводит к появлению внутренних напряжений в бетоне, влекущих за собой вначале растрескивание, а затем полное его разрушение.

Кроме того, накапливающийся в бетоне сернокислый кальций вступает во взаимодействие с гидроалюминатом кальция твердеющего цемента, образуя гидросульфоалюминат кальция, плохо растворимый в воде. Если эта реакция протекает в жидкой фазе, то она не имеет вредных последствий. При взаимодействии же сернокислого кальция с кристаллическим гидроалюминатом рост кристаллов образующегося сульфоалюмината вызывает появление в бетоне разрушительных внутренних напряжений.

Для защиты бетона от действия минерализованных вод применяют цемент специального минералогического состава со значительно уменьшенным содержанием ЗСаО • А1 О и пониженным содержанием ЗСаО • SiO ; в состав цемента вводят гидравлические добавки, максимально увеличивающие плотность бетона. Кислоты также разрушают портландцемент.

Проникновение внутрь бетона пресных вод приводит к постепенному выщелачиванию гидрата окиси калыция и уменьшению его концентрации в жидкой фазе цементного камня, что при далеко зашедшем процессе коррозии может вызвать гидролиз гидросиликатов и гидроалюминатов кальция. В плотном бетоне процессы коррозии под действием пресных вод протекают медленно и не представляют угрозы. Для повышения стойкости портландцемента в пресных водах изменяют минералогический состав клинкера в направлении уменьшения количества ЗСаО • SiO , поскольку это соединение твердеет с выделением свободной извести.

Требования к качеству портландцемента тесно связаны с техническим уровнем строительного производства. Широкое внедрение в строительство эффективных сборных предварительно напряженных железобетонных конструкций требует применения бетонов высокой прочности, получаемых на основе высокопрочных цементов. Кроме того, использование высокопрочных цементов дает возможность снизить нормы расхода цемента на 1 м бетона.

Плотностьпортландцемента в зависимости от вида и количества добавок составляет 2900 . 3200 кг/м 3 , насыпная плотность в рыхлом состоянии 1000 . 1100 кг/м з , в уплотненном – до 1700 кг/м З .

Тонкость помолахарактеризуется количеством цемента, проходящим через сито с сеткой № 008 (размер отверстий 0,08 мм) и его удельной поверхностью. Согласно ГОСТу через сито с сеткой № 008 должно проходить не менее 95% цемента, при этом удельная поверхность у обычного портландцемента должна быть в пределах 2000 . 3000 см 2 /г и у быстротвердеющего портландцемента 3500. . 5000 см 2 /г.

Сроки схватыванияпортландцемента, рассчитываемые от момента затворения, должны быть: начало – не ранее 45 мин; конец – не позднее 10 ч.

Прочностьпортландцемента характеризуется его маркой. Марку портландцемента определяют по пределу прочности при сжатии и изгибе образцов-балочек 40 х 40 х 160 мм, изготовленных из цементно-песчаного раствора (состава 1: 3) стандартной консистенции и твердевших 28 сут (первые сутки в формах на влажном воздухе и 27 сут в воде при 20° С).

Промышленность выпускает портландцемент четырех марок: 400; 500; 550 и 600 (цифра соответствует округленной в сторону уменьшения средней прочности образцов при сжатии, выраженной в кгс/см 2 ).

Тепловыделение при твердении. Твердение портландцемента сопровождается выделением большого количества теплоты. Так как эта теплота выделяется в течение длительного времени (дни, недели), заметного разогрева цементного бетона или раствора не происходит. Однако если объем бетона велик (например, при бетонировании плотин, массивных фундаментов), то потери теплоты в окружающее пространство будут незначительны по сравнению с общим количеством выделяющейся теплоты и возможен разогрев бетона до температуры 70 . 80° С, что приведет к его растрескиванию.

См. также: Итальянские торшеры

Равномерность изменения объема. При твердении цементное тесто уменьшается в объеме. Усадка на воздухе составляет около 0,5 . 1 мм/м. При твердении в воде цемент немного набухает (до 0,5 мм/м). Однако изменение объема при твердении должно быть равномерным. Это свойство проверяют на лепешках из цементного теста, которые не должны растрескиваться после пропаривания в течение 3 ч (до пропаривания лепешки 24 ч твердеют на воздухе). Неравномерность изменения объема возникает из-за присутствия в цементе свободных СаО и MgO, находящихся в виде пережога.

Современные виды цементов.

По ГОСТ 30515-97 «Цементы. Общие технические условия» цементы по назначению подразделяют на:

По виду клинкера цементы подразделяют на основе:

– глиноземистого (высокоглиноземистого) клинкера;

– сульфоалюминатного (-ферритного) клинкера.

По вещественному составу цементы подразделяют на типы, характеризующиеся различным видом и содержанием минеральных добавок. Вид и содержание минеральных добавок регламентируют в нормативных документах на цемент конкретного вида или группу конкретной продукции.

По прочности на сжатие цементы подразделяют на классы: 22,5; 32,5; 42,5; 52,5. В нормативных документах на цементы конкретных видов могут быть установлены дополнительные классы прочности.

Для некоторых специальных видов цементов с учетом их назначения классы прочности не устанавливают.

Для цементов конкретных видов, выпускаемых по ранее утвержденным нормативным документам до их пересмотра или отмены, сохраняется подразделение цементов по прочности на сжатие по маркам.

Классы прочности на сжатие цементов аналогичны установленным EN 197-1. Значения классов прочности имеют вероятностный характер и установлены с доверительной вероятностью 95%.

Для некоторых специальных видов цементов с учетом их назначения классы прочности не устанавливают.

По скорости твердения общестроительные цементы подразделяют на:

– нормальнотвердеющие (Н) – с нормированием прочности в возрасте 2 (7) и 28 сут.;

– быстротвердеющие (Б) – с нормированием прочности в возрасте 2

сут., повышенной по сравнению с нормальнотвердеющими, и 28 сут.

По срокам схватывания цементы подразделяют на:

– медленносхватывающиеся – с нормируемым сроком начала схватывания более 2 ч;

– нормальносхватывающиеся – с нормируемым сроком начала схватывания от 45 мин до 2 ч;

– быстросхватывающиеся – с нормируемым сроком начала схватывания менее 45 мин.

Классификацию цементов по специальным требованиям при необходимости устанавливают в нормативных документах на конкретные виды специальных цементов.

Согласно ГОСТ 31108-2003 «Цементы общестроительные. Технические условия» общестроительные цементы по вещественному составу подразделяют на пять типов:

1) ЦЕМ I – портландцемент (не содержит минеральных добавок в качестве основного компонента);

2) ЦЕМ II – портландцемент с минеральными добавками;

3) ЦЕМ III – шлакопортландцемент;

4) ЦЕМ IV – пуццолановый цемент;

5) ЦЕМ V – композиционный цемент.

По содержанию портландцементного клинкера и добавок цементы типов ЦЕМ II – ЦЕМ V подразделяют на подтипы А и В.

По прочности на сжатие в возрасте 2 (7) сут. (скорости твердения) каждый класс цементов, кроме класса 22,5, подразделяют на два подкласса: Н (нормальнотвердеющий) и Б (быстротвердеющий) в соответствии с таблицей 2.5.

По ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия» цемент по вещественному составу классифицируют на следующие виды:

– портландцемент (без минеральных добавок);

– портландцемент с добавками (с активными минеральными добавками не более 20%);

– шлакопортландцемент (с добавками гранулированного шлака более 20%).

По прочности 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.

Ход работы

Марку цемента определяют по прочности на изгиб и сжатие образцов-балочек, изготовленных из цементно-песчаного раствора состава 1: 3 нормальной консистенции и твердевших во влажных условиях 28 сут при температуре (20 ± 2)° С.

Работа по определению марки цемента складывается из следующих операций: приготовления цементно-песчаного раствора и проверки его консистенции, формования образцов, их влажного твердения и испытания на прочность спустя 28 сут после формования.

I. Приготовление цементно-песчаного раствора нормальной консистенции.

Для изготовления трех образцов-балочек отвешивают 500 г портландцемента и 1500 г стандартного песка (стандартным песком считается чистый кварцевый песок с модулем крупности М_к = 2,5. 2,7). Если такого песка нет, то его можно получить промывкой и рассевом имеющегося песка на ситах и подбором фракций в нужном соотношении.

Цемент и песок высыпают в протертую влажной тканью сферическую чашу и перемешивают 1 мин. Затем в центр сухой смеси заливают 200 г воды — В/Ц = 0,4. Это количество принято ориентировочно; точное же количество устанавливают в процессе работы, так как оно зависит от свойств цемента и песка.

Воде дают впитаться в сухую смесь и затем тщательно перемешивают с перетиранием всей массы в течение 5 мин. Приготавливаемая растворная смесь не является кладочным или штукатурным раствором, а представляет собой как бы модель бетона, поэтому она значительно менее пластична, чем традиционная растворная смесь, которой пользуются каменщики и штукатуры.

По окончании перемешивания определяют консистенцию растворной смеси. Для этого раствор загружают в коническую форму (рис. 9, б) с воронкой, установленную на встряхивающем столике (рис. 9, а) в два приема (слоями равной толщины). Каждый слой уплотняют штыковкой диаметром 20 мм и массой около 400 г. Нижний слой штыкуют 15 раз, верхний— 10. Штыкование ведут от периферии к центру, придерживая форму рукой. Излишек раствора срезают ножом и металлическую форму-конус снимают вертикально вверх.

Полученный конус цементного раствора встряхивают на столике 30 раз, вращая рукоятку с частотой 1 с -1 . Затем металлической линейкой (или штангенциркулем) измеряют диаметр конуса раствора по нижнему основанию в двух взаимно перпендикулярных направлениях и берут среднее значение.

Консистенция раствора считается нормальной, если среднее значение расплава конуса составляет 106. 115 мм. Если расплыв конуса менее 106 мм или конус при встряхивании рассыпается, приготовляют новую порцию раствора с увеличенным количеством воды. Если расплыв более 115 мм, то новую порцию раствора готовят с меньшим содержанием воды. Погрешность в определении требуемого соотношения В/Ц должна быть не более 0,02, т. е. в пересчете на воду 10 г.

Рис . 9. Схема встряхивающего столика (а) и коническая форма (б):

1 — станина; 2— столик; 3— испытуемый раствор; 4— эксцентрик

II. Изготовление образцов.

Приготовленный раствор нормальной консистенции используют для изготовления образцов. Для этого применяют разъемные металлические формы (см. рис. 7). Перед заполнением формы растворной смесью ее внутренние поверхности слегка протирают машинным маслом. Для облегчения укладки растворной смеси можно использовать металлическую насадку, устанавливаемую на форму. Подготовленную форму закрепляют в центре лабораторной виброплощадки.

Сначала форму заполняют на 1. 2 см растворной смесью и включают виброплощадку. Затем в течение 2 мин вибрации все три гнезда формы равномерно небольшими порциями заполняют раствором. Через 3 мин от начала вибрации виброплощадку отключают и снимают с нее форму. Возможно заполнение формы полностью заранее с послойным штыкованием и последующей вибрацией также 3 мин.

Излишек раствора срезают смоченным водой ножом, поверхность образцов заглаживают и затем каждый образец маркируют.

Образец в формах хранят в течение первых суток (24 ± 2) ч на столике в ванне с гидравлическим затвором или другом приспособлении, обеспечивающем влажность воздуха не менее 90 %, (например, в полиэтиленовом пакете вместе с влажной тканью).

Через сутки образцы осторожно вынимают из форм и помещают на 27 сут в воду при (20 ± 2)° С. Спустя 28 сут (1 + 27) твердения образцы испытывают на изгиб и сжатие по методике, описанной в работе “Определение марки гипса”.

Для определения марки цемента вычисляют среднее арифметическое из двух наибольших результатов, полученных при испытании на изгиб, и среднее арифметическое из четырех результатов (наибольший и наименьший отбрасывают), полученных при испытании на сжатие.

Вычисленные таким образом значения R изг и R cж сравнивают с требованиями ГОСТ для определения марки цемента (оба значения должны быть не ниже требуемых (табл. 28.).

Таблица 28 – Марки портландцемента (ПЦ) и шлакопортландцемента (ШПЦ)