Цемент применение в строительстве

Цемент применение в строительстве

Цемент и его применение в строительстве играет большую роль. Он представляет собой строительный порошкообразный материал, состоящий из клинкера или гипса. Взаимодействуя с водой, он образует вязкое вещество, называемое цементным тестом.

Виды цемента и их применение.

Область применения цемента практически не ограничена. Его используют при возведении фундаментов и устройстве кровель, укладке напольных покрытий и установке сантехнических приборов. Основной функцией является скрепление конструктивных элементов возводимых зданий. Он входит в состав бетонных растворов, применяемых для изготовления строительных конструкций, с его помощью выравнивают различные поверхности.

Виды цемента их свойства и применение.

На самом деле, приобретая цемент, большинство покупателей знают о данном строительном материале не так уж и много. Соответственно, растворные стяжки, фундамент и кирпичная кладка получаются низкого качества и начинают быстро разрушаться под действием грунтовых вод, мороза или тяжелой физической нагрузки. Кроме того, незнание особенностей того или иного вида цемента приводит к перерасходу материала.

Поэтому, для сокращения денежных затрат и повышения качества создаваемых объектов, необходимо иметь хотя бы общее представление о свойствах и специфике часто используемых в строительстве разновидностей цемента. От содержания минеральных составляющих во многом зависят характеристики цемента и его разновидности.

Основными из них являются:

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

Далее в статье будет рассмотрено самые ходовые цементные составы.

Портландцементы — свойства, применение.

Как и к любому строительному материалу, высокие требования выдвигают к компонентам, из которых производят портландцемент. ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент» регламентирует состав и качество ингредиентов для данного типа вяжущего:

  • Цементный клинкер с массовой долей оксида кремния не более 5%.
  • Гипс, соответствующий ГОСТ 4013-82. Допускается наличие соединений фосфора, бора и фтора в количестве, не противоречащем нормативной документации.
  • Минеральные добавки определенного свойства, необходимые для создания смесей нужного вида.

Для разных видов портландцемента могут быть использованы различные составляющие, к которым также предъявляют определенные технические требования, прописанные в ГОСТе.

На заводах, где ведется производство, все компоненты проходят необходимые испытания на соответствие, четко соблюдаются пропорции создания сухих и рабочих смесей.

Выпускаемый портландцемент ГОСТ и его обозначение содержит на упаковке и в сопроводительной документации. Если такового нет, то продукт изготовлен по ТУ, его свойства могут отличаться от общепринятых.

Свойства.

Как уже сказано, бетон приобретает определенные качества, когда в него добавляют тот или иной портландцемент. Характеристики каждого из них по-своему уникальны, но существуют общие для всех параметры:

  • Абсолютная плотность в пределах 3050-3150 кг/м3, насыпная для разных видов ПЦ будет отличаться.
  • Тонкость помола портландцемента должна быть определена по ситу №008 проходимостью порошка не менее 85%.
  • Удельный размер поверхности после отсева 2500-3000 см2/г.
  • Сроки схватывания: начало – 45 минут, конец – 12 часов. Определяют по шкале Вита.

Прочность измеряют испытанием образцов с габаритами 4х4х16 см, сделанных из цементно-песчаного раствора в соотношении 1:3 при отношении воды к цементу 0,4, через 28 суток твердения. Готовые призмы подвергают изгибу и сжатию, определяя их значение и соответствие показателям марки.

Шлаковые цементы — применение и их характеристики.

Шлаковый цемент – группа гидравлически вяжущих цементов, получаемых совместным помолом доменных гранулированных шлаков и добавок-активизаторов (ангидрит СaSO4, строительный гипс CaSO4•0,5H2O, известь СаСО3 и др.) или смешением ранее раздельно измельченных компонентов.

В эту группу цементов входят:

  • известково-шлаковый – содержание активизаторов: извести 10-30%, гипса до 5% от общей массы цемента;
  • сульфатно-шлаковые – не содержат или содержат в незначительных количествах портландцементный клинкер.

Свойства шлаковых цементов. Вяжущие свойства всех групп шлаковых цементов существенно зависят от:

  • состава цемента;
  • металла, при выплавке которого образовался шлак;
  • особенностей технологического режима печи;
  • способа и температуры грануляции и др.

Шлаковые цементы выпускаются марками от 200 до 400. Они отличаются:

  • медленным твердением и схватыванием;
  • достаточно высокой механической прочностью;
  • удовлетворительными показателями морозостойкости и воздухостойкости.

Шлаковый цементный порошок являются разновидностью цементов с активными минеральными добавками, в которых последние представлены доменными гранулированными шлаками. Способность этих шлаков к самостоятельному водному твердению позволяет получать шлаковый цемент по качеству выше, чем пуццолановый (с другими видами активных минеральных добавок).

Класс шлакоцемента зависит и от используемого вида шлака: это могут быть основные, кислые, гранулированные и негранулированные шлаки. Особое значение в определении прочности имеет не физическая структура, а химический состав. На данной закономерности основывается правило выбора сырья.

С экономической стороны предпочтение стоит отдать гранулированным видам, в связи с тем, что использование негранулированных масс усложняет производственный процесс. Цемент со шлаком, который получается в результате, затвердевает медленнее обычного, потому что содержание шлака в нем варьируется в пределах 20-80% общей массы.

Состав возможных смесей шлакобетона.

Класс шлакобетона Объемный состав (в частях) Объемный вес
Цемент 400 Песок Известь или глина Крупный шлак Мелкий шлак
50 1 3 0,6 5 6 1300
35 0,9 2 0,3 3 3 1500
35 1 3 0,8 8 6 1100
25 0,9 2 0,5 5 3 1300
25 1 2 1 12 6 900
10 0,9 1 0,7 8 3 1100
10 0,9 1 2 12 5 700

Цемент расширяющиеся — состав, применения, характеристика.

Он представляет собой цементную массу, которая увеличивается в размерах при отвердении раствора. Этот эффект наблюдается только в условиях повышенной влаги. При обычных условиях и сухой погоде такой материал не дает усадки при затвердевании.

Основное свойство состава — расширяемый объем цемента глиноземистого типа при введении специальной добавки при достаточно быстром затвердении массы.

Расширяющийся цемент имеет следующие основные типы:

  • водонепроницаемый расширяющийся состав;
  • гипсоглиноземистый расширяющийся материал;
  • расширяющийся цемент;
  • напрягающий цемент;
  • пластифицированный расширяющийся цемент.

Несмотря на заметные отличия в свойствах, все типы основаны на цементе глиноземного типа или смеси цементов, в которые входит глиноземный элемент. Для того чтобы материал выполнял свое функциональное предназначение, в него вводится специальная активная добавка.

Можно выделить основные виды таких добавок:

  • гидросульфоалюминат кальция;
  • гидрат окиси магния;
  • сульфаты алюминия и хлористого кальция;
  • сульфитно-спиртовая барда;
  • алюминиевая пудра;
  • алунит.

Как самая недорогая наибольшее распространение нашла первая добавка, хотя самая эффективная — гидрат окиси магния.

Цемент глиноземистый — характеристика, виды.

Цемент глиноземистый отличается преобладанием однокальциевого алюмината в составе клинкера, определяющим главные характеристики связующего. Также содержится геленит в роли балластной примеси и двухкальциевый силикат, характерная особенность которого заключается в медленном твердении.

При затворении водой начинает гидратироваться однокальциевый алюминат. Вещества, формирующиеся при этом, выступают в качестве составной части застывшего материала. Расширяющийся цемент начинает схватываться через 45-60 минут, полное застывание происходит после 10 часов. Возможно изменение периода схватывания добавлением ускорителей (гипс, известь) или замедлителей (хлористый кальций, борная кислота).

Характеристика.

Цемент глиноземистый отличается низкой способностью к деформированию, так как формирующий камень имеет крупнокристаллическую структуру. Помимо этого, присутствие гидратированного кубического моноалюмината приводит к потере массы при формировании.

Читайте также:  Большая ванна своими руками

Данный материал способен обеспечить получение раствора и бетона с влагонепроницаемостью и значительной плотностью. Но он подвержен быстрому разрушению при влиянии щелочей и солей аммония.

Виды цемента глиноземистого.

Существует 2 типа материала: высокоглиноземистый и стандартный цемент. Определяется марка на третьи сутки после производства образцов. С учетом высокой стоимости и недостатка сырья цемент реализуется в относительно небольшом объеме. Материал представляет собой мелкий порошок черного, коричневого или темно-зеленого цвета. Цемент глиноземистый, цена которого начинается от 40 рублей за кг, фасуется в контейнеры и мешки по 50 кг. Возможность быстрого застывания в воде является наиболее важной характеристикой.

Тампонажные цементы — классификация, характеристики.

Тампонажный цемент – это вяжущее, которое практически не отличается от портландцемента за исключением повышенных требований к минералогическому составу клинкера. Допускается применение добавок, оказывающих влияние на отдельные свойства материала.

Делиться на группы:

  1. I – бездобавочный тампонажный ПЦ, который делится на два типа: I-G – с нормированными требованиями при водоцементном соотношении 0,44, I-H – с установленными требованиями при в/ц 0,38;
  2. II – тампонажный цемент с добавками минерального происхождения;
  3. III – тампонажный ПЦ с регулирующими плотность теста добавками.

Для данного типа вяжущего разрешено применение только минеральных и некоторых синтетических добавок, среди которых:

  • Триэтаноламин, способствующий повышению гигроскопичности изоляции нефтяных скважин;
  • Известняк (гипс) – добавка для расширяющихся цементов;
  • Кварцевый песок для утяжелённого и солестойкого цемента;
    Шлаки;
  • Шпаты, гематиты и другие утяжеляющие добавки.

Классификация.

Требования к тампонажным цементам предъявляет ГОСТ 1581-96. Он нормирует основные характеристики материала и приводит его подробную классификацию. Кроме того, документ демонстрирует деление вяжущего по нескольким ключевым признакам. Все они отражаются в маркировке цемента и принимаются к сведению при выборе компонентов для строительства.

Основные технические показатели.

Поскольку тампонажный цемент применяется в строительстве скважин нефтедобычи и сопутствующих продуктов, его свойства строго регламентированы ГОСТом, которые настоятельно рекомендуется придерживаться производителям вяжущего.

Основные характеристики ПЦТ по ГОСТ 26798.1-96 выведены в таблице:

Содержание:

Цемент – это обобщающее название гидравлических вяжущих веществ. Их основу составляют алюминаты и силикаты кальция, образовавшиеся при обработке сырьевых материалов при высокой температуре. Применение различных добавок обуславливает наличие различных видов цемента.

При взаимодействии с водой или другой жидкостью составляющих цемента, сначала образуется пластична масса, затем она затвердевает и превращается в искусственный камень. Цемент – один из важнейших строительных материалов.

Его используют для получения:

  • строительных растворов;
  • железобетонных и бетонных конструкций;
  • асбестоцементных изделий.

На данный момент существует большое количество видов цемента.
Среди них наиболее популярны:

  • портландцемент и его разновидности;
  • пуццолановые цементы;
  • шлаковые цементы;
  • расширяющиеся цементы;
  • глиноземистый цемент;
  • и другие.

Портландцемент

Портландцемент – наиболее распространенная разновидность гидравлического вяжущего вещества. В его составе преобладают силикаты кальция (до 70-80%). Сырье для его получения:

  • портландцементный клинкер;
  • гипс СaSO4·2H2O;
  • специальные добавки.

Клинкер получают обжигом до спекания тонкодисперсной сырьевой смеси. Она состоит из:

  • известняков (ракушечник, мел и др.) – 73-75%;
  • глин (суглинков, глинистых сланцев) или известняковых мергелей – 22-25%;
  • корректирующих добавок: пиритные огарки, колошниковая пыль, пески, бокситы, опоки, трепелы.

Гипс необходим для регулирования скорости схватывания. Его количество регламентируется химическим составом и, в пересчете на ангидрид серной кислоты (SO3), колеблется в пределах 1,5-3,5%.
Активные минеральные добавки вводятся для улучшения некоторых характеристик и снижения стоимости цемента. Их содержание может достигать 15% от общей массы продукта.

Основные характеристики портландцемента:

  • плотность3,05—3,15 г/см3;
  • насыпная плотность в среднем составляет 1,3 г/см3 (зависит от уплотнения);
  • начало схватывания по ГОСТ 10178-76 (с изм.) наступает не раньше, чем через 45 мин с момента затворения, а окончание – не позднее 12 ч.

Производится этот цемент марок 400, 500, 550 и 600. Цемент марки 400 используется для получения строительных растворов, монолитных железобетонных и бетонных деталей. Продукция более высоких марок применяется при производстве высокопрочных сборных, предварительно напряженных, и обычных железобетонных конструкций. Также на портландцементе изготовляются теплоизоляционные, асбестоцементные, и другие материалы.

Не рекомендуется применение портландцемента для сооружений и конструкций, подвергающихся воздействию минерализованной, морской, а также проточной пресной воды. Для этих случаев предусмотрены специальные портландцементы.

Белый портландцемент

Белый портландцемент – продукт тонкого помола маложелезистого клинкера с гипсом и небольшой добавкой диатомита.
Сырье для производства этого портландцемента – известняки и глинисто-песчаные породы с минимальным содержанием красящих оксидов марганца и железа.

Белый цемент характеризуется:

  • высокой прочностью;
  • плотностью 3,12-3,18 г/см3;
  • насыпная плотность 1,1 г/см3;
  • схватывание наступает через 45 мин., полное высыхание достигается через 12 часов;
  • повышенной стойкостью к разным атмосферным явлениям.

Конструкции, изготовленные с применением этого цемента, устойчивы к образованию трещин и отличаются эстетичным видом.
Производится белый портландцемент двух марок (400 и 500) и трех сортов (высший, БЦ-1 и БЦ-2).

Используется этот вид цемента:

  • в отделочных фасадных работах;
  • для наливных полов;
  • для изготовления разных строительных элементов, малых архитектурных форм, скульптур, ступенек, колонн, бордюров, цветников, фрагментов декора;
  • в дорожном строительстве для разметки дорожного и аэродромного полотна и др.

На основе белого портландцемента изготовляются цветные цементы, сухие декоративные смеси.

Сульфатостойкий портландцемент – продукт тонкого совместного помола гипса и портландцементного клинкера.
Состав, используемого в производстве клинкера, должен удовлетворять требованиям по содержанию:

  • трехкальциевого силиката 3СaO·SiO2 – не более 50%;
  • трехкальциевого алюмината 3СaO·Al2O3 – не более 5%.

Выпускается цемент:

  • без добавок;
  • с минеральными добавками – гранулированными шлаками (10-20%), активными добавками из осадочных пород (5-10%).

Марка сульфатостойкого портландцемента без добавок – 400, с добавками – 400 и 500.
При других одинаковых характеристиках этот вид цемента отличается повышенной устойчивостью к действию сульфатных вод. Потому он применяется для обустройства наружных зон гидротехнических сооружений, морозостойких железобетонных и бетонных конструкций, в том числе и предварительно напряженных, подвергающихся сульфатной агрессии воды при переменном уровне горизонта, или регулярном многократном попеременном увлажнении и высыхании, либо замораживании и оттаивании. Также применяется сульфатостойкий портландцемент при изготовлении сооружений опор мостов, молов, свай, предназначенных для эксплуатации в минерализованных водах.

Пуццолановый цемент

Пуццолановые цементы – гидравлически вяжущие вещества. Основой для их производства могут быть активные минеральные гидравлические добавки (не менее 20%) и портландцемент или известь.

Выделяют несколько разновидностей цемента:

  • пуццолановый портландцемент;
  • известково-пуццолановый;
  • известково-зольный;
  • известково-глинитный.

Пуццолановый портландцемент бывает обыкновенный и сульфатостойкий.
Известково-пуццолановый цемент в зависимости от вида применяемых активных минеральных добавок может быть:

  • с добавками вулканического происхождения (пемза, пепел, трасс и др.);
  • с добавками осадочного происхождения (опока, диатомит, трепел и т.д.);
  • с обожженными глинистыми (кремнеземистыми) веществами.

Пуццолановый портландцемент

Пуццолановый портландцемент наиболее распространенный из данного вида цементов. Сырье для его получения:

  • портландцементный клинкер (60-80%);
  • активные минеральные добавки (20-40%);
  • небольшое количество гипса.

Пуццолановый портландцемент выпускается двух марок: 300 и 400. Он отличается:

  • повышенной водонепроницаемостью;
  • невысокой скоростью твердения;
  • повышенной коррозионной устойчивостью (особенно в сульфатных и мягких водах);
  • пониженной морозостойкостью;
  • повышенной усадкой и истираемостью;
  • повышенной связующей способностью.

Плотность такого цемента равна 2,7—2,9 г/см3.

Пуццолановый цемент в основном применяют в сооружениях, подвергающихся воздействию пресных вод:

  • в водопроводных сооружениях;
  • при строительстве портов, каналов, плотин, шлюзов и других речных гидротехнических сооружений для подводных конструкций;
  • при проходке шахт;
  • при строительстве туннелей, метро и других подземных сооружений;
  • при заливке фундаментов и кладке подвалов промышленных и гражданских зданий.

Шлаковые цементы

Шлаковый цемент – группа гидравлически вяжущих цементов, получаемых совместным помолом доменных гранулированных шлаков и добавок-активизаторов (ангидрит СaSO4, строительный гипс CaSO4•0,5H2O, известь СаСО3 и др.) или смешением ранее раздельно измельченных компонентов.

В эту группу цементов входят:

  • известково-шлаковый – содержание активизаторов: извести 10-30%, гипса до 5% от общей массы цемента;
  • сульфатно-шлаковые – не содержат или содержат в незначительных количествах портландцементный клинкер. К ним относят цемент: шлаковый бесклинкерный состоит из шлака, гипса или ангидрита (10%), обожженного доломита СаСО3·MgCO3 (3-7%); гипсошлаковый состоит из шлака, ангидрита или гипса, портландцемента или извести (2%);
  • шлакопортландцементы могут содержать шлаков от 20 % до 80% от общей массы готового продукта. Они делятся на:
  • обычные;
  • быстротвердеющие – изготовляют из клинкера соответствующего цемента и доменных шлаков высокой активности. Такие цементы характеризуются более интенсивным нарастанием прочности в начальный период.
Читайте также:  Цветы для сада растущие в тени

Свойства шлаковых цементов

Вяжущие свойства всех групп шлаковых цементов существенно зависят от:

  • состава цемента;
  • металла, при выплавке которого образовался шлак;
  • особенностей технологического режима печи;
  • способа и температуры грануляции и др.

Шлаковые цементы выпускаются марками от 200 до 400. Они отличаются:

  • медленным твердением и схватыванием;
  • достаточно высокой механической прочностью;
  • удовлетворительными показателями морозо- и воздухостойкости.

Сульфатно-шлаковый цемент не оказывает на сталь корродирующего действия, выделяет при твердении мало тепла.
Начало схватывания известково-шлакового цемента наступает обычно через 5-6 часов, а конец – через 12-30 часов.

Применение шлаковых цементов

Шлаковые цементы применяются для получения бетонов и строительных растворов, используемых преимущественно в подводных и подземных сооружениях. Известково-шлаковый цемент максимально эффективен в изготовлении автоклавных материалов и изделий.

Быстротвердеющий шлакопортландцемент нашел применение в производстве железобетонных изделий, подвергающихся интенсивной тепловлажностной обработке.
Сульфатно-шлаковые цементы часто используются в железобетонных и бетонных конструкциях сооружений, подвергающихся воздействию сульфатных вод.
Не следует использовать эти цементы в конструкциях, подвергающихся частому увлажнению и высыханию, замораживанию и оттаиванию.

Глиноземистый цемент

Глиноземистый цемент – вид гидравлического быстротвердеющего вяжущего вещества. Сырье для его получения в основном бокситы Al2O3·nH2O или глинозем Al2O3 и известняки СаСО3. Исходная масса подвергается обжигу и плавлению, полученный клинкер измельчают.
Химический состав цемента включает Al2O3 (от 35%), CaO (минимум 36%), Fe2О3 (10-14%) и SiO2 (2-4%).

Глиноземистые цементы по содержанию в готовом продукте глинозема делят на:

  • обычный – содержание окиси алюминия до 55%;
  • высокоглинозёмистый – содержание Al2O3 в пределах 60-65 %;
  • особочистый высокоглиноземистый – 73-75 % Al2O3.

Свойства глиноземистого цемента
Глиноземистый цемент характеризуется:

  • в рыхлом состоянии средней плотностью – 1-1,2 г/см3;
  • высокой огнеупорностью;
  • быстрым нарастанием прочности;
  • повышенной устойчивостью против коррозии в кислых (сульфатных) средах;
  • высокой экзотермией (выделением тепла) при твердении.

Глиноземистый цемент производится трех марок: 400, 500 и 600.

Для достижения нормативной прочности при твердении этого вида цемента, особенно на ранних стадиях, важно придерживаться температурного режима (15-200С). Также во избежание быстрого схватывания и снижения прочности недопустимо смешивания глиноземистого цемента с портландцементом и его разновидностями.

Применение глиноземистого цемента
Характеристики глиноземистого цемента позволяют применять его при:

  • возведении подземных сооружений;
  • строительстве или срочном ремонте специальных сооружений, промышленных объектов и мостов, железобетонных конструкций;
  • железобетонных и бетонных сооружений, работающих в морской, сульфатной или других минерализованных водах;
  • зимних бетонных работах;
  • шахтостроении;
  • скоростном тампонировании холодных газовых и нефтяных скважин;
  • замоноличевании трещин в породах при значительном дебите воды.

Также этот вид цемента используют для:

  • быстрого сооружения фундамента под технику;
  • для заделки пробоин в морских судах;

Еще один вид применения глиноземистого цемента – изготовление огнеупорных бетонов, а также расширяющихся цементов на его основе.

Расширяющиеся цементы

У обычных цементов есть один существенный недостаток – при затвердении они дают усадку, что очень нежелательно при проведении некоторых ремонтно-строительных работ. Этой проблемы не возникает у расширяющегося цемента, потому что в процессе затвердения он увеличивается в объеме, становится плотным и влагонепроницаемым. При нормальных эксплуатационных условиях расширение такого цемента составляет от 0,2 до 2%.

Расширяющийся цемент понятие собирательное. Это гидравлические быстротвердеющие вяжущие вещества, в начальный период твердения которых, происходит увеличение объема цементного камня. К ним относят:

  • гипсоглиноземный расширяющийся цемент (ГГРЦ);
  • расширяющийся портландцемент (РПЦ);
  • напрягающий цемент (НЦ);
  • водонепроницаемый расширяющийся цемент.

Каждый из видов имеет свои достоинства и области применения.

Гипсоглиноземный расширяющийся цемент

Гипсоглиноземный расширяющийся цемент изготавливается согласно ГОСТ 11052-74. Сырьем для этого вида цемента являются: природный гипс, высокоглиноземные доменные шлаки или клинкер. Изготавливают две марки расширяющегося гипсогленоземного цемента 500 и 400. Марка расширяющегося цемента зависит от показателя линейного расширения.

Положительными качествами этого вида цемента расширяющегося являются низкая усадка, сохранение объема при высыхании, а также прекрасные технические характеристики:

  • окончательное схватывание происходит в течение 4 часов;
  • предел прочности при сжатии составляет 28 МПа;
  • морозостойкость составляет 200 циклов;
  • высокая деформационная способность.

Цемент гипсоглиноземный расширяющийся – основа для изготовления водонепроницаемого бетона. Его основные области применения:

  • гидроизоляционные работы;
  • омоноличивание железобетонных конструкций, постоянно контактирующих с водой;
  • буровые работы.
Расширяющийся портландцемент

Расширяющийся портландцемент получают из клинкера портландцементного, шлака глиноземного, природного двуводного гипса и активных минеральных добавок (например, доменного шлака). В зависимости от степени линейного расширения он делится на:

  • безусадочный расширяющийся цемент – линейное расширение не более 0,3%;
  • слабо-, средне-, сильнорасширяющиеся – у них этот показатель достигает 2,5%.

Этот вид цемента имеет довольно длительный период расширения (до 30 суток), благодаря чему обеспечивается равномерное заполнение всего необходимого объема.

Расширяющийся портландцемент не теряет своих свойств при перепаде температур, потому чаще всего применяется для ремонта гидросооружений и в качестве дорожного покрытия.

Водонепроницаемый расширяющийся цемент

Еще один вид расширяющегося цемента – водонепроницаемый. Его получают смешиванием гипса строительного, цемента глиноземистого и расширяющей добавки.
Расширяющийся водонепроницаемый цемент характеризуется низким временем схватывания (окончание не позднее 10 мин.) и высокой скоростью твердения. Благодаря этим качествам он получил широкое распространение в подземном и подводном строительстве, для гидроизоляционных работ и ликвидации трещин.

Напрягающий цемент

Сырье для напрягающего цемента: строительный гипс (5 %), глиноземный шлак или цемент глиноземистый (15 %) и портландцементный клинкер (65%). Отличительными особенностями этого вида расширяющегося цемента являются:

  • полная схватываемость до 4 часов;
  • высокая водонепроницаемость;
  • быстрое твердение.

Широкое применение получил в производстве напорных труб, возведении резервуаров для топлива и воды, при бетонировании чаш бассейнов.

Учитывая широчайшее разнообразие видов цемента, выбор наиболее подходящего для проведения запланированных строительных работ лучше доверить профессионалу. Мастер своего дела подберет материал, который обеспечит надежность и прочность будущей конструкции.

При возведении объектов промышленного назначения, строительстве жилых домов, производстве отделочных и ремонтных мероприятий используются различные строительные смеси. Они включают цемент, являющийся вяжущим веществом. Он обладает уникальными характеристиками и, несмотря на появление новых стройматериалов, не имеет аналогов до настоящего времени. В рамках небольшой статьи сложно рассказать все о цементе. Вместе с тем попытаемся предоставить развернутую информацию о составе, свойствах, разновидностях и технологии производства.

Что такое цемент

Многие слышали слово «цемент». Определение этого термина можно найти в специализированных источниках. Незаменимый в строительной отрасли цемент – это сухое порошкообразное вещество неорганического происхождения. Он изготавливается путем высокотемпературного обжига известково-глиняной смеси, содержащей данные компоненты в определенных соотношениях. Полученный стройматериал обладает особыми эксплуатационными характеристиками.

При добавлении воды он меняет свойства:

  • стает вязким (пастоподобной консистенции);
  • приобретает темно-серый оттенок;
  • ускоренно набирает твердость в воздушной и влажной среде;
  • превращается в камень искусственного происхождения.

Неоднократно убедились все, кто использовал цемент, что это достаточно прочный стройматериал. Искусственный монолит по твердости не уступает природному камню.

Трудно представить себе область строительства, где не использовался бы цемент

Стройматериал имеет древнюю историю. В источниках отсутствует достоверная информация про цемент. Кто изобрел его первым, – неизвестно. Историки также затрудняются дать однозначный ответ на вопрос, где был изобретен цемент. В результате раскопок и научных исследований неоднократно изучался древний цемент. Когда изобрели его? Ученые пытались ответить на этот вопрос. Они пришли к заключению, что материал появился задолго до нашей эры. Это подтверждают найденные в разных странах образцы. Они содержали гипс, известь и даже вулканический пепел.

На протяжении тысячелетий изменялись методы изготовления цемента. Постепенно утратили актуальность связующие вещества, обладающие пониженной прочностью. На смену им пришел клинкер, полученный путем обжига, а также специальные модифицирующие компоненты.

Состав

Полная химическая формула стройматериала довольно сложная. Он содержит следующие вещества:

  • кальциевый оксид в количестве 67%;
  • кремниевый диоксид в объеме 22%;
  • алюминиевые окиси порядка 5%;
  • оксид железа, содержание которого составляет 3%;
  • модифицирующие компоненты – не более 3%.
Читайте также:  Беспроводное видеонаблюдение wifi по ip технологии

Основу стройматериала составляют следующие ингредиенты:

  • клинкер, произведенный из глины и известняка. От качества клинкера зависят прочностные свойства. Клинкер – это главный компонент, произведенный при нагреве известково-глинистого состава во вращающейся печи. При обжиге плавится глиносодержащее сырье и известняковые материалы с образованием гранул, насыщенных кремнеземом. Затем производится повторный отжиг и дробление клинкера до пылеобразного состояния;

До сих пор аналогов данного стройматериала еще не найдено, что свидетельствует об уникальных свойствах цемента

  • компоненты минерального происхождения. Введение специальных добавок расширяет сферу применения, повышает эксплуатационные характеристики, придает необходимые свойства. Добавляются гранулированные шлаки, измельченные сланцевые материалы, пуццолановые ингредиенты и измельченная известь. В нормативных документах, регламентирующих состав стройматериала, имеется информация о содержании в минеральных компонентах различных химических веществ;
  • специальные добавки и вспомогательные компоненты, содержащие сульфат кальция. Добавление данных ингредиентов не оказывает влияния на скорость поглощения влаги и продолжительность использования рабочей смеси. Изменение концентрации кальциевого сульфата, входящего в состав модификаторов, позволяет регулировать в необходимых пределах продолжительность процесса гидратации. Для этого производится добавление гипсового порошка.

Кроме указанных основных составляющих, вводятся специальные присадки, повышающие устойчивость цементного состава к высокой температуре, воздействию кислот, щелочей, агрессивных сред. Добавки также повышают влагостойкость, улучшают адгезию со стальной арматурой, а также влияют на подвижность цементного раствора.

В сухом виде — это сыпучая однородная масса серого цвета

Основные характеристики

Использование цемента связано с его свойствами. Действующий стандарт регламентирует следующие характеристики:

  • прочностные свойства. Они изменяются для цементных составов различных марок. Прочность определяется лабораторным методом путем сжатия эталонного образца застывшей смеси. Контроль прочности согласно требованиям нормативного документа производится в три стадии: через двое суток, а также через одну и четыре недели после заливки. Величина параметра измеряется в мегапаскалях. Цифровое значение прочности соответствует марке цементного состава;
  • продолжительность схватывания. Параметр характеризует временной промежуток, в течение которого изменяются пластические характеристики цементной смеси. Правильно приготовленный раствор начинает застывать через пару часов после заливки в жаркое время года. В осенний период процесс гидратации может занимать 8–10 часов. Резко возрастает продолжительность схватывания при нулевой температуре и может составлять 15–20 часов. Введение добавок позволяет регулировать скорость схватывания;
  • устойчивость к воздействию отрицательных температур. Эта характеристика называется морозостойкостью. Она характеризует способность затвердевшего цементного массива воспринимать глубокое замораживание с дальнейшим оттаиванием на протяжении многих циклов. При этом должна сохраняться целостность массива и прочностные характеристики. Причиной разрушения является увеличение объема воды, насыщающей поры. Введение добавок повышает порог морозостойкости;
  • плотность. Параметр характеризует массу порошкообразного вещества в одном кубическом метре материала. Свежеприготовленный цементный состав имеет наименьший удельный вес. При длительном складском хранении материал слеживается, а при перевозке – уплотняется. При этом плотность возрастает. Характеристика зависит от крупности измельченного клинкера. Среднее значение – 1,3 т/м3.

После застывания цемента образуется прочное соединение, не уступающее по своей плотности камню

Среди прочих характеристик можно отметить:

  • гигроскопичность. Степень поглощения воды отличается для различных марок;
  • крупность помола. Определяется путем просеивания через сито;
  • коррозионная стойкость. Повышается путем введения специальных добавок;
  • срок годности. Он зависит от условий хранения и допустимого уровня влажности.

Качество снижается после длительного хранения на складе при повышенной влажности. Приобретая стройматериал, обратите внимание на наличие сертификата соответствия, гарантирующего качество продукции.

Разновидности материала

В строительной отрасли используются различные виды цементных материалов, отличающиеся следующими параметрами:

  • составом;
  • концентрацией ингредиентов;
  • наличием специальных добавок;
  • назначением;
  • свойствами.

На упаковке, помимо марки, указывается также процентный состав добавок

Различают следующие виды портландцемента:

  • быстротвердеющий. Содержит добавки минерального происхождения, которые сокращают продолжительность набора прочности. Применяется для ускоренного выполнения строительных мероприятий и изготовления железобетонных конструкций;
  • сульфатостойкий. Основное достоинство – устойчивость к воздействию сульфатов, достигается уменьшением в клинкере кальциевых алюминатов. Используется для конструкций, эксплуатирующихся во влажной или агрессивной среде;
  • гидрофобный. Содержит поверхностно-активные компоненты, значительно снижающие гигроскопичность. Результат введения добавок – повышение подвижности, удобство укладки раствора. Материал сохраняет свойства при повышенной влажности;
  • белый. Его легко отличить от других цементных составов. Имеет светло-серый цвет, не содержит титановых оксидов, солей железа и марганца. Используется для отделочных мероприятий;
  • цветной. Содержит специальные пигменты органического и неорганического происхождения, добавляемые в клинкерный материал перед измельчением. Цветные составы, например, желтый цемент, используются при отделочных мероприятиях;
  • пуццолановый. Устойчив к воздействию сульфатов, быстро твердеет при повышенной температуре. Автоклавная обработка значительно повышает прочностные характеристики. Предназначен для эксплуатации в почве, а также во влажной среде;
  • тампонажный. Производится исключительно для герметизации скважин на газовых и нефтяных разработках. Обеспечивает надежную изоляцию от грунтовых вод, устойчив к давлению и температуре. Приобретает прочность на начальном этапе твердения.

Цемент является сухой смесью, которая используется именно для приготовления бетонного раствора

На основе извести, шлаков и глины производят следующие цементные составы:

  • шлаковый. Медленно набирает прочность. Применяется в гидротехнической отрасли и портовом строительстве;
  • шлаково-известковый. Отличается замедленным твердением. Применяется для штукатурных работ и кладки;
  • глиноземистый. Относится к огнеупорным материалам. Отличается устойчивостью к коррозии, а также влагонепроницаемостью.

Выбирая материал для выполнения конкретных работ, учитывайте назначение стройматериала и особенности эксплуатации.

Как получают цемент – технология изготовления

Технологический процесс изготовления предусматривает выполнение следующих операций:

  1. Разработку месторождений известняка, гипса и глины.
  2. Измельчение добытых материалов.
  3. Сушку измельченной сырьевой массы.
  4. Получение известняково-глиняного шлама.
  5. Обжиг сырья с получением гранул клинкера.
  6. Дробление клинкера до порошкообразной консистенции.
  7. Дозировку и перемешивание компонентов.

Цемент – широко распространенный материал, который применяют при любых видах работ, связанных с ремонтом, реставрацией, строительством

Используется различная технология, отличающаяся методом подготовки шлама:

  • сухая. Сушка и дробление производятся в измельчителе, в который нагнетается нагретый воздух. Готовая фракция имеет требуемую влажность;
  • мокрая. Предусматривает использование мела. Он дробится во влажном состоянии, затем шихта обжигается и измельчается;
  • комбинированная. Объединяет особенности предыдущих методов в зависимости от применяемого в технологическом цикле оборудования.

В настоящее время производители отдают предпочтение сухому способу производства.

Применение цемента

Область применения в промышленном и гражданском строительстве довольно широкая:

  • производство железобетонных изделий:
  • строительство фундаментов;
  • возведение стен зданий;
  • выполнение штукатурных работ;
  • заливка стяжки;
  • изготовление плитки.

Кроме этого, материал широко используется для дорожного строительства, мостостроения, гидротехнической отрасли.

Особенности маркировки

Для классификации используются два способа маркировки:

  • согласно европейской классификации по ГОСТ 31108-2003 различным видам цемента присваивается маркировка ЦЕМ с цифровым индексом от 1 до 5;
  • по государственному стандарту 10178-85, каждый вид цементного состава имеет буквенный индекс – ПЦ, ШПЦ, БЦ.

Например, портландцемент, изготовленный по европейским нормам, маркируется ЦЕМ 1 или ЦЕМ 2, в зависимости от вида добавок. Аналогичный материал, изготовленный по внутригосударственному стандарту, маркируется ПЦ. Соответственно, обозначение шлакопортландцемента может быть ЦЕМ 3 или ШПЦ. Оба нормативных документа сейчас действуют, что удобно производителям цементной продукции.

Заключение

Ознакомившись с материалом, можно получить информацию о составе, характеристиках, особенностях изготовления, маркировке и свойствах стройматериала. Теперь не возникнет вопросов при слове «цемент». Что это такое – мы разобрались. При покупке необходимо обращать внимание на характеристики и марку материала согласно специфике выполняемых работ. Представленная информация поможет принять правильное решение.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector