Портландцемент что это: Отличия цемента от портландцемента | Статья ООО «МонолитКомплектСервис»

Содержание

Использование портландцемента в современном строительстве.

Свое начало портланцемент берет в начале 19 века и сегодня он используется как основа для бетона. Жедают портландцемент из из клинкера перемалывая его в порошок с сульфатом кальция. На протяжении многих лет этот материал показывал как практически незаменимый во многих видах строительства. Предлагаем рассмотреть какие задачи решает портландцемент.

Содержание:

Использование:

  1. Наиболее важным применением портландцемента является производство бетона. Он играет ключевую роль в установлении и затвердевания бетона.
  2. При смешивании с другими составами, портландцемент начинает служить двум целям. Один из них, предусматривает создание бетона, чтобы быть прочным в сухом состоянии. А второй – превращение жидкого состояния в прочный камень.
  3. Он широко используется для подпорных стен и сборных железобетонных блоков в стенах и в качестве основного компонента для создания прочного фундамента из бетона.
  4. При смешивании с водой, портландцемент буквально превращается в пластичный камень и, таким образом он может быть использован для целей и в местах, где Вы захотите, даже в труднодоступных.
  5. Он может быть сформирован для получения жестких и огнеупорных материалов, которые могут, далее, использованы при проектировании зданий, цехов, резервуаров и других сооружений.
  6. Любая структура железа или дерева подвергается коррозии либо по воздуху или по воде. Но в бетонной оболочке, сделанной с использованием цемента, они могут быть эффективно защищены.
  7. Любая структура, которая предназначена для поддержки огромного количества веса и сделанная с применением цемента свою задачу выполнит. Этими структурами могут быть: от первых этажей многоэтажных зданий и до пролетов мостов и плотины.
  8. Благодаря своей способности для предотвращения коррозии, он используется на судах, танков и бункеров.
  9. Пожар может оставить любое здание или сооружение полностью сожженным, но с использованием портландцемента, это может быть предотвращено.
  10. Он также отлично используется в строительных растворах, штукатурках, стяжках для полов, как материал, который может быть, втиснут в пробелы химических формул, чтобы консолидировать структуры, и скрепит их воедино.

Использование цемента имеет колоссальное значение для бетонного производства об этом можно узнать на abisgroup.ru. Благодаря известности, которая уже многое время привязана к нему, этот цемент, как говорят, уже сделали и оставили свой след.

Существует несколько видов цемента: романцемент, портландцемент, магнезиальный, глиноземистый, кислородный и смешанный. Наиболее часто применение портландцемента в строительстве и ремонте. В зависимости от прочности цемент делится на марки: М 100 — М 600. Цифра обозначает прочность материала при сжатии в кг/см². На физические свойства также оказывают различные добавки, которые улучшают технические свойства цемента такие как пластичность, морозостойкость и водонепроницаемость. Но на практике при индивидуальном строительстве или ремонте мало кто забивает себе голову такими подробностями, поэтому рассмотрим самые популярные марки цемента с точки зрения его прочности.

  • Цемент М 300.
  • Цемент М 400.
  • Цемент М 500.

ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ МАРКИ М 300

Цемент марки М 300 благодаря своей хорошей морозостойкости, водонепроницаемости, а также невысокой стоимости нашел широкое применение в сооружении различных типов фундаментов: ленточных, монолитных и свайных. Кроме того, из бетона с применением цемента марки М 300 делают дорожки, лестницы и заборы. Как видим цемент этой марки применяется там, где нет особой нагрузки на бетон.

ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ МАРКИ М 400

Фасовка цемента М400 в мешках по 5 кг

Марка цемента М 400 наиболее распространена в строительстве. Применение специальных добавок при его производстве повышают его водостойкость, морозостойкость,прочность и долговечность. Исходя из соотношения цены — качества, его стоимость можно считать оптимальной. Однако цена у различных производителей может различаться в зависимости от количества и качества добавок. Портландцемент марки М 400 широко применяется для изготовления железобетонных изделий и конструкций.

ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ МАРКИ М 500

Раствор с применением цемента марки М 500 быстро застывает, что используется при проведении различных аварийных работ, так как уже с момента застывания проявляются его основные свойства. Используют его также там где к таким показателям, как морозостойкость, влагостойкость и прочность предъявляются особые требования, то есть для изготовления особо ответственных железобетонных конструкций. Его используют для изготовления сборного ж/бетона, балок и перекрытий. Есть два вида цемента марки М 500:

а) портландцемент марки М 500 ДО, не имеющий примесей и добавок; применяется в промышленном строительстве где необходимо обеспечить повышенную морозостойкость, влагостойкость и прочность изделий;
б) цемент марки М 500 Д 20 содержит 20% добавок, которые улучшают его антикоррозионные свойства.

ПОЛЕЗНО БУДЕТ ЗНАТЬ
  • Чтобы определить сколько потребуется цемента на 1 м3 раствора нужно иметь в виду, что 1 литр цемента равен 1,4 кг. Возьмем для примера соотношение цемента и песка 1 :3 куда входит 1 м3 песка и 0, 333 м3 цемента. Умножаем 0,333 л ∙ 1,4 кг/л получаем ≈ 466 кг. Так, как обычно цемент продают в мешках по 50 кг, нам понадобится 466 : 50 ≈ 9 мешков. Также можно определить количество мешков, необходимых при соотношении цемента и песка 1 : 4.

Бетономешалка КАМАЗ

  • Сколько кубов раствора бетона в миксере? Все зависит от марки бетоносмесителя. В Российский автомобильных смесителях 5 кубов, в Китайских — 4 куба.
  • Сколько весит ведро цемента? Учитывая что 1 литр цемента равен 1,4 кг ведро цемента в 10 литров будет весить 14 кг.
  • Время затвердевания раствора с применением цемента марки М 400 Д 20 составляет 15 часов.
  • Начало схватывания цемента марки М 500 Д0 от 40 до 50 минут.

http://remontzhilya.ru/

Что такое портландцемент?

Вы наверняка слышали такое название, как портландцемент? Что же это такое? В чем отличие и каковы преимущества портландцемента в сравнении с другими его разновидностями?

Сегодня широкое распространение получили различные строительные материалы например, строительные блоки или плиты, сухие смеси и готовые растворы.

Широкий ряд строительных материалов, основу которых составляет цемент, но вам хочется выбрать качественный и надежный. Для этого следует немного лучше разобраться в данном вопросе.

Цементы различных видов получили широко распространение и используются в строительстве. Цементы выступают в качестве вяжущего материал, который вместе с водой и другими материалами, а также наполнителями создает однообразную жидкую и пластичную массу. После этого эта пластичная масса затвердевает и становится прочной словно камень. Цемент используется при изготовлении различных бетонных смесей.

Что же такое портландцемент? Это одна из разновидностей цемента, которая производится путем измельчения известняка и гипса. При это в этом виде цемента в большом количестве присутствуют силикаты, такие как алит и белит. В состав такого цемента также входят различного рода добавки, которые придают материалу необходим свойств. Такой цемент отличается даже визуально от других видов цемента.

Существуют разновидности портландцемента, среди них есть: быстротвердеющий, нормальнотвердеющий, а также гидрофобный, дорожный, белого цвета или же цветной и некоторые другие виды.

Если говорить о достоинствах портландцемента, то стоит отметить, что его свойства зависят от состава и разновидности цемента. Портландцемент прочный, морозостойкий и водонепроницаемый. Именно поэтому если вам нужно построить гараж, коттедж или дачу, лучше всего использовать именно такой цемент с маркой 400, в котором также есть минеральные добавки. Эта же марка используется и для заливки бетонных и железобетонных конструкций, но только без различных добавок.


Другие материалы по теме: Материалы

Строительные блоки керамзитобетонные — лучший выбор.

Строительные блоки, особенно в малоэтажном строительстве стали использовать практически на каждом возводимом объекте. Единственный достойный конкурент строительного блока — кирпич, хотя и очень удобен при строительстве, заметно дороже по цене.

А именно цена строительных материалов, зачастую играет определяющую роль при выборе в пользу того или иного материала. При выборе типа строительного блока чаще отдается предпочтение именно керамзитобетонному т.к. при сравнимых размерах он имеет сравнительно низкий вес и легок в эксплуатации.

Пескоцементные блоки и их отличительные особенности

Пескоцементный блок — строительный материал, изготовление которого происходит при помощи метода вибропресования. Этот метод позволяет избежать образования в строительных блоках неконтролируемых пустот.

Выбираем фундаментные блоки

Основа небоскреба, типовой панельной девятиэтажки, самого маленького дачного домика — фундамент. Основание — первое и, пожалуй, самое главное в любой постройке, потому и к выбору строительных материалов, необходимо подойти очень и очень серьезно, чтобы строение было надежным в течение долгого времени.

Бетон – универсальный материал

Бетон, как строительный материал, известен с древних времён. Он использовался античными цивилизациями. Благодаря современным технологиям бетон в настоящее время стал качественным и универсальным строительным материалом. Он имеет широкое применение. Для изготовления бетонной смеси необходимо точно соблюдать пропорции вяжущего вещества и наполнителей. Для специальных смесей применяются особые добавки для придания бетону определённых свойств.

Декоративный бетон

Если применить в качестве одного из компонентов бетона цветной цемент, и специальные наполнители, то бетон может предстать в виде самых разнообразных природных камней. А при специальной обработке бетонной поверхности, можно добиться получения самых выразительных фактур. Бетонная масса весьма пластична, что позволяет широко применять бетон при изготовлении различных декоративных элементов (создавать рельеф). Смотрите статью Декоративный бетон, простор для творчества.

что это такое, из чего состоит, состав и основные характеристики


Портландцемент: что это такое — определение и история получения

Портландцемент по определению — это гидравлическое вяжущее вещество, непосредственно представляет собой цемент, отличающийся составом и количеством используемых материалов для его производства от привычного цемента.

Портландцемент впервые был создан в 1824 году англичанином Джозефом Аспдином, и в этом же году, 21 октября, он запатентовал свое творение. Название обозначенный строительный материал получил согласно наименованию острова Портланд, который находится в Англии. Основной горной породой непосредственно для получения портландцемента является известняк (мел, ракушечник, мраморная крошка).

Технология создания состоит из нескольких основных этапов, при этом используемые материалы должны составлять строго утвержденное процентное число. Производится портландский цемент вследствие измельчения клинкера и гипсового камня в порошкообразное состояние. Готовый материал после фасуется.

Чтобы добыть клинкер, необходимо соответствующие компоненты нагреть. Для этого используется специальная печь цилиндрической формы, которая должна находиться под небольшим уклоном. Температура нагрева достигает 1480 градусов, а время обжигания составляет от 2 до 4 часов.

При такой температуре применяемые минералы не плавятся, а преобразуются в целостную структуру (агрегируют). В конце процесса получается готовый продукт (клинкер), определяющий его прочность

.

Область применения портландцементов

Применение портландцементов возможно в различных видах строительных работ в соответствии с маркировочными значениями:

  • В жилищном, сельскохозяйственном и промышленном строительстве для производства непосредственно фундаментов, плит перекрытия, балок и железобетона.
  • Для создания строительных, бетонных растворов, штукатурных и кладочных работ.
  • Дополнительно применяется обозначенный вид цемента для выполнения аварийных, ремонтных и восстановительных работ. В особенности, где требуется повышенная прочность бетона из-за высокого уровня влажности и наличия низких температур.

Использовать цемент портланд можно для строительных работ, в которых особое место занимает долговечность, прочность, влаго- и морозостойкость.

Особенности производства

Для того чтобы изготовить портландцемент необходимы такие карбонатные горные породы, как мел, известняк, кремнезем и глинозем. Не исключено использование мергелей (смеси глинистых и карбонатных пород).

Сам процесс заключается в измельчении сырья, тщательного его перемешивании в особых пропорциях и обжиг в печах. Температура 1300-1400оС обеспечивает обжиг и оплавление сырья. Продукт, получаемый на данном этапе производства, называется клинкером. Для получения готовой продукции, цементный клинкер хорошо измельчается и в него добавляется гипс.

Готовая продукция обязательно должна проходить проверку качества и иметь сертификат соответствия установленного образца.

Чтобы в конечном итоге получить портландцемент, существует четыре способа его производства:

Наиболее востребованными являются два способа: мокрый и сухой. В конечном итоге сырье, произведенное таким образом, будет отличаться по физическим свойствам и характером его дальнейшей переработки.

Получение портландцемента на заводе:

Чем портландцемент отличается от обычного цемента

Портландцемент — это улучшенная разновидность цемента за счет добавления в него соответствующих компонентов. Основным отличием считается наличие в составе химических продуктов, имеющих более короткий срок хранения в сухом виде. В обычный цемент добавляются только пластификаторы и соответствующие минеральные добавки:

  • кремнеземистые отходы;
  • пемза;
  • вулканические туфы.

В портландцементе же присутствуют различные силикаты и алюминаты. Для создания клинкера используются:

  • Cao;
  • SiO2;
  • Al2O3;
  • Fe2O3;
  • MgO;
  • SO3.

Главными особенностями строительного материала в данном случае считаются:

  • Долговечность, так как портландцемент имеет повышенную стойкость к износу.
  • Возможность противостоять низким температурам, что актуально, если работы будут выполняться в регионах, где постоянно минусовые показатели ртутного столбика.
  • Достаточно низкая цена, поскольку используемый сырьевой материал является доступным и не требует больших расходов на его добычу.

Портландцемент еще отличается от обычного тем, что первый быстрее можно довести до эксплуатационного состояния.

Особенности состава

Из чего же делают портландцемент? Основной состав строительного материала — это алит и белит, известковый камень. Дополнительно для производства портландцемента добавляются специальные минералы в соответствующей пропорции. Основные из них:

  • кальций – 44%
  • кремний – 14,5%;
  • алюминий – 3,5%
  • железо –2%;
  • магний –1,6%.

Могут добавляться и такие компоненты, как глина, железная руда, и даже остатки литейных материалов. При этом их количество в общем должно составлять не более 1%.

Отвечая на вопрос, какой процент известняка непосредственно используется при производстве портландцемента, то он составляет 75-78%.

Характеристики

В состав портландцемента входит измельченный клинкер, гипс и, при необходимости, минеральные добавки. Эти компоненты обеспечивают ему быстрый процесс затвердевания в воде и на воздухе. Клинкер получается в специальных печах, где все составляющие компоненты проходят процесс обжига и плавления.

Когда процесс обжига завершен и клинкер полностью остыл, производят его тщательное измельчение. И далее добавляется гипс в определенном количестве, чтобы оксид серы в готовом продукте содержался в определенных пределах (1,5-3,5%).

Они отличаются по сфере применения:

  1. М400 — изготовление железобетона, для конструкций любого типа.
  2. М500 и М550 — сборные конструкции из железобетона; изделия из асбестоцемента; дорожная сфера строительства.
  3. М600 — изготовление железобетона для сборных конструкций, когда требуется сырье высоких марок.
  4. М700 — для строительства напряженных конструкций; изготовление высокопрочного бетона.

Как разводить портландцемент

Портландцемент — это простой в использовании строительный материал, поэтому, чтобы сделать раствор, требуется смешать сухой состав с водой. Пропорции обозначенных компонентов могут разниться в зависимости от требуемой густоты раствора на выходе. Поэтому примерное количество воды может составлять от 1,4 до 2,1 (десятилитровых ведер) на 10 килограмм портландцемента. Более подробно можно посмотреть пропорции в таблице.

КомпонентыЦемент
(мешок 25 кг) (шт.)
Песок
(ведро 10 л.)

(шт.)

Щебень
(ведро 10 л.)

(шт.)

Вода
(ведро 10 л.)

(шт.)

Бетон М 3001471,5
Кладочный раствор182
Штукатурная смесь16,52

Количество воды для создания раствора нужной консистенции еще зависит непосредственно от влажности песка и щебня. Приблизительно расчет должен выполняться по таким показателям:

  • для цементно-песчаного раствора – 1 часть цемента на 0,6 литра воды;
  • для бетона В25 (М350) –1:0,4;
  • для бетона В15 (М200) – 1:0,6;
  • для бетона В7,5 (М100) – 1:0,7.

Ключевые свойства ШПЦ

Шлакопортландцемент делится на 2 типа:

  • Нормальнотвердеющий;
  • Быстротвердеющий (ШПЦ-Б) с присадками – ускорителями минерального и вулканического происхождения (пепел, пемза и другие). Прочность такого достигает проектного значения уже к 7-14 суткам.

Шлаковый портландцемент плохо переносит перепады температур, потому твердение в прохладных условиях значительно затягивается. Чтобы ускорить процесс, не обязательно использовать присадки – достаточно обработать конструкцию теплом (опалубка с электрическим подогревом, тепловые пушки). При повышенных температурах камень набирает прочность к концу 28 суток большую, чем обычный цемент в нормальный условиях.

  1. Чем больше в составе шлаков, тем дольше твердеет бетон и меньше тепла выделяется при гидратации.
  2. Шлаковый цемент дает аналогичную обычному портландцементу усадку. Примечательно, что с повышением тонкости помола и количества C2S (кальциево-кремневого соединения белита) увеличивается объемное расширение конструкции. По этой причине шлакопортландцемент не рекомендуется применять там, где усадочные деформации не допускаются (дорожное полотно, ответственные конструктивные элементы).
  3. Жаростойкость цемента на шлаке – 600…800°С благодаря свободному Са(ОН)2;
  4. Шлакопортландцемент в виду отсутствия активных элементов и плотной молекулярной структуре не вступает в реакцию с мягкой или сульфатной водой, поэтому подходит для обустройства конструкций во влажной среде.

Срок годности ШПЦ ниже, чем у обычного цемента – всего 45 суток после заводской отгрузки. В дальнейшем компоненты теряют свойства прочности, водонепроницаемости.

Разновидности портландцемента, какие бывают основные марки

Портландцемент — это достаточно прочный строительный материал с наличием нескольких разновидностей. Основными из них считаются нижеперечисленные.

Быстротвердеющий (БТЦ)

Добавление этого вида портландцемента в бетонные смеси позволяет им застывать в течение 3-х суток. Ведь обычный портландцемент набирает свою прочность спустя 28 дней. Чтобы повысить крепость строительного материала, к основному составу клинкера производится добавление 10% пепла или пемзы и 15% гранулированного шлака.

Сульфатостойкий

Чтобы создать этот вид цемента, в клинкер домешивается трепел и диатомит, а, чтобы смесь имела большую пластичность, кладут глину, которая имеет низкое содержание глинозема. При этом, в клинкере должны отсутствовать активные добавки, поскольку они способствуют усилению процесса выделения тепла непосредственно при затвердевании раствора.

Тампонажный

Используется этот вид строительного материала для тампонирования нефтяных и газовых скважин. Портландцемент изготавливают непосредственно из материалов, утвержденных согласно ГОСТу, поэтому производство должно соответствовать установленным требованиям технологического процесса. В учет берется норма текучести, прочности и время застывания.

Дополнительно нужно обозначить и такие разновидности высококачественного стройматериала:

  • нормальнотвердеющий;
  • пластифицированный;
  • гидрофобный;
  • дорожный;
  • с умеренной экзотермией;
  • с поверхностноактивными органическими добавками.

Существует еще белый и цветной портландцемент. Основное отличие заключается в добавлении в них специальных пигментов и красящих оксидов.

Маркировка на упаковках свидетельствует о том, где можно применять усовершенствованный стройматериал. На сегодня в продаже встречаются такие марки портландцемента:

  • ПЦ500Д20;
  • ПЦ400Д0;
  • ПЦ500Д0;
  • ПЦ400Д20.

Значения 400 и 500 подразумевают под собой выдержку нагрузки определенного количества килограмм на квадратный метр (кг/м3). При этом буква «Д» показывает, какой процент примесей использовался в клинкере.

Сотрудничество с «АльфаЦем»

Изучите наш сайт на предмет интересующей вас продукции, а затем, оставьте заявку или позвоните, чтобы обсудить детали заказа. Квалифицированные менеджеры решат многие проблемы заказчиков, в частности, подведут вас к выбору наиболее подходящего товара, разъяснив отличия между бетоном и цементом (либо другими продуктами) и объяснив, какой из них лучше задействовать, заливая фундамент или строя дом с нуля.

В числе прочих преимуществ, получаемых при сотрудничестве с «АльфаЦем»:

  • многолетний опыт и партнерские отношения с проверенными поставщиками, каждый из которых известен на российском или международном рынке;
  • собственный автопарк (1,5-25 т) и возможность индивидуальной доставки ЖД транспортом в отдельные районы;
  • складские помещения в Подмосковье;
  • доставка по всей территории ЦФО, в том числе, в Москву.

Важно! Соблюдение пропорций, пользование специальным инструментом, нанесение продукта в соответствии с нормативно-техническими требованиями, а также правильность других действий — гарантирует, что будет получено сооружение, которое по определению долговечно и надежно.

Мы исполним все договорные обязательства, которые должны, предложим конкурентную стоимость, выгодные акции, скидки и т.д. В соответствующем разделе нашего портала можно изучить отзывы других покупателей либо поделиться своими впечатлениями от обращения в «АльфаЦем». Желаем успехов!

© Интернет-магазин стройматериалов «АльфаЦем» 2001–2020

Портландцемент и шлакопортландцемент — состав, свойства и применение

Шлакопортландцементом называется искусственно полученное гидравлическое вещество, обладающее вяжущим эффектом.

Состав шлакопортландцемента

Шлакопортландцемент получают из портландцементного клинкера, глины, шлака и известняка. Стоит отметить, что при производстве цемента крайне важная роль отводится именно химическому составу материала, а не его физической структуре, в связи с чем, исходное сырье выбирается очень тщательно. Поэтому, при производстве данного цемента может быть использован как основный, так и кислый доменный шлак. Шлаки также могут быть гранулированные и не гранулированные, однако, зачастую используются именно гранулированные шлаки. Это обусловлено двумя причинами. В основе первой причины лежит экономический аспект. А вторая причина основывается на самом процессе производства шлакопортландцемента, который существенно усложняется при использовании не гранулированном типе шлака. Однако, те шлаки, которые добавляются уже после обжига, являются гранулированными в обязательном порядке. Процентное содержания шлака в портландцементе не должно выходить за пределы 30-60%. Максимальное содержание гипса в данном цементе составляет 5%.

Технология производства шлакопортландцемента относительно несложная. Она состоит всего из двух этапов. На первом этапе осуществляется просушивание шлака, для чего используются специальные сушильные камеры. После высушивания, шлак должен иметь максимальную влажность 1%. Второй этап заключается в измельчении и смешивании всех составляющих шлакопортландцемента. Для этого используется бункер цементной мельницы, в которую загружаются шлак, гипс, клинкер, известняк. В данной мельнице происходит измельчение всех составляющих до консистенции гомогенного тонкодисперсного порошка, а также смешивание этих компонентов. Стоит отметить, что подобным образом происходит приготовление минерального порошка, используемого в производстве асфальтобетона. В зависимости от размера частиц входящих в состав веществ шлакопортландцемента, в настоящее время на рынке существуют следующие марки данного материала: м150, м200, м250, а также м300. Фракция помола порошка влияет на прочность, активность, а также на время застывания уже готовой смеси.

Так, чем мельче помол, тем быстрее застывает раствор. Если сравнивать данное вещество с обычным цементом, то стоит сказать, что благодаря более тонкому помолу шлакоцемента, он обладает более выраженным эффектов. Обычно, чтобы получить очень высокие вяжущие качества данного вещества, рекомендуют использовать именно двухступенчатый или сепараторный помол. В связи с этим, шлакопортландцемент перемалывается практически до той же фракции, что и обычный портландцемент.

Порландцемент – это искусственный материал зеленовато-серого цвета, состоящий из измельченного клинкера и глины. Такое название данный материал унаследовал от природного камня, добыча которого осуществляется на острове Портленд. По мнению первооткрывателей порландцемента, материал, благодаря, в первую очередь, своему окрасу, очень похож на этот природный камень.

Таким образом, портландцемент и шлакопортландцемент являются двумя схожими по своему составу и свойствам материалами. Это обуславливает практически одинаковые сферы их применения.

Отличия портландцемента и шлакопортландцемента

  1. В отличие от портландцемента, кроме глины и клинкера, шлакопортландцемент в своем составе содержит еще и шлаки. Это является первым и наиболее явной отличительной особенностей двух схожих материалов.
  2. Разный набор прочности в момент начала затвердевания материалов. Так, у шлакопортландцемента этот процесс протекает существенно медленнее, чем у портландцемента.
  3. Несмотря на предыдущий пункт, шлакопортландцемент спустя некоторое время (как правило, два-три месяца) демонстрирует существенно большую прочность, чем портландцемент.
  4. Однако, в отличие от шлакопортландцемента, портландцемент имеет преимущество в том, что он менее подвержен негативному воздействию окружающей среды, особенно если это касается температурного режима. Смесь, в которой присутствуют шлаки, при понижении температуры до отметки в 40С застывает гораздо медленнее. Это, в свою очередь, приводит к необходимости применения теплвлажностной обработки для более быстрого застывания шлакопортландцемента.
  5. Портландцемент имеет больший удельный вес, чем шлакопортландцемент. Следовательно, объемный его вес также больше.
  6. Шлакопортландцемент выигрывает у портландцемента в стоимости, которая гораздо ниже. Это связано с тем, что дорогой клинкер частично заменяется гранулированным шлаком, который является более дешевым материалом. Таким образом, количество шлака в составе цемента напрямую влияет на его стоимость – тем она ниже, чем больше содержание шлака.
  7. Шлакопортландцемент хранится хуже, чем портландцемент.

Учитывая отличительные особенности материалов, можно сказать, что данные два вещества являются ближайшими «родственниками» и вполне могут называться взаимозаменяемыми материалами.

Свойства шлакопортландцемента

  1. Низкая морозостойкость.
  2. Высокая устойчивость к высоким температурам.
  3. Устойчивость к воздействию как сульфатных, так и пресных вод.
  4. Во время затвердевания выделяет значительно меньшее количество тепла, в сравнении с другими подобными материалами. Данное свойство позволяет шлакопортландцементу быть использованным в качестве основного материала при строительстве массивных сооружений из бетона.
  5. Обладает значительно меньшей степенью объемной деформации.
  6. Чем дольше застывает материал, тем он становится прочнее. На начальном этапе застывания шлакопортландцемент обладает очень низким показателем нарастания прочности. Таким образом, приближенную к цементу прочность, шлакопортландцемент приобретает спустя 6-12 месяцев, в зависимости от температурно-влажностных условия застывания. Чтобы ускорить данный процесс применяется клинкер, содержащий большое количество алюмината и силиката, а также шлаки, содержание большое количество глинозема.
  7. Проявляет свои лучшие свойства при застывании во влажной среде с повышенным температурным режимом. Стоит сказать, что преждевременное высыхание шлакопортландцемента имеет крайне негативное влияние на дальнейшее проявление его свойств.

Таким образом, стоит отметить, что благодаря своим свойствам наряду с относительной дешевизной, шлакопортландцемент нашел свое активное применение во многих сферах человеческой деятельности.

Где используется шлакопортландцемент?

  1. Данный материал является основным веществом во время производства сборного бетона и железобетона;
  2. С участием быстротвердеющего шлпкопортандцемента изготавливаются сборные конструкции и монолитные изделия.
  3. При применении тепловлажностной обработки, что ускоряет затвердевание материала при этом не ухудшая его свойств, он используется во время изготовления сборных конструкций.
  4. Железобетонные трубы, шпалы, отдельные мостовые элементы также изготавливаются с участием шлакопортландцемента.
  5. Штукатурные и кладочные растворы, становые блоки, бетонные смеси, как правило, изготавливаются при использовании двух «родственных» материалов – шакопортландцемента и портландцемента.

Таким образом, шлакопортландцемент является качественным и доступным материалом одновременно, чем и обуславливается его популярное использование во многих областях деятельности человека.  

Из чего делают цемент | Из чего это сделано

Цемент фасованный в мешки

Цемент фасованный в мешки

Цемент является одним из основных строительных материалов. Без цемента нельзя сделать бетон и другие необходимые строительные растворы. Из чего же сделан цемент и почему он обладает такими свойствами?

Цемент — это искусственное неорганическое гидравлическое вяжущее вещество. При взаимодействии с водой, водными растворами солей и другими жидкостями образует пластичную массу, которая затем затвердевает и превращается в камневидное твердое тело.

Цемент обладает способностью набирать прочность во влажных условиях, чем кардинально отличается от некоторых других минеральных вяжущих веществ, таких как: гипс, воздушная известь, которые твердеют только на воздухе.

Марка цемента — условная величина, которая обозначает, что прочность при сжатии будет не ниже обозначенной марки (200, 300, 400, 500, 600).

Цемент получают тонким измельчением клинкера и гипса. Клинкер — продукт равномерного обжига до спекания однородной сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины определённого состава, обеспечивающего преобладание силикатов кальция.

При измельчении клинкера вводят добавки:

-гипс для регулирования сроков схватывания,

-до 15 % активных минеральных добавок (пиритные огарки, колошниковую пыль, бокситы, пески) для улучшения некоторых свойств и снижения стоимости цемента.

Обжиг сырьевой смеси проводится при температуре +1450…+1480 °C

По наличию основного минерала цементы подразделяются на:

— романцемент — преобладание белита, в настоящее время не производится;

— портландцемент — преобладание алита, наиболее широко распространён в строительстве;

— глинозёмистый цемент — преобладание алюминатной фазы;

— магнезиальный цемент (цемент Сореля) — на основе магнезита, затворяется водным раствором солей;

— кислотоупорный цемент — на основе гидросиликата натрия , сухая смесь кварцевого песка и кремнефтористого натрия, затворяется водным раствором жидкого стекла.

— биоцемент — производится при помощи биотехнологий.

В подавляющем большинстве случаев под цементом имеют в виду портландцемент и цементы на основе портландцементного клинкера.
Внешний вид цемента

Внешний вид цемента

Портландцемент получается при нагревании известняка и глины или других материалов сходного валового состава и достаточной активности до температуры +1450…+1480 °С. Происходит частичное плавление и образуются гранулы клинкера. Для получения цемента клинкер размалывают совместно примерно с 5% гипсового камня.

Типичный клинкер обычно содержит четыре главные фазы, называемые алит, белит, алюминатная фаза и алюмоферритная фаза.

1. Алит является наиболее важной составляющей всех обычных цементных клинкеров, содержание его составляет 50—70 %. Алит относительно быстро реагирует с водой и в нормальных цементах из всех фаз играет наиболее важную роль в развитии прочности. Для 28-суточной прочности вклад этой фазы особенно важен.

2. Содержание белита для нормальных цементных клинкеров составляет 15—30 %. Белит медленно реагирует с водой, таким образом слабо влияя на прочность в течение первых 28 суток, но существенно увеличивает прочность в более поздние сроки.

Через год прочности чистого алита и чистого белита в сравнимых условиях примерно одинаковы.

3. Содержание алюминатной фазы составляет 5—10 % для большинства нормальных цементных клинкеров. Алюминатная фаза быстро реагирует с водой и может вызвать нежелательно быстрое схватывание, если не добавлен контролирующий схватывание агент, обычно гипс.

4. Ферритная фаза составляет 5—15 % обычного цементного клинкера. Скорость, с которой ферритная фаза реагирует с водой, может несколько варьировать из-за различий в составе или других характеристиках, но, как правило, она высока в начальный период и является промежуточной между скоростями для алита и белита в поздние сроки.

Прочность

По прочности цемент делится на марки, которые определяются главным образом пределом прочности при сжатии половинок образцов-призм размером 40×40×160 мм, изготовленных из раствора цемента состава 1:3 с кварцевым песком.

Марки выражаются в числах М200 — М600 (как правило с шагом 100 или 50) обозначающим прочность при сжатии соответственно в 100—600 кг/см² (10—60 МПа).

Определение прочности бетона

Определение прочности бетона

Цемент с маркой 600 благодаря своей прочности называется «военным» или «фортификационным» и сто́ит заметно больше марки 500. Применяется для строительства военных объектов, таких как бункеры, ракетные шахты и так далее.

В настоящее время цемент делится на классы по прочности. Основное отличие классов от марок состоит в том, что прочность выводится не как средний показатель, а требует не менее 95 % обеспеченности (то есть 95 образцов из 100 должны соответствовать заявленному классу). Класс выражается в числах 30—60, которые обозначают прочность при сжатии (в МПа).

Для лучшего понимая из чего сделан цемент рекомендую посмотреть фрагмент передачи «Как это сделано» про производство цемента:

Что такое портландцемент? — Определение из Corrosionpedia

Что означает портландцемент?

Портландцемент

является распространенным ингредиентом в производстве бетона. Этот тип цемента производит пасту, которая вместе с водой соединяется с камнем и песком для затвердевания.

Он строго контролируется уникальной комбинацией:

  • Кремний
  • Кальций
  • Железо
  • Алюминий

Гипс также включается в окончательный производственный процесс для стандартизации времени схватывания бетона. Он доступен в различных вариантах, и каждый из них имеет свои собственные отличные антикоррозионные свойства или свойства повреждения.

Corrosionpedia объясняет портландцемент

Портландцемент — это термин, который был придуман в 1824 году английским каменщиком в качестве патента на продукт, который он изготовил. Его смесь цемента произвела бетон, который имеет цвет, похожий на природный известняк, найденный только на острове Портленд, отсюда и название «портландцемент».»

Различные виды портландцемента производятся в соответствии с различными химическими требованиями и физическими стандартами для определенных целей. К ним относятся:

  • Тип 1 — Предназначен для общего назначения и подходит для чего-либо, не требующего специальных целей или воздействия определенных элементов, таких как вода, почва и химические вещества, такие как сульфаты
  • Тип 2 — Подходящая защита от умеренного воздействия сульфатов, например, в дренажных системах
  • Тип 3 — Известен своей высокой прочностью, проявляющейся в первые периоды около недели. Он используется, когда конструкция должна быть быстро введена в эксплуатацию.
  • Тип 1А, 2А, 3А — более специализированные типы из первых 3, которые имеют повышенную устойчивость, в частности, к замораживанию/оттаиванию
  • Тип 4 — используются в случаях, когда количество и мощность тепла должны быть ниже минимального уровня
  • Тип 5 — Устойчив к сульфатам и идеально подходит для тех случаев, когда бетон должен выдерживать экстремальное воздействие сульфатов

При выборе правильного типа портландцемента коррозия или повреждения могут быть уменьшены очень эффективным образом.

Портланд-известняковый цемент — Национальная ассоциация производителей сборного железобетона

Клод Гоген, ЧП, LEED AP

Когда каменщик Джозеф Аспдин сжигал порошкообразный известняк и глину в своей кухонной плите в своем доме в Лидсе, Англия, в 1820-х годах, он и представить себе не мог, какое влияние его эксперимент окажет на мир. Маловероятно, что он знал, что находится в процессе создания фундамента для крупной отрасли, которая сейчас производит миллиард тонн цемента в год по всему миру.

В состав портландцемента

были включены многие другие минералы и химические вещества для повышения его производительности и эффективности производства. Однако эта эволюция не устранила использование двух основных компонентов Aspdin: известняка и глины.

Другой взгляд на известняк

Известняк представляет собой осадочную горную породу, состоящую в основном из минерального кальцита и арагонита, которые представляют собой кристаллические формы карбоната кальция (CaCO3). Его можно найти во многих вещах, от Великих пирамид Египта до тюбика зубной пасты.

Щебень известняка часто является основным сырьевым ингредиентом при производстве портландцементного клинкера, который в конечном итоге становится цементом. Другие источники сырья для карбоната кальция включают ракушки, мел или мергель, которые смешивают со сланцами, глиной, сланцем, доменным шлаком, кварцевым песком или железной рудой. Это сырье тонко измельчается, смешивается в контролируемых пропорциях, а затем нагревается в печи до температуры 2640 F для образования клинкера из портландцемента. Этот клинкер измельчается в мелкий порошок, известный как портландцемент.

На заключительном этапе измельчения могут быть включены другие ингредиенты, как правило, сульфат кальция (гипс) и некальцинированный известняк. ASTM C150 и AASHTO M85 ограничивают максимальное содержание известняка до 5% по массе. ASTM C595 и AASHTO M240 были пересмотрены в 2012 году, чтобы определить портландцементы на известняке с содержанием известняка от 5% до 15% по массе.

Портланд-известняковый цемент (PLC) имеет эксплуатационные характеристики, сравнимые с обычным портландцементом, но улучшает экологические характеристики бетона.

PLC использовался в Соединенных Штатах в ограниченном масштабе в соответствии со стандартом ASTM C1157 в течение нескольких лет, но до сих пор считается относительно новой технологией. Однако некоторые формы PLC используются в Европе уже более 40 лет. Европейский стандарт EN197-1 включает положения для цементов, содержащих известняк в количестве до 35%. Национальный мексиканский стандарт NMX C-414 также допускает использование до 35% известняка. В Новой Зеландии PLC производится с содержанием известняка до 15 %, а в Бразилии разрешено содержание известняка не более 10 %.

PLC все чаще используется в Канаде с момента принятия спецификации CSA A3000 в 2008 году. Эта спецификация допускает количества до 15% с положениями, аналогичными положениям ASTM C595.

Смягчение стандартов

В Соединенных Штатах, поскольку спрос на устойчивые методы и материалы продолжает расти, в сочетании с более строгими правилами, цементная промышленность работает над уменьшением своего воздействия на окружающую среду. В результате положения ASTM C595 и AASHTO M240 были пересмотрены в 2012 году, чтобы разрешить содержание известняка более 15%, что обеспечило бы эквивалентные или более высокие характеристики при одновременном снижении воздействия на окружающую среду.

Цементы, производимые в Соединенных Штатах в соответствии с ASTM C1157 в течение нескольких лет, имеют удовлетворительную историю применения в полевых условиях, однако стандарт ASTM C1157 широко не определен. Вот почему в соответствии с ASTM C595 и AASHTO M240 были разработаны положения для портландцементов на основе известняка: более значительное влияние на устойчивость может быть достигнуто за счет более широкого использования этих спецификаций.

В редакциях ASTM C595 и AASHTO M240 от 2012 г. указано новое обозначение типа цемента: тип IL, для которого требуется от 5% до 15% известняка в качестве ингредиента.Большинство цементов типа IL содержат от 10% до 12% известняка. Цементы типа IL могут быть заменены цементами типа I по стандарту ASTM C150, но не цементами типа II или типа V, поскольку в настоящее время не существует условий для сульфатостойкости. Тестирование продолжается, и будущие версии ASTM будут касаться этой проблемы.

Известняк является более мягким материалом, чем клинкер, поэтому для его измельчения до такой же тонкости требуется меньше энергии. При окончательном измельчении цемента это приводит к лучшему распределению частиц по размерам в цементе, а также к улучшенной упаковке частиц и плотности пасты в бетоне.Это из канадского исследования, в котором 12 различных типов цемента были разделены на три группы: без дополнительных вяжущих материалов (SCM), с 35% шлаковым цементом и с 20% летучей золы.

В каждой группе использовался обычный портландцемент, а затем три других PLC. Три смеси PLC имеют разные измерения по Блейну, что свидетельствует о том, насколько тонко они были измельчены. Как видно из Таблицы 1, PLC-3 в каждой группе продемонстрировал самую высокую прочность и был более мелкозернистой смесью со значениями по Блейну 560 м2/кг.

Воздействие на свежий бетон

Удобообрабатываемость . Как правило, тонкость известняка является основным фактором, влияющим на обрабатываемость. Некоторые обзоры предполагают, что использование известняка может изменить потребность в воде, что приведет к небольшому увеличению или уменьшению по сравнению с бетоном, изготовленным с использованием обычных цементов. Поэтому представляется, что PLC можно использовать, следуя тому же подходу, что и обычный портландцемент.

Кровотечение .Частицы будут поглощать воду своей поверхностью; следовательно, кровотечение сильно зависит от площади поверхности частиц цемента. По мере увеличения площади поверхности увеличивается водопоглощение. Увеличение тонкости цемента или известняка увеличит площадь поверхности. Таким образом, поглощение воды увеличится, а кровотечение уменьшится. Использование известняка в цементе может немного снизить водоотделение в зависимости от его крупности, но в целом не имеет эффекта.

Установить время .На основании исследований выяснилось, что цементы с известняком могут незначительно влиять на время схватывания; однако это не должно вызывать беспокойства при норме добавления 15% или меньше. В целом сообщалось, что влияние известняка на время схватывания сильно зависело от тонкости известняка. Поскольку известняк измельчался тоньше, время схватывания уменьшалось.

Гидратация . Частицы известняка действуют как центры зародышеобразования продуктов гидратации. Это означает, что мелкие частицы известняка взвешены в пасте между зернами клинкера и становятся промежуточными местами для роста C-S-H (основная связующая фаза в бетоне), повышая эффективность.Следовательно, включение известняка может увеличить скорость гидратации.
При гидратации бетонных смесей с низким водоцементным отношением часть цемента часто остается негидратированной. Он просто сидит в бетоне в качестве наполнителя. Это дорогой наполнитель, так как цемент обычно является основным фактором стоимости бетона. Экономия затрат может быть достигнута путем замены этого цемента относительно инертным материалом, таким как известняк.

Воздействие на затвердевший бетон

Прочность .Качество и количество используемого известняка играют важную роль в прочности бетона, производимого с помощью PLC.

Исследования показали, что содержание известняка до 15 % может фактически увеличить прочность в раннем возрасте в результате улучшения упаковки частиц, увеличения скорости гидратации цемента и производства карбоалюмината кальция.

Реакционная способность известняка обсуждалась. В то время как большинство исследователей ранее считали, что известняк служит инертным наполнителем, исследования показывают, что известняк реагирует в ограниченной степени.По мере того как частицы известняка становятся мельче, эта реакция становится более вероятной. Исследования показали, что при низких концентрациях известняк (кальцит) полностью реагирует с образованием различных карбоалюминатных фаз.
При увеличении количества известняка в цементе для достижения более высокой прочности существует предел. Использование большего количества известняка (от 15% до 25%) может привести к разбавлению пасты, что может снизить ее прочность.
Испытания показывают, что известняковые цементы обладают особым взаимодействием с летучей золой класса C, что приводит к более высокой прочности на сжатие.

Проницаемость . Было разработано множество методов испытаний для измерения сопротивления бетона проникновению жидкостей, таких как вода, пары или газы, и сопутствующих агрессивных веществ, таких как хлориды или сульфаты. Независимо от применяемого метода испытаний обычно считается, что долговечность бетона улучшается благодаря его способности сопротивляться движению жидкостей и ионных частиц.
Было показано, что проницаемость снижается при использовании известняка из-за уменьшения связности пор.Это связано с физическими механизмами, такими как повышенная упаковка частиц и плотность пасты, а также с феноменом зародышеобразования, обсуждавшимся ранее в этой статье. Это также связано с небольшими химическими реакциями известняка. Карбонат кальция также реагирует с алюминатными соединениями в цементах и ​​SCM с образованием прочных кристаллов карбоалюмината. Другой побочный эффект включает стабилизацию эттрингита и увеличение общего объема продуктов гидратации, что снижает пористость и увеличивает прочность.

Взаимодействие с СКМ и добавками

Использование ПЛК может повысить эффективность SCM, таких как летучая зола и шлак. Как упоминалось ранее, известняковые цементы особенно хорошо работают с летучей золой класса C. Известняк в PLC может противодействовать эффектам замедления схватывания SCM.

Исследования до сих пор не выявили какого-либо значительного влияния PLC на эффективность добавок. Недавние исследования, по-видимому, показывают, что в растворах, изготовленных из PLC, требуется несколько большее количество воздухововлекающей добавки по сравнению с портландцементами, но это может быть связано с более мелкими частицами цемента.Количества находились в пределах нормального диапазона, рекомендованного производителем, и, по-видимому, не распространялись на бетонные смеси.

Польза для окружающей среды

Выбросы двуокиси углерода (CO2) на цементных заводах происходят преимущественно из двух источников: кальцинирование известняка, основного сырья для производства клинкера; и потребление ископаемого топлива для нагрева сырья до температуры, необходимой для образования клинкера.

Основным экологическим эффектом использования известняка в качестве ингредиента в цементных смесях на уровне от 5% до 15% по массе является то, что необходимо производить меньше клинкера для эквивалентного количества цемента и, следовательно, потребляется меньше энергии, меньше выбросов CO2 и других факторов. парниковые газы уменьшаются.Это видно из таблицы 2.

Еще одним преимуществом ПЛК является более низкая потребность в сырье, что снижает потребление природных ресурсов. Для производства тонны портландцемента требуется от 1,3 до 1,4 тонны сырья. Для ПЛК требуется примерно на 10 % меньше первичного сырья.

Хорошо для вас, хорошо для всех

Производители сборного железобетона всегда должны быть в поиске любых процессов и материалов, которые могут снизить стоимость их продукции и повысить устойчивость, не влияя при этом негативно на производительность.PLC может предоставить средства для этой цели.

Данные, представленные в Таблице 1, показывают, что содержание известняка в цементе может быть увеличено с уровня, обычно используемого в обычном портландцементе (около 3,5%), до 15% при сохранении эквивалентных характеристик. Это может привести к уменьшению воздействия на окружающую среду и, в некоторых случаях, к снижению затрат.

Достижение характеристик бетона, сравнимых с показателями, полученными с использованием обычного портландцемента, возможно, поскольку тонкоизмельченный известняк может способствовать развитию микроструктуры, особенно когда производитель оптимизирует тонкость и химический состав готового цемента. Использование ПЛК должно быть бесшовной интеграцией в процесс производства сборного железобетона.

Если вы заинтересованы в использовании ПЛК на своем предприятии, свяжитесь с производителем цемента для получения дополнительной информации. Вы также можете найти много полезной информации на веб-сайте Portland Cement Association по адресу цемент.org.

Для получения дополнительной информации по этому вопросу, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к Клоду Гогену по телефону (317) 571-9500 или по адресу [email protected].

Клод Гоген, П.Э., LEED AP, директор NPCA по устойчивому развитию и техническому образованию. Пол Д. Теннис, доктор философии, участвовавший в написании этой статьи, является директором по стандартам и технологиям продукции Ассоциации портландцемента.

Каталожные номера

Питер Хокинс, Пол Д. Теннис и Рэйчел Детвайлер, «Использование известняка в портландцементе: современный обзор», Portland Cement Association, 2003

Портланд-известняковые цементы: современный отчет и анализ пробелов для CSA A3000

р. Д. Хутон, М. Ноккен и Майкл Д.А. Томас, 17 июня 2007 г.

Майкл Д.А. Томас и Р. Дуг Хутон, «Долговечность бетона, изготовленного из портландцемента: канадские исследования», SN3142, Portland Cement Association, 2010

Пол Д. Теннис, Майкл Д.А. Томас и Джейсон Вайс, «Современный отчет об использовании известняка в цементах на уровне до 15%», SN3148, Portland Cement Association, 2011

Разработка портландцемента

Боб Беннет

 

 
  Мелкий известковый шлак

Один из первых патентов на цемент был получен Кендриком Эдисбери в 1677 году на определенный вид пластыря необычайной твердости под названием «Glassis».Мало что известно о производственном процессе, поскольку в то время это не требовалось для патентов. Однако из этого ясно, что, по крайней мере, с конца 17 века производители в этой стране экспериментировали с различными гидравлическими вяжущими, то есть такими, которые быстрее схватываются за счет реакции с участием воды, многие из которых были называемые на протяжении многих лет «цементами».

В конце 18-го и начале 19-го века велась активная работа по разработке новых альтернатив простым негидравлическим известковым растворам
, отчасти подпитываемая желанием создать видимость мелкого тесаного камня в районах страны, где кирпич был более доступнее, чем камень.В 1796 году г-н Паркер из Лондона запатентовал «гидравлический» цемент, который он назвал «римским цементом». На самом деле он не имел ничего общего с римским происхождением, за исключением того, что он был такого же темно-коричневого цвета, как и более ранние римские растворы, которые, возможно, были негидравлическими растворами, преобразованными в гидравлические путем добавления вулканического пепла в качестве пуццолана. Паркер был одним из первых, кто экспериментировал с «септариями», конкреции которых были обнаружены на морском дне у Харвича. Этот материал состоял из почти равных количеств глины и карбоната кальция, а присутствие следов оксида железа придавало продукту характерный коричневый цвет. Септария также была обнаружена на морском дне в Шеппи и была использована для производства «цемента Шеппи». Аналогичный продукт был сделан из того же типа септариев, что и на острове Уайт, и остатки цементного завода в Медине можно увидеть и сегодня. Другим был цемент Мартина, который был разработан Ричардом Грином Мартином из Ламбета в 1834 году, а цемент Кина был запатентован в 1838 году Дж. Д. Гринвудом и Р. В. Кином. Хоус улучшил цемент Кина несколько лет спустя. В 1846 году Дж. Китинг запатентовал цемент Parian, и примерно в это же время были разработаны такие продукты, как цемент Робинсона и бирмингемский водонепроницаемый цемент.

Джозеф Аспдин также был очень занят в этот период, разрабатывая «портландский» цемент, который он запатентовал в 1824 году. больше нет необходимости гасить большие куски обожженного известняка в желобах с водой или специально построенных прудах, процесс, который выполнялся в течение предыдущих 10 000 лет или более. Должно быть, казалось, что дни «ларри» (устройство, похожее на грабли с длинной ручкой, которое использовалось для поддержания движения извести во время процесса гашения) подошли к концу. Эта горячая и изнурительная задача потребовала пары сильных рук и больших усилий, чтобы известь, температура которой достигала 600ºC, не гасилась, даже если она находилась под водой. После гашения его обычно оставляли на несколько месяцев, чтобы он созрел перед использованием. Весь процесс был очень трудным и потенциально очень опасным, так как человек, упавший в глубокую яму во время гашения, вероятно, был бы убит или, по крайней мере, ослеплен и получил бы ожоги третьей степени.

Помимо того, что это промышленный материал, портландцемент был прост в использовании: смешайте одну часть цемента с тремя частями песка, добавьте воду, и полученный раствор на следующий день
затвердеет. По сравнению со значительными усилиями и временем, затрачиваемыми на изготовление простого известкового раствора, эта альтернатива должна была быть наиболее привлекательной. Быстрое схватывание также означало, что при возведении стен должно было пройти меньше времени, прежде чем можно было уложить следующие несколько рядов камня или кирпича, что позволило продолжить строительство быстрее.

Говорят, что недавно запатентованный портландцемент Aspdin получил свое название благодаря наблюдению, что при смешивании с заполнителем он дает раствор, похожий по цвету на портландцемент. Было отмечено сравнение, что большая часть раннего использования портландцемента была в качестве связующего вещества во внешних штукатурках, и после того, как он был рустирован или облицован для имитации камня. В течение последних 10 000 или более лет относительно чистый известняк обжигали при температуре от 900°C до 1 000°C, поскольку это естественный предел при загрузке печи дровами.Уголь стал широко использоваться только во время промышленной революции, когда, поскольку он имеет более высокую теплотворную способность, чем древесина, более высокие температуры было легче достичь. Аспдин, вероятно, знал, что обычные известковые растворы затвердевают до различной прочности в зависимости как от естественного уровня глины в известняке, так и от того, что процесс также частично зависит от температуры и влажности. Негидравлический известковый раствор отверждается исключительно за счет поглощения углекислого газа из атмосферы по мере высыхания.Чтобы процесс работал, температура должна быть выше 10ºC, а влажность должна быть ниже 80 процентов, иначе окружающий воздух не сможет поглощать влагу.

Немногие источники известняка представляют собой чистый карбонат кальция, и большинство из них в большей или меньшей степени загрязнены различными элементами, включая формы глины. Именно процентное включение этих элементов отчасти определяет гидравличность продукта сжигания. Большинство встречающихся в природе известняков варьируются от нескольких процентов загрязнения до максимум примерно 20-25 процентов.Проще говоря, чем выше процентное содержание глины и/или выше температура обжига, тем сильнее может быть вызвана гидравлическая реакция. Аспдин решил работать со 100 частями относительно чистого известняка и 45 частями глины. Материалы смешивали, сначала обжигали при температуре 1200ºC, а затем измельчали ​​и обжигали при еще более высокой температуре, а затем измельчали ​​для получения тонкого порошка.

Судя по всему, его первые экспериментальные обжиги произвели цемент, который затвердел настолько быстро, что на стройплощадке от него было бы мало толку.Добавление гипса к продукту действовало как замедлитель, и так родился цемент. При цене, вдвое превышающей эквивалентное количество извести, продажи шли медленно, и к 1850 году четыре завода производили всего 70 000 тонн в год. Однако именно сын Аспдина Уильям в 1852 году получил патент на усовершенствованный метод производства портландцемента, и продажи продукта, который мы знаем сегодня, увеличились. Он был изготовлен по единому стандарту, в отличие от обычного процесса, при котором известняк обжигали в небольших печах при слегка различающихся температурах.Портландцемент имел преимущество перед другими цементами в том, что он был прочным, обладал хорошими гидравлическими свойствами и способностью нести большую долю заполнителя. В то время как большинство смесей известкового раствора вращались от 1: 1 до 1: 3, цементные растворы можно было смешивать с заполнителем в более широком диапазоне пропорций. Ранние эксперименты, проведенные с цементом, показали, что смесь 1:1 примерно в 3,4 раза прочнее чистого цемента, а смесь 1:5 примерно в 1,6 раза сильнее.

В то время как портландцемент имеет много преимуществ при проектировании современных конструкций, к сожалению, он не совместим с историческими растворами, главным образом потому, что они были обожжены при более низкой температуре около 900ºC.Проблема с обжигом известняка выше этой температуры заключается в образовании алюминатов трикальция, и их сочетание с гипсом (гигроскопичным материалом) в качестве замедлителя при производстве цемента в значительной степени объясняет незначительное движение, которое может происходить в современных цементных растворах, что требует включения компенсационные швы в кирпичной кладке.

Прочность и плотность растворов, изготовленных из портландцемента, также вызывают проблемы при использовании на исторической кладке. Прочность имеет решающее значение, потому что для того, чтобы быть подходящим, раствор должен быть слабее камня или кирпича, с которым он используется, так что, если напряжение в стене приводит к разрушению, линии трещин возникают в растворе, а не в самом кирпиче или камне. Известковые растворы более гибкие и могут выдерживать большую степень подвижности без разрушения. Это само по себе делает цементные растворы и известковые растворы губительными соседями, особенно там, где традиционно построенная стена была повторно залита известковым раствором. В этом случае сердцевина остается гибкой, но поверхность теперь жестко связана новым раствором, а сезонные движения вызывают напряжение в поверхности, обычно приводящее к растрескиванию кирпичной или каменной кладки.

Плотность раствора или, точнее, его паропроницаемость и пористость также имеют решающее значение, поскольку традиционные методы строительства предполагают, что пористая поверхность остается сухой.В современных конструкциях стен полость, разделяющая внутренние и внешние листы, гарантирует, что любая влага, попадающая в стену, не сможет попасть внутрь. Однако в традиционном строительстве, будь то обмазанная известью панель из плетня и мазка, лицевой кирпич или тесаный камень, или массивная каменная стена с покрытием из штукатурки или извести, поверхность легко впитывает влагу, но также легко высыхает, поэтому влага не проникать далеко в стену. Предотвращение этого естественного испарения с помощью плотного водонепроницаемого покрытия из цемента будет задерживать влагу, что может привести к повреждению из-за воздействия мороза, а повреждение от кристаллизации соли может произойти везде, где появляются трещины в покрытии.

Хотя большинству специалистов слишком хорошо известно о масштабах ущерба, нанесенного ненадлежащим использованием растворов с высоким содержанием цемента после Первой мировой войны, неправильное использование портландцемента фактически уже было хорошо известно к концу викторианского периода. Некоторые из наших самых важных средневековых зданий были «отреставрированы» и отремонтированы с использованием портландцемента архитекторами готического возрождения, такими как Стрит, что поставило консерваторов сегодня перед некоторыми из их самых больших проблем.Удаление плотно прилипшего раствора может нанести больше вреда, чем избежать.

Открытие Аспдинов произвело революцию в строительстве. Их наследие, портландцемент, является бесценным строительным материалом. Однако, как и со всеми материалами, важно понимать их свойства и характеристики, прежде чем использовать их, особенно когда речь идет об исторических зданиях.

Что означает портландцемент?

Портландцемент

Портландцемент является наиболее распространенным типом цемента, широко используемым во всем мире в качестве основного ингредиента бетона, строительных растворов, штукатурки и неспециализированных растворов.Он был разработан из других типов гидравлической извести в Англии в середине 19 века и обычно происходит из известняка. Это мелкий порошок, получаемый путем нагревания известняка и глинистых минералов в печи с образованием клинкера, измельчения клинкера и добавления 2–3% гипса. Доступны несколько типов портландцемента. Наиболее распространенный, называемый обычным портландцементом (OPC), имеет серый цвет, но также доступен белый портландцемент. Его название происходит от его сходства с портлендским камнем, который добывали на острове Портленд в Дорсете, Англия. Он был назван Джозефом Аспдином, который получил на него патент в 1824 году. Однако его сын Уильям Аспдин считается изобретателем «современного» портландцемента из-за его разработок в 1840-х годах. Портландцемент едкий, поэтому он может вызывать химические реакции. горит. Порошок может вызвать раздражение или, при сильном воздействии, рак легких и может содержать некоторые опасные компоненты, такие как кристаллический кремнезем и шестивалентный хром. Экологическими проблемами являются высокое потребление энергии, необходимое для добычи, производства и транспортировки цемента, а также связанное с этим загрязнение воздуха, включая выброс парниковых газов (т.г., двуокись углерода), диоксин, NOx, SO2 и твердые частицы. На производство портландцемента приходится около 10% мировых выбросов углекислого газа. По оценкам Международного энергетического агентства, для удовлетворения растущего населения мира к 2050 году производство цемента должно увеличиться на 12–23%. В настоящее время проводится несколько исследований, направленных на подходящую замену портландцемента дополнительными цементными материалами. Низкая стоимость и широкое распространение Наличие известняка, сланцев и других природных материалов, используемых в портландцементе, делает его одним из самых дешевых материалов, широко используемых в прошлом веке.Бетон, изготовленный из портландцемента, является одним из самых универсальных строительных материалов в мире.

ICSC 1425 — ПОРТЛАНД-ЦЕМЕНТ

ICSC 1425 — ПОРТЛАНД-ЦЕМЕНТ
ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ ICSC: 1425 (октябрь 2001 г.)
Гидравлический цемент
Номер CAS: 65997-15-1
Номер ЕС: 266-043-4

  ОСТРЫЕ ОПАСНОСТИ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ПОЖАРОТУШЕНИЕ
ПОЖАР И ВЗРЫВ Не горючий.     В случае возгорания поблизости используйте соответствующие средства пожаротушения.

СТРОГАЯ ГИГИЕНА!
  СИМПТОМЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ
Вдыхание Кашель. Больное горло. Избегайте вдыхания пыли. Свежий воздух, отдых.
Кожа Сухая кожа. Покраснение. См. Примечания. Защитные перчатки. Защитная одежда. Промойте, а затем вымойте кожу водой с мылом.
Глаза Покраснение. Боль. Тяжелые глубокие ожоги. Наденьте защитные очки. Сначала промыть большим количеством воды в течение нескольких минут (снять контактные линзы, если это возможно), затем обратиться за медицинской помощью.
Проглатывание Жжение. Боль в животе. Не ешьте, не пейте и не курите во время работы. НЕ вызывать рвоту. Обратитесь за медицинской помощью.

ЛИКВИДАЦИЯ УТЕЧЕК КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА
Средства индивидуальной защиты: респиратор с фильтром твердых частиц, адаптированный к концентрации вещества в воздухе.Смести просыпанное вещество в закрытые контейнеры. НЕ смывать в канализацию.

В соответствии с критериями СГС ООН

Транспорт
Классификация ООН

ХРАНЕНИЕ
Сухой. Хорошо закрытый. Отдельно от сильных кислот.
УПАКОВКА
 

Подготовлено международной группой экспертов от имени МОТ и ВОЗ, при финансовой поддержке Европейской комиссии.
© МОТ и ВОЗ, 2021 г.

ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ КМГС: 1425
ФИЗИЧЕСКАЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Физическое состояние; Внешний вид
СВЕТЛО-СЕРЫЙ ИЛИ БЕЛЫЙ ПОРОШОК.

Физические опасности

Химическая опасность
Реагирует с кислотами, металлами алюминия и солями аммония.Медленно реагирует с водой, образуя затвердевшие гидратированные соединения, выделяя тепло и образуя сильный щелочной раствор.


Температура плавления: >1000°C
Плотность: 2,7-3,2 г/см³
Растворимость в воде: реакция


ВОЗДЕЙСТВИЕ И ВЛИЯНИЕ НА ЗДОРОВЬЕ

Пути воздействия
Вещество может проникать в организм при вдыхании.

Последствия кратковременного воздействия
Вещество раздражает кожу и дыхательные пути. Вещество разъедает глаза.

Опасность при вдыхании
При распылении можно быстро достичь концентрации взвешенных частиц в воздухе.

Последствия длительного или многократного воздействия
Повторяющийся или продолжительный контакт с кожей может вызвать дерматит.Повторяющийся или продолжительный контакт может вызвать сенсибилизацию кожи.


ПРЕДЕЛЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ
TLV: (вдыхаемая фракция): 1 мг/м 3 , как TWA; A4 (не классифицируется как канцероген для человека).
MAK: категория канцерогенов: 3 


ПРИМЕЧАНИЯ
Продукт в основном представляет собой смесь силикатов кальция, алюминатов, ферритов и сульфата кальция.
Добавление стабилизатора или ингибитора может повлиять на токсикологические свойства этого вещества, проконсультируйтесь со специалистом.
Сенсибилизация, наблюдаемая при использовании цемента, в основном связана с присутствием шестивалентного хрома. Некоторые портландцементы могут не содержать шестивалентного хрома.
В присутствии влаги ожоги кожи могут возникнуть через 12–48 часов после воздействия; боли в момент воздействия может не быть.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Классификация ЕС


Все права защищены.Опубликованный материал распространяется без каких-либо явных или подразумеваемых гарантий. Ни МОТ, ни ВОЗ, ни Европейская комиссия не несут ответственности за интерпретацию и использование информации, содержащейся в этом материале.
    Смотрите также:
       Токсикологические сокращения
 

Портландцемент — Scientific American

Реклама

Состав портландцемента глинисто-известковый; то есть он состоит из глины и известняка, обычно содержащего некоторое количество кремнезема, свойства которого могут варьироваться без ущерба для цемента. Доля глины также может варьироваться от 19 до 25 процентов без ущерба Он встречается в Булони, Франция, в нижних слоях мелового периода. Единственным необходимым условием для образования хорошего искусственного портландцемента является однородная и однородная смесь карбоната извести и глины, причем пропорция глины указана выше. Материалы доводят до белого каления в печах надлежащей формы, так что они почти остекловываются. После прокаливания все пылевидные и заскорузлые части тщательно выкалываются и выбрасываются. Количество воды, вступающей в соединение с ним при смешивании, составляет около 0,3G8 по весу. Схватывание происходит медленно, на это требуется от 12 до 18 часов. Обычные гидравлические или водные цементы схватываются очень быстро, некоторые из них схватываются за три-четыре минуты под водой при температуре 65 градусов по Фаренгейту. Время схватывания варьируется от этого до четырех часов в зависимости от характеристик цемента. Они содержат большее количество кремнезема и глинозема, чем любой другой других известняков, а также содержат магнезию, которой нет в портландцементе. Они не гасятся после обжига и не дают усадки при затвердевании, как жирные извести, и могут использоваться без песка, причем последний используется только для экономии Медленное схватывание портландцемента делает его использование очень удобным для многих целей, так как за один раз можно смешать гораздо большее количество, чем можно сделать с гидравлическими цементами. прочный и прочный цемент. Он успешно применяется для бетонного строительства, строительства дорог, облицовки железных труб и цистерн, морской архитектуры и т. Д. И т. Д. По-видимому, его популярность растет, и его производство растет. В Англии производятся большие количества мела, из которого получают карбонат извести. Он широко использовался в строительстве фундаментов для мостов, некоторые из которых простояли от 16 до 18 лет, не проявляя признаков разрушения. Из этого материала были построены обширные волноломы в Средиземном море. Г-н Хокшоу, известный инженер, говорит, что он использовал портландцемент в фарватере и не столкнулся с трудностями. Он также не обнаружил никаких трудностей при использовании бетонных блоков в подобных ситуациях. Многие другие свидетельствуют о его хороших качествах, и нет никаких сомнений. мы считаем, что его использование может быть значительно расширено с преимуществом

Эта статья была первоначально опубликована под названием «Портландцемент» в журнале Scientific American 21, 8, 121 (август 1869 г.)

doi:10.1038/scientificamerican08211869-121b

Читать дальше

В магазине

Scientific American

Информационный бюллетень

Будьте умнее.

Подпишитесь на нашу новостную е-мэйл рассылку.

Поддержите научную журналистику

Откройте для себя науку, которая изменит мир. Изучите наш цифровой архив с 1845 года, включая статьи более 150 лауреатов Нобелевской премии.

Подпишитесь прямо сейчас!

Portland Cement — Engineer-Educators.com

В настоящее время в основном используется портландцемент.Это тщательно подобранная и специально обработанная комбинация извести, кремнезема, оксида железа и глинозема. Обычно его изготавливают из известняка, смешанного со сланцем, глиной или мергелем. Правильно подобранное сырье измельчается и подается в печи, где оно нагревается до температуры 2700°F и выдерживается при этой температуре в течение определенного времени. Тепло вызывает химические изменения в смеси и превращает ее в клинкер, твердую массу из расплавленной глины и известняка. Затем клинкер измельчают до тонкости, которая проходит через сито с 40 000 отверстий на квадратный дюйм.

Типы цемента

Существует пять типов портландцемента, охватываемых Стандартными техническими условиями на портландцемент. Эти спецификации регулируются типами Американского общества испытаний и материалов (ASTM). Отдельные спецификации, например, требуемые для воздухововлекающих портландцементов, находятся в отдельном стандарте ASTM. Тип конструкции, химический состав почвы, экономичность и требования к использованию готового бетона являются факторами, влияющими на выбор типа используемого цемента.

Тип I – Цемент типа I является цементом общего назначения для бетона, который не требует особых свойств других типов. Как правило, цемент типа I предназначен для бетона, который не подвергается воздействию сульфатов или повреждению теплом гидратации. Портландцемент типа I используется в строительстве мостовых и тротуаров, железобетонных зданий и мостов, железных дорог, резервуаров, резервуаров, канализации, водопропускных труб, водопроводных труб, каменных блоков и почвенно-цементных смесей.Как правило, он более доступен, чем другие типы. Цемент типа I достигает проектной прочности примерно через 28 дней.

Тип II – Цемент Типа II модифицирован для сопротивления умеренному воздействию сульфатов. Он также обычно выделяет меньше тепла гидратации и с меньшей скоростью, чем тип I. Типичное применение — для дренажных сооружений, где концентрация сульфатов в почве или грунтовых водах выше нормы, но не является серьезной. Цемент типа II также используется в больших конструкциях, где его умеренная теплота гидратации вызывает лишь небольшое повышение температуры бетона.Повышение температуры цемента типа II может стать проблемой при укладке бетона в теплую погоду. Цемент типа II достигает проектной прочности примерно через 45 дней.

Тип III – Цемент типа III представляет собой цемент с высокой начальной прочностью, который обеспечивает расчетную прочность в раннем возрасте, обычно через 7 дней или меньше. Он имеет более высокую теплоту гидратации и более тонкий помол, чем тип I. Тип III обеспечивает быстрое снятие опалубки и при строительстве в холодную погоду сокращает период защиты от низких температур. Более богатые смеси типа I могут получить высокую начальную прочность, но тип III дает ее более удовлетворительно и экономично. Используйте его с осторожностью в бетонных конструкциях с минимальным размером 2 1/2 фута или более. Несмотря на то, что не существует установленного минимального размера, будьте осторожны с массивными укладками бетона, так как они будут выделять больше тепла. Высокая температура гидратации может вызвать усадку и растрескивание.

Тип IV – Цемент типа IV представляет собой специальный цемент. Он имеет низкую теплоту гидратации и предназначен для применений, требующих минимальной скорости и количества теплоты гидратации.Его сила также развивается медленнее, чем у других типов. Тип IV используется в основном в очень больших бетонных конструкциях, таких как гравитационные плотины, где повышение температуры из-за тепла гидратации может повредить конструкцию. Цемент типа IV достигает проектной прочности примерно через 90 дней.

Тип V – Цемент типа V устойчив к сульфатам и должен использоваться там, где бетон подвергается сильному воздействию сульфатов, например, когда почва или грунтовые воды, контактирующие с бетоном, имеют высокое содержание сульфатов. Цемент типа V достигает проектной прочности примерно через 60 дней.

Воздухововлекающий цемент
Воздухововлекающий цемент

Воздухововлекающий портландцемент — это специальный цемент, который можно использовать с хорошими результатами в различных условиях. Он был разработан для производства бетона, стойкого к замораживанию и оттаиванию, а также к образованию накипи, вызванной химическими веществами, применяемыми для удаления сильного мороза и льда. В этот цемент добавляются очень небольшие количества воздухововлекающих материалов, так как клинкер измельчается во время производства.Бетон, изготовленный с использованием этого цемента, содержит крошечные, хорошо распределенные и полностью отделенные пузырьки воздуха. Пузырьки настолько малы, что их может быть миллионы в кубическом футе бетона. Пузырьки воздуха обеспечивают пространство для расширения замерзшей воды без повреждения бетона. Воздухововлекающий бетон используется в дорожном покрытии на севере США уже около 25 лет с отличными результатами.