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

Для выполнения строительных работ требуется качественный материал. Портландцемент — это та основа, без которой строительство будет считаться сомнительным, особенно, где необходимо придерживаться требований к прочности выстроенного сооружения.

Содержание

1. Портландцемент: что это такое — определение и история получения
2. Область применения портландцементов
3. Чем портландцемент отличается от обычного цемента
4. Особенности состава
5. Как разводить портландцемент
6. Разновидности портландцемента, какие бывают основные марки
7. Быстротвердеющий (БТЦ)
8. Сульфатостойкий
9. Тампонажный
10. Технические характеристики и физические свойства

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.

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%.

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.

Компоненты	Цемент (мешок 25 кг) (шт.)	Песок (ведро 10 л.) (шт.)	Щебень (ведро 10 л.) (шт.)	Вода (ведро 10 л.) (шт.)
Бетон М 300	1	4	7	1,5
Кладочный раствор	1	8	—	2
Штукатурная смесь	1	6,5	—	2

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.

[info-box type=»warning»]Обязательно требуется соблюдать обозначенные пропорции, чтобы в последующем не возникли проблемы с качеством выполненных работ.[/info-box]

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.

Технические характеристики и физические свойства

В качестве технических характеристик и основных свойств портландцемента, определяющих его востребованность, выделяют:

• Тонкость помола приблизительно 40 микрон. Соответствие стандарту определяется способностью цементного порошка просыпаться сквозь сито №008.
• Удельный вес продукта составляет 1600 кг/м3 – для уплотненных смесей и 1100 кг/м3 – для насыпных.
• Водопотребность указанного строительного материала достаточно мала, поэтому для приготовления раствора используют не более 25-28% воды относительно массы применяемого цемента. Если жидкости добавить больше, то бетон при затвердевании будет расслаиваться. При использовании меньшего количества воды, непосредственно на готовом изделии станут образовываться трещины.
• Схватывается раствор в основном за 40-45 минут, но в зависимости от условий окружающей среды, процесс затвердения может отличаться. Например, если используется раствор зимой, то время схватывания происходит в пределах 10-12 часов.
• При застывании раствора на улице, он может уменьшиться в объеме до 0,5-1 мм/м, а при смешивании сухого цемента с водой, он способен увеличиваться до 0,5 мм/м.

Плотность готового продукта зависит от присутствующих в цементе добавок. К примеру, если смесь находится непосредственно в рыхлом состоянии, то ее плотность составляет 1,1 т/м3, в уплотненном – до 1,5-1,7 т/м3.

Физические свойства портландцемента отображают его главные преимущества. Основными из них считаются:

• Устойчивость к антикоррозийным процессам, так как в материал добавляются вещества, которые препятствуют химактивности солей. Дополнительно в состав портландцементов включаются примеси, снижающие пористость бетона.
• Период хранения цемента в заводской упаковке при соблюдении правил составляет 1 год. Обусловлено это тем, что, спустя 3 месяца после изготовления портландцемента даже при хранении его в упаковке теряется активный состав до 20%. Через 12 месяцев потери могут составлять уже 40%.
• Прочность сжатия обозначает насколько быстро может схватываться цементный раствор. Есть 3 класса прочности: 22,5; 42,5; 52,5.

Главные свойства портландцемента свидетельствуют об улучшенной структуре материала, поэтому его допускается применять даже в холодных климатических зонах.

Рассмотрев, что такое портландцемент и его особенности, главное – помнить, что требуется соблюдать соответствующие правила создания раствора при строительстве.

Портландцемент – что это, виды, лучшие марки, когда и как используют

Строительный материал, получаемый путем помола карбонатных горных пород с силикатными добавками, называют портландцементом. При смешивании с водой и песком вяжущий порошок образует тестообразную субстанцию, прочность которой по мере испарения воды многократно усиливается. Бетон, получаемый на его основе, обладает высокими эксплуатационными характеристиками.

Справка: что это?

Содержание

• Справка: что это?
  • Производство портландцемента
• Состав портландцемента
  • Свойства
• Характеристики
  • Технические
  • Физические
  • Механические
• Чем отличается простой цемент от портландцемента
• Какие виды существуют?
• Лучшие марки
• Как и в каких случаях использовать?
• Советы по выбору и применению портландцемента

Портландцемент представляет собой вяжущее гидравлическое вещество, отличающееся универсальностью и широкой сферой применения. Этот вид цемента на 70-80% состоит из клинкера (продукт, получаемый из сырьевой смеси известняка и глины) путем равномерного обжига до степени спекания.

Вторая по важности составляющая портландцемента – гипс (дигидратат сульфата кальция), управляющий скоростью схватывания и отвердевания цементной массы. В смеси также присутствуют корректирующие  добавки (бокситы, опоки, трепелы, пески, пиритные огарки). Их процентным составом определяются свойства, виды и марки портландцемента.

Автор технологии получения портландцемента – каменщик-изобретатель из города Лидс (Великобритания) Джозеф Аспдин. Итогом его опытов по получению вяжущего вещества путем измельчения и обжига смеси извести с глиной стало получение качественного цементирующего материала с прекрасными вяжущими характеристиками.

В октябре 1824 года автор запатентовал новый строительный материал, дав ему название «portland cement», поскольку по внешнему виду он походил на естественную породу, добывавшуюся в известняковых каменоломнях острова Портленд (пролив Ла-Манш). Параллельно с этим (1817 г), русский военный техник Е.Г. Челиев разработал рецепт изготовления универсального вяжущего средства путем обжига смеси извести с глиной с доведением до спекания. Способ изготовления вяжущего, предложенный Челиевым, принципиально не отличается от технологии изготовления портландцемента, применяемой в современном строительстве.

Производство портландцемента

Производство портландцемента начинается с приготовления клинкера. Для этого сырьевую смесь (известняк, мел, кремнозем, глинозем) тонко измельчают до однородного состояния и обжигают при температуре 1450-1470°С (время обжига составляет 2-4 часа) в специализированных печах.

При нагревании смеси компонентов сырья – известняков и глины до высоких температур происходит их частичное плавление и агрегация, что приводит к образованию гранул клинкера. Так заканчивается промежуточный этап производства портландцемента.

После повторного измельчения клинкер смешивают с качественным гипсом. На этом этапе в смесь добавляют различные присадки, улучшающие эксплуатационные характеристики готового продукта. Различают несколько методов производства портландцемента: мокрый, полусухой, сухой, смешанный.

Главное их отличие заключается в методах обжига и способе смешивания сырьевых материалов (в виде водных растворов или сухих смесей).

• Мокрый способ

Глинистый компонент предварительно замачивают. После того, как влажность сырья увеличится до 70%, ее смешивают с известняком и отправляют в печь. Полученные в результате обжига минеральные гранулы, снова перемалывают, затем смешивают с гипсом.

Данный способ позволяет экономить электроэнергию, отличается более совершенным процессом смешивания и транспортировки сырья. Получаемый цемент имеет отличное качество.

• Полусухой способ

Для приготовления клинкера используют известь и глину, которые тонко измельчают и высушивают. После смешивания клинкер оптимизируют внесением добавок, гранулируют и отправляют на обжиг. При данном методе (в отличие от сухого) производят более тонкое измельчение сырья.

• Сухой способ

Считается самым экономным. На всех этапах производства используют исключительно сухое сырье, влажность которого не превышает 1%. Существует ряд технологий приготовления клинкера сухим методом (в зависимости от свойств сырья).

Наиболее популярен метод сушки во вращающихся печах и перемалывания в дробильных аппаратах. После завершения обжига, сырье помещают в холодильник, затем следует этап тонкого перемалывания и фасовки на складах.

• Комбинированный способ

При таком способе производства портландцемента часть работ производят по схеме мокрого способа, а другую часть – по методу сухого. Технология предусматривает сухую подготовку сырья, последующее его увлажнение до 14%, измельчение в мельницах и сушку в специальных вращающихся печах.

ВАЖНО! Правильный подбор сырьевых компонентов и соблюдение технологического процесса производства обеспечивает получение качественного готового продукта с высокими эксплуатационными характеристиками.

Состав портландцемента

Основной ингредиент портландцемента – клинкерная крошка. Ее получают на первом этапе технологического процесса, смешивая в определенных пропорциях минеральные составляющие. Различают четыре основные фазы клинкера.

• Алит – фаза, составляющая основу цементного клинкера. Это трехкальциевый, силикат (50-70% общего объема). За счет наличия в решетке инородных ионов Mg2⁺, Al3⁺ и Fe3⁺ состав и структура модифицированы. Алит отличается быстрым реагированием с водой, что выражается быстрым нарастанием прочности в первые 28 суток после заливки.
• Белит – двукальциевый силикат (15-30% общего объема). Наличие в структуре инородных ионов обеспечивает модификацию элемента. Он менее активно реагирует с водой и мало влияет на прочность раствора в течение первых 28 суток после заливки. Но затем, степень влияния на прочность становится выше.
• Алюминатная фаза – это трехкальциевый алюминат (5-10% общего объема). Состав и структура модифицированы за счет наличия инородных ионов. При контакте с водой быстро реагирует с ней, обеспечивая быстрое схватывание раствора.
• Алюмоферритная фаза – четырехкальциевый алюмоферрит (5-15% общего объема). Вначале быстро реагирует с водой, затем скорость реакции снижается.
• В клинкере содержатся в небольших объемах щелочные сульфаты и оксид кальция.

Готовый клинкер смешивают с гипсом (содержание гипса в смеси составляет 5%). Цель данной добавки – контролировать процесс схватывания и отвердения при контакте смеси с водой. Присутствие гипса обеспечивает подвижность раствора в течение 45 минут после затворения.

Свойства

Основные свойства портландцемента (плотность, скорость схватывания, тонкость помола, водопотребность, водоотделение, равномерность изменения объема, прочность, тепловыделение, морозостойкость) – это критерии, определяющие качество исходного материала и его эксплуатационные характеристики.

• Плотность

Важнейшая характеристика, определяемая как отношение массы к объему. Насыпная плотность – определяется удельным весом с учетом воздуха находящегося между частицами. Истинная плотность – это плотность вещества в состоянии монолита.

• Схватывание

Первый этап процесса гидратации, период набора прочности бетонной смеси, который начинается спустя короткое время после заливки.

• Тонкость помола

Характеристика дисперсности зернистых масс, в частности, вяжущих материалов. Представляет собой количество зерен и их суммарную поверхность в единице массы зернистого вещества.

• Равномерность изменения объема в период схватывания

Характеристика, определяющая качество цемента. Неравномерное схватывание характерно для порошка с превышенным процентным составом извести или оксидов магния. Качество раствора определяют по состоянию поверхности лепешек из цементного теста. После затвердения они не должны иметь трещин или морщин.

• Водопотребность или водоцементное отношение

Это количество влаги, необходимое для изготовления цементного теста определенных пластичных свойств. Для большинства марок соотношение количества воды к цементу соответствует 25%. Для понижения показателя в состав цемента вводят пластификаторы.

• Водоотделение

Процесс водоотделения наблюдают на поверхности бетонного изделия или между слоями раствора,  в процессе твердения цементного теста. Оно происходит за счет опускания твердых частиц основного материала и наполнителей под действием собственной силы тяжести. Данный процесс снижает показатели прочности, поэтому для замедления процесса водоотделения в сухую смесь вводят минеральные добавки.

• Морозостойкость

Показатель, применяемый к отвердевшей поверхности цементно-песчаного слоя. Он обозначает способность переносить определенное количество замерзаний и последующих оттаиваний с сохранением основных рабочих характеристик бетона. Улучшить данную характеристику можно добавлением в раствор абиетата натрия (органической натриевой соли абиетиновой кислоты).

• Коррозийная стойкость

Определяется увеличением хрупкости бетона под воздействием различных агрессивных сред. Показатель имеет химическую и физическую составляющие. Химическая – определятся минеральным составом и способностью компонентов смеси выдерживать воздействие химически активных элементов.

Физическая – представляет собой стойкость к воздействию природных сил. Ее можно улучшить, снизив пористость готового монолита, добавив модификатор на стадии приготовления раствора.

• Тепловыделение

Способность цемента выделять тепло в процессе гидратации. Портландцемент, характеризующийся большими величинами тепловыделения, считается некачественным. При высоком выделении тепла раствор показывает быстрое схватывание, но скоро теряет прочностные качества. Для регулирования показателя тепловыделения служат специальные химически активные добавки и присадки.

Характеристики

Все параметры портландцемента имеют значение для успешного проведения строительных работ. В качественных составах, создаваемых в соответствии с ГОСТами, они тщательно соблюдены. Данные виды вяжущего материала можно смело использовать для решения широкого круга строительных задач.

Технические

Технические параметры портландцемента представляют собой совокупность функциональных свойств, определяющих возможность эксплуатации в соответствии с целевым назначением:

• Средний удельный вес (отношение веса к объему) для обычных смесей составляет 1100 кг/м³. Для уплотненных материалов эта величина составляет 1600 кг/м³.
• Тонкость помола для портландцемента обычных марок составляет 2500-3000 см²/г, для быстротвердеющих – 4000-6000 см²/г. Данная величина является определяющей для скорости твердения и другие качественных характеристик.
• Водопотребность или количество жидкости в составе для достижения нормальной концентрации портландцементного раствора составляет 25-28%. Слишком густой раствор нежелателен, поскольку может уменьшать прочность, приводя к расслаиванию цементного теста.
• Плотность определяется химическим и минералогическим составом материала. Насыпная плотность (плотность порошкообразного цемента) находится в пределах 0,9-1,3 т/м3. Истинная плотность (плотность цемента в состоянии монолита) – 1,5-2 т/м3.
• Схватывание (при условии соблюдения рецептуры и правил разведения с водой) начинается через 45 минут, а заканчивается не позже чем через 12 часов после заливки. Данный показатель зависит от химического состава сырья, тонкости помола, условий внешней среды, количества добавляемой воды. У специализированных марок портландцемента (предназначенных для бетонирования дорожных покрытий) процесс схватывания заканчивается через 2 часа после затворения.

Изменение объема для обычных составов представляет собой усадку на 0,5-1 мм/м (в воздушной среде) и увеличение на 0,5 мм/м (в водной среде). Важно чтобы изменение происходило равномерно, по всему объему. В противном случае возникнут нежелательные натяжения твердеющего материала, что приведет к потере прочности.

Физические

Физические параметры характеризуют поведение состава под воздействием природных явлений, при наличии или отсутствии химических взаимодействий.

• Коррозийная стойкость бетона связана с его плотностью и водонепроницаемостью. Коррозия может быть спровоцирована активным применением солей в качестве противоморозных добавок. Показатель устойчивости к коррозийным явлениям увеличивается при введении добавок, регулирующих пористость бетона и гидроактивных элементов, увеличивающих химическую инертность солей.
• Длительность хранения портландцемента составляет, в среднем, 12 месяцев. При этом материал должен храниться в герметично запечатанной фабричной упаковке. При длительном хранении состава прочностные характеристики постепенно уменьшается.

При тестировании портландцемента проводятся испытание прочности на сжатие (способности образца выдерживать нагрузки, направленные на уменьшение размера). Прочность на сжатие – показатель класса бетона (показатель давления в Мегапаскалях). Существует четыре класса прочности: 22,5; 32,5; 42,5; 52,5. Более прочные растворы имеют высокую скорость схватывания.

Механические

Физико-механические свойства портландцемента зависят от состава смеси, ее чистоты, технологии изготовления бетонной конструкции.

• Наличие большого количества загрязнений существенно ухудшает прочностные характеристики портландцемента.
• Водоцементное соотношение. При постоянном значении данного критерия механические свойства цементного бетона практически не зависят от соотношения между количеством вяжущего и заполнителя.
• Структурная однородность бетона. Повышение этого критерия существенно улучшает его физико-механические свойства, в том числе и прочность.
• Усадка цементного камня при его соприкосновении с заполнителем – причина возникновения микротрещин сцепления ненагруженного бетона. При увеличении силы сжатия микротрещины увеличиваются. Наряду с этим происходит увеличение растягивающих напряжений в направлении, перпендикулярном плоскости приложения внешней силы.

Чем отличается простой цемент от портландцемента

Цементы – это группа строительных материалов, используемых в качестве вяжущего ингредиента при составлении различных строительных смесей и растворов. Цемент портланд является улучшенной разновидностью цементов, что достигается добавлением в его структуру различных компонентов (силикатов и алюминатов).

Портландцемент дает возможность получить бетон, используемый при строительстве монолитных и железобетонных объектов нефтяной газовой военной промышленности, когда к строительным объектам предъявляются особо высокие условия прочности, морозостойкости, устойчивости. Основные преимущества портландцемента по сравнению с другими видами вяжущих составов таковы:

• Высокие прочностные характеристики материала.
• В связи с высокими показателями морозостойкости портландцемент может использоваться в регионах, где преобладают низкие температуры окружающей среды.
• Материал водонепроницаем и может использоваться при строительстве конструкций, контактирующих с водой.

Ряд марок портландцемента с добавлением сульфатостойкой смеси используют при возведении построек на неустойчивых грунтах. Бетонные конструкции имеют минимальную усадку, не происходит растрескивания их поверхности.

Какие виды существуют?

В зависимости от состава различают добавочные и бездобавочные виды портландцемента. Бездобавочный портландцемент состоит из клинкера, гипса и минимального количества минеральных добавок (до 5%). Основное достоинство данного вида вяжущего материала – быстрое схватывание и отвердевание.

Уже через сутки раствор принимает 50% заявленной прочности. Данный тип цемента используется при строительстве монолитных и сборных конструкций при нормальных условиях окружающей среды. Может использоваться при надземном, подземном и подводном строительстве.

Добавочные виды имеют в составе большой процент активных минеральных добавок (от 6 до 35%). Их основу составляет аморфный кремнезем, который при гидратации реагирует с гидроксидом кальция, образуя труднорастворимые соединения кальция не вымывающиеся при воздействии воды.

Данная особенность способствует повышению гидрофобных качеств итогового продукта. В свою очередь добавочные разновидности портландцемента классифицируют по скорости схватывания, стойкости к воздействиям агрессивной внешней среды:

• Быстросхватывающийся цемент имеет самую тонкую степень помола. Используется при строительстве крупных конструкций, а также, если сроки строительства ограничены. Бетонная смесь полностью отвердевает по истечении третьих суток после заливки. Для приготовления качественного бетона необходимы хорошо очищенные песок и вода.
• Нормальноотвердевающий портландцемент относится к бездобавочным видам. Это спекшаяся смесь из измельченного известняка и глины, содержащей до 90% силиката кальция (величина фракций составляет 20-100 мкм).
• Гидрофобный портландцемент применяют для регионов с высокой влажностью воздуха, для строительства гидросооружений и строений с возможностью подтопления фундамента. Входящие в состав асидолы-мылонафты (смесь нефтяных кислот и натриевых солей) служат для уменьшения способности раствора впитывать воду. Гидрофобные растворы имеют самое короткое время схватывания.
• Пластифицированный цемент содержит специальные добавки (пластификаторы, поверхностно-активные добавки), которые способствуют понижению водоцементного соотношения, замедлению твердения, улучшению показателей текучести, термостойкость. Данный цемент более удобен для транспортировки и заливки, пригоден для строительства сложных архитектурных конструкций.
• Тампонажный цемент имеет сложный минералогический состав, поскольку используется для тампонирования и защиты стенок скважин от воздействия агрессивных грунтовых вод. Широко используется при бурении нефтяных и газовых скважин с целью изолирования различных слоев грунта. Благодаря входящим в состав добавкам, раствор устойчив к показателям температуры и давления, способен удерживает колонну даже на начальных этапах застывания.
• Расширяющийся портландцемент обладает свойством увеличиваться в объеме в период схватывания (другие марки цементов усаживаются при высыхании). Процесс схватывания начинается через полчаса, а заканчивается не позже, чем через четыре часа после заливки. Увеличение объема идет за счет химической реакции между клинкером и вспомогательными компонентами в период схватывания. Данный тип цемента предназначен для уплотнения отверстий кабельных и трубных проходов, герметизации стыков и швов, монтажа анкерных соединений.
• Сульфатостойкий портландцемент делают на основе клинкера с пониженным содержанием трехкальциевых силикатов и алюминатов. Бетон, получаемый на основе такого цемента, обладает стойкостью к коррозийным процессам и может контактировать с сульфатсодержащими средами (например, сульфатными водами).
• Шлакопортландцемент обогащается доменными шлаками. Используется для получения жаропрочного бетона, предназначенного для строительства объектов под землей или на высоте. Имеет низкие показатели морозостойкости.
• Шлакощелочной портландцемент имеет в составе щелочные металлы и добавки (соду, стекло) благодаря чему увеличиваются его показатели прочности, морозостойкости, гидрофобности. Используется для производства бетонов, устойчивых к воздействию химически агрессивных сред, температурных перепадов.
• Белый портландцемент имеет в составе чистый известняк, белые глины и минимальное количество окисей железа и марганца. Данный тип портландцемента используют для отделочных работ и в качестве основы для цветных цементов. Смешивание белого цемента и пигмента дает декоративные цветные свето-щелочестойкие цементы.
• Магнезиальный портландцемент создают в процессе нагревания до высоких температур оксида магния и тридцатипроцентного водного раствора магниевых солей (хлорида или сульфата магния). Бетон, получаемый на его основе, представляет собой прочную белую массу, которую легко обрабатывать. Изделия из магнезиальных цементов не подвержены воздействию биоразрушителей (плесени). Применяется при строительстве гидротехнических сооружений, подземных объектов.
• Пуццолановый портландцемент получают при смешивании портландцементного клинкера (обработанной глиняно-известковой смеси), гипса и активной добавки вулканического или осадочного происхождения (туфы, пемзы, вулканических пеплов, трепел). В ходе совместного тонкого измельчения ингредиентов получается смесь, обладающая свойством повышенной гидростойкости, способная застывать даже под водой. Данный вид цемента используют при обустройстве подземных объектов, плотин, гидротехнических сооружений, облицовке поверхностей, контактирующих с водой. При полном застывании бетонная поверхность приобретает химическую инертность
• Глиноземистый портландцемент – быстро-затвердевающее гидравлическое вяжущее вещество. Производится путем тонкого помола обожженной сырьевой смеси, содержащей глинозем и алюминаты кальция. Для получения качественного бетона важно, чтобы застывание цементной смеси шло при умеренной температуре (ниже 25°С). При более высоких температурах показатели прочности резко ухудшаются. Данный тип цемента используют для приготовления кислотостойких бетонных растворов. Период схватывания продолжителен и составляет 8 суток после заливки.

Лучшие марки

Классы и марки портландцемента определяются ГОСТом 31108-2016 и являются показателем прочностных характеристик материала. Марка присваивается во время испытаний на сжатие и изгиб, как показатель прочности данного образца.

По итогам испытаний данному виду цемента присваивается класс и марка. При этом цифровое значение обозначает максимальную величину давления, которую способен выдержать образец (в кг/м²) спустя 28 дней после заливки. Наиболее популярные марки портландцемента таковы:

• М400. Цемент данной марки применяется во всех сферах строительства, как частного, так и массового. Имеет высокие технические характеристики, включая прочность, морозостойкость устойчивость к коррозийным процессам. Он доступен, недорого стоит, но в то же время имеет высокое качество и универсальность.
• М500. Цементная смесь имеет большой запас прочности, поэтому может применяться на ремонтно-строительных объектах ответственного назначения, при проведении дорожно-ремонтных и реконструктивных работ, а также в военном строительстве.
• М600. Портландцемент имеет очень высокие прочностные характеристики, поэтому используется для строительства и реконструкции особо ответственных объектов, железобетонных изделий и конструкций. Редко используется в индивидуальном строительстве, поскольку функциональные возможности цементной смеси остаются невостребованными, а также из-за высокой цены.

Для проведения испытаний делают образец материала размером 4х4х16 см и проверяют его на сжатие, изгиб и скорость затвердевания в условиях повышенной влажности.

ДЛЯ СПРАВКИ: В ряде случаев, процесс застывания стимулируют, используя технику пропаривания.

Как и в каких случаях использовать?

При выборе нужного вида портландцемента, в первую очередь, учитывают условия внешней среды, в которых будет эксплуатироваться бетонное изделие, а также возможность разрушительных агрессивных воздействий. Для каждого вида строительных работ подбирают марку цемента, наделенную определенным видом эксплуатационных характеристик.

Например, в условиях холодного климата, когда изделия длительно находятся под властью отрицательных температур, не подойдут шлакопортландцементы с низкими показателями морозостойкости. В этом случае используют бездобавочные марки цементов.

Для эксплуатации в условиях повышенной влажности и для поверхностей, контактирующих с водой, выбирают пуццолановые цементы. Для создания ответственных объектов гражданского и военного назначения подойдет высокопрочный портландцемент марки М500-М700. Применение портландцементов всех марок запрещено в следующих условиях:

• Для поверхностей, контактирующих с морской водой.
• Для подводного строительства в условиях сильного течения.
• Для облицовки водоемов, с сильно минерализованной водой.
• Ввиду того, что в портландцементе содержится много силикатов кальция, не стоит выбирать данный тип смеси для создания конструкций и блоков специального назначения.

Разрешено использовать специализированные виды портландцемента, с повышенными показателями влагопрочности, для подводного строительства в условиях пресной, стоячей воды.

Советы по выбору и применению портландцемента

Чтобы изделия из портландцемента прослужили максимально долго, приступая к работе, следует прислушаться к советам специалистов.

• Если сроки строительства ограничены, подбирают цементы со специальными добавками, ускоряющими отвердевание. Дополнительно проводят тепло-влажную обработку или прогреву с помощью электричества.
• Если необходимо получить раствор с длительным сроком отвердения, выбирают портландцемент с минеральными добавками (нитрат натрия, калий и аммоний).
• Для обустройства фундамента на сложных грунтах, рекомендуется выбирать сульфатостойкие растворы с высоким содержанием минеральных компонентов.
• Для обустройства мозаичного покрытия выбирают белые или цветные портландцементы.
• Для затворения цемента, на каждые 10 кг порошка берут 1,4-2,1л воды, в зависимости от нужной степени густоты раствора.
• При наличии в составе смеси добавок, улучшающих влагостойкие качества, одновременно уменьшаются показатели морозоустойчивости. Для влажных климатов рекомендовано выбирать шлакопортландцементы.
• Цветные и белые цементы хранят в специальной таре.
• Чтобы при покупке портландцемента не наткнуться на подделку, рекомендуется просить у продавца сертификат качества.

Портландцемент – качественный и прочный строительный материал, позволяющий создавать бетонные растворы с различными характеристиками для решения строительных и архитектурных задач. Подобрав нужную марку и следуя технологическому процессу, можно быть уверенным: портландцемент обеспечит высокий результат.

Что такое портландцемент и как он производится?

Портландцемент (PC) представляет собой мелкий порошок, который производится путем нагревания известняка и глинистых минералов в печи с образованием клинкера. Клинкер перемалывается в мелкий порошок с добавлением небольшого количества других материалов. Это самый распространенный вид цемента в мире. Он используется в качестве основного ингредиента бетона, раствора, штукатурки и т. д. Он назван портландцементом из-за его сходства с портландским камнем, который был найден на острове Портленд в Дорсете, Англия.

 

• Он был изобретен Джозефом Аспдином в 1824 году. Но заслуга изобретения современного портландцемента принадлежит его сыну Уильяму Аспдину в 1840-х годах.

Сырье для поликарбоната

Различное сырье, которое используется в производстве поликарбоната:

1. Известняковые породы (CaCO3 > 75%, такие как известняк, мергель, мел)

2. Глинистые породы (CaCO3 < 40 % (например, глина и сланец)

3. Известняковые породы (40–75 % CaCO3, например, глинистый известняк, глинистый мергель)

 

Для производства поликарбоната могут быть использованы материалы любых двух из этих групп, но они должны содержать в надлежащем виде и пропорциях известь, кремнезем и оксид алюминия.

 

Химический состав портландцемента

Сырье, используемое при производстве портландцемента, в основном состоит из извести, кремнезема, глинозема и оксида железа.

В цементе содержание оксида составляет около 90%. Оксидный состав обычного портландцемента приведен ниже:

Common Name	Oxide	Abbreviation	Appropriate Composition Limits (in %)
Lime	CaO	C	60-66
Силикагель	SiO2 9 5 20042 19-25 Alumina Al2O3 A 3-8 Iron oxide Fe2O3 F 1-5 Magnesia MGO M 0-5 Alkalies Alkalies 9000 2 9000 2 9000 2 9000 2 9000 Soda Na2O N 0. 5-1 Potassa K2O K 0.5- 1 Триоксид серы SO3 1-3 Также. Также.0004 A Typical Chemical analysis of PC is    0037 3. S.no Item Percentage 1. CAO 63,6 2. SIO2 20,7 20,7 20,7 20,7 20,7 20,7 Al2O3 6 4. Fe2O3 2.4 5. SO3 1.4 6. MGO 2,4 7. NA2O 9005 NA2O NA2O 9005 9000 9004 2 9 9000 9004 2 9000 7. 7. 0005 8. K2O 0.7 9. Loss on ignition 1.3 10. Insoluble residue 0.3 11. Free CaO 1.1 During the heating of raw material in the kiln, the oxides interact with each other and forms более сложные соединения. Портландцемент состоит из 4 основных химических соединений. Эти четыре соединения приведены в таблице ниже:   Name Chemical formula Abbreviation Percentage Tricalcium silicate 3CaO. SiO2 C3S 51 Двухкальциевый силикат 2CaO.SiO2 C2S 23 Tricalcium aluminate 3CaO.Al2O3 C3A 8 Tetracalcium aluminoferrite 4CaO.Al2O3. Fe2O3 C4AF 9 1. Трехкальциевый силикат Быстро затвердевает при добавлении воды и обеспечивает начальную прочность. 2. Двухкальциевый силикат Медленно затвердевает. Влияние C3S на силу увеличивается с возрастом старше одной недели. 3. Алюминат трикальция В первые несколько недель способствует развитию силы. Он гидратируется первым среди всех четырех соединений ПК. Поскольку он производит сильное тепло, а также вступает в реакцию с почвой и водой с концентрацией сульфатов от умеренной до высокой, он считается наименее желательным компонентом ПК. 4. Алюмоферрит тетракальциевый Очень быстро гидратируется, но мало влияет на прочность бетона. Он снижает температуру клинкера, то есть температуру, при которой образуется клинкер. Производство портландцемента (ПЦ) Сначала сырье, полученное из источника, измельчается до размера мелких частиц. Сырье смешивают и смешивают таким образом, чтобы получить однородный химический состав, содержащий карбонат кальция (CaCO3), диоксид кремния (SiO2), оксид алюминия (Al2O3), оксид железа (Fe2O3) и т. д. Теперь смешанную сырьевую смесь нагревают до температуры, при которой вся влага из нее выходит в виде пара или водяного пара. Сухая сырьевая смесь нагревается до 8000С. При этой температуре происходит диссоциация карбоната кальция на оксид кальция (известный как свободная известь) и углекислый газ, который выделяется в виде газа. При повышении температуры выше 8000С начинается образование основных активных соединений портландцемента. А завершение этого процесса происходит при 1400-16000С. Конечным продуктом, который мы получаем, является ПК клинкер. Обычно 1 тонна клинкера производится из 1,8 тонны сырья. Цементный клинкер, полученный таким образом, охлаждают до температуры от 60 до 1500°C и затем складируют. После этого клинкер измельчают до заданной крупности с добавлением небольшого количества гипса. Добавленный гипс контролирует время схватывания готового цемента. Наконец, готовый цемент хранится в силосах в течение короткого периода времени перед отправкой клиентам.  Различные этапы производства портландцемента:   Измельчение, сортировка и складирование сырья. Расчет доли сырья. Приготовление сырьевой смеси купажированием Подача сырьевой смеси во вращающуюся печь. 100 C: Испарение свободной воды. 150-300°C: Испарение более прочно связанной воды. 600 градусов C: MgCO3 —> MgO + CO2 900 градусов C: CaCO3 —> CaO + CO2 Начинается реакция между известью и глиной. 1300°C: Начало образования основных соединений. 1400-1600°C: температура завершения (формы клинкера, содержащие C3A, C2S, C3S, C4AF) Охлаждение и хранение клинкера. Клинкер измельченный с гипсом. Хранение и реализация цемента. Для лучшего понимания посмотрите видео ниже:   Как смешать портландцемент – Tomahawk Power Как смешать портландцемент – Tomahawk Power Блейк Джонстон 30 апреля 2019 г. Портландцемент , наиболее распространенный тип цемента, создается из глины и известняка, который затвердевает при добавлении воды. Это обычный ингредиент бетона, штукатурного раствора, цементного раствора и многого другого. Портландцемент получил свое название от его создания в 18 веке в Великобритании, от его сходства с портландским камнем, строительным материалом, добываемым на острове Портленд в Англии.   Бетон Бетон – важный строительный материал, используемый во всем мире. Он широко используется в дорогах, зданиях, мостах, плотинах, тротуарах, внутренних двориках и т. д. Ингредиенты 2,5 частей песка 1 Части Цемент .5 Запасные воды Агрегат (переменная) направления Смешайте песок, цемент, агрегат следующая добавка . Раствор Раствор обычно используется для скрепления строительных материалов, таких как камень, кирпич, плитка и т. д. Это густая смесь с более высоким соотношением воды и цемента для создания эффекта сцепления. Ингредиенты 3 частей песка до 1,5 частей цемента Вода По желанию: гидратированная известь (гидроизоляция, устранена трещины с усадкой) Дирекции Смешайте песок A Cement . Скульптуры Портландцемент часто используется для художественных работ или скульптур из-за повышенной прочности, которую он обеспечивает.   Ингредиенты 1 часть песка (кремнезема) 2 части цемента Микроволокна (различные) 4 части воды   Указания Смешайте песок, кремнезем и цемент вместе Далее добавьте воду Предыдущая статьяСледующая статья Присоединяйтесь к нам Короткое предложение, описывающее, что кто-то получит, подписавшись Ваш адрес электронной почты 100% бесплатно, отпишитесь в любое время! Подпишитесь на нас Популярные посты Устранение неполадок с виброплитой уплотнение асфальтаOct 27, 2017 10 лучших инструментов для уплотнения почвы уплотнение асфальтаJul 03, 2017 Уплотнение траншей: методы обратной засыпки Оптимальное уплотнение почвы: что, почему и как Оборудование для уплотнения11 октября 2017 г. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт 2019 © Все права защищены.