Виды портландцемента

В строительстве любого объекта главным вяжущим веществом является портландцемент. Это гидравлическое вяжущее вещество из портландцемнтного клинкера, гипса и прочих добавок. По своему составу (с добавками, без добавок) принято различать следующие виды портландцемента:

• шлакопортландцемент;
• быстротвердеющий;
• сульфатостойкий;
• с умеренной экзотермией;
• гидрофорбный;
• пластифицированный;
• белый портландцемент.

Данное вяжущее вещество является обладателем таких положительных качеств, как огнестойкость, морозостойкость и жаростойкость. Помимо этого он отличается высокой твердостью после затвердевания. В силу того, что портландцемент не всегда удовлетворяет отдельным специальным требованиям, предъявляемым к бетонам и строительным растворам при различных условиях их применения, промышленность начала выпуск различных видов портландцемента, имеющих свое предназначение.

Шлакопортланцемент — это бесклинкерный цемент, изготавливаемый при совместном помоле гранулированных доменных шлаков с добавлением активизаторов (строительный гипс, известь, ангидрит и т. д.).

Быстротвердеющий портландцемент — это цемент тонкого помола, содержащий в большом количестве трехкальциевый силикат и трехкальциевый алюминат. Этот вид портландцемента способен интенсивно наращивать прочность в первый период твердения.

Сульфатостойкий портландцемент — это цемент, изготовленный из клинкера содержащего 5% трехкальциевого алюмината и 50% трехкальциевого силиката.

Портландцемент с умеренной экзотермией — это вид портландцемента, изготавливаемый из клинкера содержащего 50% трехкальциевого силиката и 8% трехкальциевого алюмината.

Гидрофобный портландцемент — это цемент, изготавливаемый из клинкера 0,1 — 0,2% мылонафта, асидола, окисленного петролатума с добавлением синтетических жирных кислот.

Пластифицированный портландцемент — это цемент, получаемый при введении клинкера около 0,25% сульфитно-спиртовой барды от веса цемента.

Белый портландцемент — это вид портландцемента, изготавливаемый из клинкера с малым содержанием железа (серый цвет цемента, как правило, обусловливается присутствием соединений железа в сырье).

Для полного ознакомления с марками, видами и производством портландцемента воспользуйтесь и другими разделами сайта.

свойства, разновидности, состав, виды, характеристики, применение

Цемент – один из основных материалов, применяемых во всех отраслях строительства. Используется в качестве гидравлического вяжущего в растворах и смесях, необходимых для строительства монолитных сооружений и сборных конструкций, проведения ремонтных работ и отделочных мероприятий. Портландцемент – наиболее популярный тип цемента, получаемый путем тонкого помола клинкера с добавкой двуводного гипса в количестве 1,5…3,5%, необходимого для изменения сроков схватывания вяжущего.

Особенности производства

Изготовление портландцемента происходит в три стадии:

• Приготовление сырьевой смеси. Минералогический состав сырьевой смеси для изготовления портландцемента – карбонатные горные породы (мел, известняк, глинозем, кремнезем) и мергелий, содержащие оксиды кальция, кремния, железа, алюминия, магния. Сырье измельчают и смешивают в оптимальных пропорциях.
• Производство клинкера. Его получают обжигом подготовленной сырьевой массы в высокотемпературных печах при +1300…+1400°C.
• Приготовление портландцемента для поставки потребителям. Клинкер измельчают и смешивают с гипсом. При необходимости в материал добавляют другие компоненты, позволяющие получить определенные свойства готового продукта.

 

В зависимости от состава сырьевой смеси, меняется истинная плотность портландцемента. Максимальный показатель у бездобавочного цемента – 3100 кг/м

3, у шлакопортландцемента и пуццоланового вяжущего она ниже и составляет – 2700-2900 кг/м³.

Основные реакции при затворении цемента водой

После смешивания портландцемента и составов на его основе происходят следующие химические реакции:

• Первоначальное упрочнение материала. Осуществляется, благодаря взаимодействию с водой гипса и трехкальциевого алюмината. В результате такой реакции формируется кристаллическая структура эттрингита, моносульфата и алюмината кальция гидрата.
• Вторая реакция – медленная. Она протекает между водой и трехкальциевым силикатом. При этом образуется силикат кальция, имеющий аморфную структуру. Иначе он называется CSH-гель. В ходе этого этапа продолжается твердение смеси или раствора на основе портландцемента и развитие внутренних сил натяжения. Образующиеся цементные структуры обволакивают и прочно связывают между собой отдельные зерна мелкого и крупного заполнителей.
• В результате третьей стадии в структуре появляется силикагель SiO₂.

Разновидности портландцемента и области их применения

В соответствии с ГОСТом 31108-2016 портландцемент по составу, а следовательно, по физическим и техническим характеристикам разделяют на 5 основных видов.

Бездобавочный

Обозначение – ЦЕМ I. В составе присутствуют только клинкер и гипс. Допустимое содержание минеральных добавок – до 5%. Основная особенность бездобавочного портландцемента – свойство быстро схватываться и набирать прочностные характеристики. Уже на следующий день после заливки бетон или цементно-песчаный раствор приобретают примерно 50% от марочной прочности. Бездобавочное вяжущее применяется при строительстве монолитных и сборных бетонных и железобетонных конструкций. Не рекомендуется для использования в особых условиях, отличающихся от нормальных.

С активными минеральными добавками

Маркировка – ЦЕМ II. Портландцементный клинкер и активные минеральные добавки могут перемалываться совместно или по отдельности. Количество добавок – 6-35%. Чем выше их содержание в портландцементе, тем

медленнее бетон или цементно-песчаный раствор набирают марочную прочность. В качестве таких добавок используют горные породы – диатомит, опоку, трепел, пемзу, вулканический пепел и другие.

Введение этих компонентов в состав портландцемента позволяет снизить себестоимость, но при этом немного ухудшаются прочность и другие технические свойства конечного продукта. Есть еще один положительный момент использования активных минеральных добавок, основу которых составляет аморфный кремнезем. Этот компонент легко реагирует с гидроксидом кальция, который образуется при гидратации цемента. При этом происходит образование труднорастворимых гидроксидов кальция, не вымывающихся из цементного камня. Их присутствие значительно повышает водонепроницаемость конечного продукта.

Шлакопортландцемент

Обозначение – ЦЕМ III. Вяжущее, содержащее гранулированный шлак в количестве 6-35%, относится к нормально твердеющим. Его получают совместным помолом клинкера, шлака и гипса. В шлаках, как и в активных минеральных добавках, содержится амфорный кремнезем. Шлакопортландцемент стоит

дешевле обычного цемента примерно на 15%. Он медленнее набирает прочность, но через 2-3 месяца по этому показателю опережает портландцемент такой же марки. Минус шлакосодержащего вяжущего – низкая морозостойкость. Поэтому оно используется при строительстве массивных наземных, подземных и подводных конструкций, которые не подвергаются частым циклам замораживания-оттаивания.

Пуццолановый

Обозначается как ЦЕМ IV. Его получают совместным помолом клинкера, минеральной добавки и гипса. Возможно перемалывать их отдельно, а затем тщательно смешивать. Ограничение по содержанию трехкальциевого алюмината – не более 8%. Для него характерно медленное твердение в первые сроки схватывания. Во влажных условиях бетон из пуццоланового цемента догоняет бетон из обычного портландцемента через 3-6 месяцев.

Благодаря медленному твердению, пуццолановые цементы выделяют меньшее количество тепла, поэтому они применяются при строительстве массивных конструкций, для которых важным моментом является отсутствие термических деформаций. ППЦ хорошо набирают прочность при повышенных температурах, поэтому они используются при изготовлении изделий, которые подвергаются тепловой и влажностной обработке в автоклавах. Бетоны на ППЦ имеют высокую водонепроницаемость и сульфатостойкость, но низкую морозостойкость. Поэтому они используются при строительстве подводных и подземных объектов или подводной и подземной частей наземных объектов, которые находятся в контакте с мягкими и сульфатсодержащими водами. Количество циклов замораживания-оттаивания для таких бетонных конструкций должно быть сведено к минимуму.

Таблица пропорций компонентов портландцементов различных типов

Тип	Наименование		Вещественный состав, % по массе
			Основные компоненты								Вспом. комп.
			Портланд- цемент клинкер	Гранулир. шлаки	Микро- кремнез.	Пуццо лана	Глиеж	Зола-уноса	Обож. сланец	Извест- няк
			Кл.	Ш	Мк	П	Г	З	С	И
ЦЕМ I	Портланд- цемент	ЦЕМ I	95-100	—	—	—	—	—	—	—	0-5
ЦЕМ II	Портланд- цемент с мин. добав.
	Шлак	ЦЕМ II/А-Ш	80-94	6-20	—	—	—	—	—	—	0-5
		ЦЕМ II/В-Ш	65-79	21-35	—	—	—	—	—	—	0-5
	Микро- кремнезем	ЦЕМ II/Мк	90-94	—	6-10	—	—	—	—	—	0-5
	Пуццо- лана	ЦЕМ II/А-П	80-94	—	—	6-20	—	—	—	—	0-5
		ЦЕМ II/В-П	65-79	—	—	21-35	—	—	—	—	0-5
	Глиеж	ЦЕМ II/А-Г	80-94	—	—	—	6-20	—	—	—	0-5
		ЦЕМ II/В-Г	65-79	—	—	—	21-35	—	—	—	0-5
	Зола-уноса	ЦЕМ II/А-З	80-94	—	—	—	—	6-20	—	—	0-5
		ЦЕМ II/В-З	65-79	—	—	—	—	21-35	—	—	0-5
	Обож. сланец	ЦЕМ II/А-Сп	80-94	—	—	—	—	—	6-20	—	0-5
		ЦЕМ II/В-Сп	65-79	—	—	—	—	—	21-5	—	0-5
	Извест- няк	ЦЕМ II/А-И	80-94	—	—	—	—	—	—	6-20	0-5
		ЦЕМ II/В-И	65-79	—	—	—	—	—	—	21-35	0-5
ЦЕМ III	Шлако- портланд- цемент	ЦЕМ III/А	35-64	36-65	—	—	—	—	—	—	0-5
		ЦЕМ III/В	20-34	66-80	—	—	—	—	—	—	0-5
		ЦЕМ III/С	5-19	81-95	—	—	—	—	—	—	0-5
ЦЕМ IV	Пуццо- лановый цемент	ЦЕМ IV/А	65-89	—	11-35				—	—	0-5
		ЦЕМ IV/В	45-64	—	36-55				—	—	0-5
ЦЕМ V	Компози- ционный цемент	ЦЕМ V/А	40-64	18-30	—	18-30			—	—	0-5
		ЦЕМ V/В	20-38	31-49	—	31-49			—	—	0-5

Соответствие классов прочности и марок портландцемента по ГОСТам 31108-2016 и 10178-85

Маркировку и свойства цемента в настоящее время регламентируют два действующих ГОСТа, что приводит к некоторой путанице:

• ГОСТ 31108-2016 – совсем новый, и он приведен в соответствие с европейскими стандартами. Согласно этому нормативу в маркировке применяется буквосочетание ЦЕМ с буквенно-цифровыми обозначениями, которые мы показали в таблице, расположенной выше. Прочность по этому ГОСТу обозначается классами.
• ГОСТ 10178-85. В соответствии с этим стандартом значение прочности обозначается маркой.

Таблица соответствия марок и классов прочности портландцемента

Класс прочности по ГОСТу 31108-2016	Марка прочности по ГОСТу 10178-85	Выдерживаемое давление
		МПа	кгс/м3
В 22,5	М300	22,5	300
В 32,5	М400	32,5	400
В42,5	М500	42,5	500
В 52,5	М600	52,5	600

Виды портландцемента и область их применения

Портландцемент настолько распространен, что принято называть его просто – цементом. Он делится в свою очередь на виды в зависимости от качеств и состава.

• Сульфатостойкий портландцемент проявляет повышенную стойкость к сульфатной агрессии во время процессов попеременного замораживания и разморозки либо увлажнения-высыхания, отчего и имеет такое своё название. Может иметь марки прочности от 400 до 600. Его широко применяют при возведении мостовых опор и свай. А также он необходим в строительстве всевозможных гидротехнических сооружений.
• Пластифицированный и гидрофобный портландцемент тоже дают возможности для самого широкого применения. Первый тип, благодаря добавлению пластификатора, очень удобен в применении, например, для приготовления кладочного раствора. Имеет марки прочности от 300 до 700. Гидрофобный включает в свой состав одноименную добавку, что увеличивает сроки его хранения и облегчает задачу транспортировки на дальние расстояния. Может использоваться как дорожный портландцемент . Обязательное условие для всех цементов, применяемых в дорожном строительстве – долгое время схватывания в растворе, чтобы была возможность привозить на объект уже готовую смесь. Также в данных целях возможно использовать шлакопортландцемент. Однако последний не отличается хорошей морозостойкостью, и, следовательно, имеет весьма ограниченную географическую зону применения.
• Гидрофобный цемент может быть закуплен для строительства дорожных объектов в готовом виде, либо, если соответствующие компоненты в составе используемого цемента отсутствуют, их необходимо добавлять впоследствии при изготовлении раствора. Это касается гидрофобных составляющих, пластификаторов и смешанных добавок (гидрофобно-пластифицирующих). Не следует употреблять активные минеральные компоненты из-за опасности снижения морозостойкости.
• Быстротвердеющий портландцемент и особо быстротвердеющий портландцемент становятся таковыми за счет включения в их состав большого количества трехкальциевого силиката и алюмината (виды клинкера). Поэтому данный тип цемента обладает способностью твердеть в самые короткие сроки без ущерба для его качества. По истечении первых трех суток скорость затвердевания снижается и постепенно становится обычной.
• Портландцемент с умеренной экзотермией содержит добавки, отвечающие за уменьшение теплоты гидратации (реакции при соединении вяжущего компонента с водой). Такими свойствами обладает состав с минимальным содержанием алита и алюмината и увеличенным количеством белита и четырехкальциевого алюмо-феррита. Этот продукт незаменим при строительстве массивных конструкций и в жаркую пору года.
• Магнезиальный цемент изготавливается с применением доломита или магнезита, обладающего известными огнеупорными свойствами. Цемент отличается повышенной прочностью, хорошим свойством сцепления с любой поверхностью, пониженной теплопроводностью и, как уже было сказано, отличной огнестойкостью. Поэтому применяется для теплоизоляционных перегородок, огнеупорных конструкций, внутренней отделки и т.д.
• Тампонажный цемент пятисотой марки производится только по спецзаказу, хотя его себестоимость гораздо ниже, нежели у обычного портландцемента – за счет включения в состав гипса. Тампонажная разновидность цемента используется для консервации скважин газового или нефтяного месторождений для защиты от грунтовых вод. В последнее время вместо нее стали применяться полимерные и иные тампонирующие материалы.
• Белый портландцемент отличается своим цветом, что достигается за счет использования особого клинкера (обычный портландцемент имеет серо-зеленый темный оттенок). Может применяться в любой сфере строительства. Также предназначается для создания цветных видов цемента (с помощью добавления красящих компонентов).

Отдельной группой идут цементы с микронаполнителями. В частности – песчанистый портландцемент . Это один из первых цементов с инертной природной добавкой, использованных в строительстве. Данное вещество имеет хорошие антикоррозийные свойства и стойкость к деформации. В его состав входит кварцевый песок. Применяется для изготовления любых видов бетона без изменений в их рецептуре. Наиболее эффективное использование – в производстве пенобетона.

• Карбонатный портландцемент получается при введении в состав определенного процента доломита или известняка. Он также входит в число цементов с микронаполнителями. При разведении раствора с этим веществом требуется меньшее количество воды, что положительно влияет на прочностные характеристики состава. Теплота гидратации у данного цемента ниже, чем обычно. А вот стойкость в углекислой среде, наоборот, выше.
• Высокопрочный портландцемент имеет марки от 600 и более. Показатели прочности достигаются увеличенным содержанием элита в составе клинкера, тонким помолом и минимальным процентом активных минеральных веществ. Указанная марочная прочность достигается через 4 недели после применения раствора.

Виды портландцемента и область их применения

Быстротвердеющий и высокопрочный портландцементы: их компонентный состав и соответствующие характеристики.

Виды портландцемента

Одним из самых популярных видов цемента является портландцемент, его ещё называют силикатным цементом. Узнать его можно по внешнему виду — это зеленовато-серый порошок. Как и все цементы, если к нему добавить воду, он при высыхании принимает каменеобразное состояние. Однако различные виды строительства требуют и специфических качеств от цемента, поэтому сейчас производится выпуск нескольких специализированных видов портландцемента. Так, портландцемент с умеренной экзотермией применяется при строительстве в массивных бетонных конструкциях, которые часто подвергаются поочередному замораживанию и оттаиванию (в условиях пресной и слабо минерализованной воде). Таким строительством, например, является строительство гидротехнических сооружений. Специфика данного цемента в том, что он изготавливается из клинкера, содержание трехкальциевого силиката в котором не превышает 50%, а трехкальциевого алюминия — не более 8%. Такой цемент выпускается, как правило, под маркой прочности 300 или 400. При особо важном строительстве, где требуется быстрота схватывания материала, используется быстротвердеющий портландцемент. Прочность этого цемента интенсивно нарастает в первый период твердения — через 1 — 3 суток. Это достигается за счет введения в состав портландцемента большого количества трехкальциевого силиката и трехкальциевого алюминия. Этот вид цемента очень тонко помолот. Часто проблемой становится хранение и перевозка портландцемента, т. к. при повышенной влажности происходит коррозия цементного камня, а при частом замораживании и оттаивании цементный материал теряет свои свойства. Чтобы избежать этого, было налажено производство гидрофобного портландцемента. В его состав включают 0,1 — 0,2% мылонафта, асидола, окисленного петролатума, синтетических жирных кислот и других гидрофобизующих поверхностно-активных добавок. Это создает особую оболочку (толщина её составляет всего одну молекулу) на частицах цемента, что придает ему особые свойства. Так, такой цемент не портится при перевозке и хранении даже при повышенной влажности. При добавлении в бетон гидрофобного цемента повышаются его антикоррозийные и морозостойкие характеристики. Такой бетон способен выдержать более 1000 циклов на попеременное замораживание и оттаивание, тогда как обычный бетон выдерживает лишь 300 циклов. Любой цемент из-за наличия в нем соединений железа с исходными сырьевыми материалами имеет серый цвет. Однако при использовании маложелезистого клинкера получают так называемый белый портландцемент. А на его основе с помощью пигментов различных цветов, добавленных при помоле, получают цветные цементы. Их, как и белый цемент, используют для архитектурно-декоративного оформления сооружений, а так же для цветных цементно-бетонных дорожных покрытий. В условиях сульфатной агрессии рекомендуют применять сульфатостойкий портландцемент. Клинкер для этого вида цемента не должен содержать более 50% трехкальциевого силиката и более 5% трехкальциевого алюмината. Чем меньше содержание трехкальциевого сульфата, тем меньше тепловыделения цемента. Обычно сульфатостойкий цемент выпускают двух марок — 300 и 400. Ещё одна разновидность портландцемента — пластифицированный. Его получают путем ввода 0,25% сульфитно-спиртовой барды (расчет ведется от веса сухого цемента). Эта добавка является поверхностно-активным веществом и позволяет, благодаря своим свойствам пластифицировать бетон, в отдельных случаях уменьшить расход цемента. При использовании этого цемента снижается отношение вода : цемент без негативного влияния на подвижность смесей. При добавлении в бетон пластифицированный цемент повышает его характеристики по морозостойкости. Использование специализированного цемента при строительстве позволит уменьшить материальные и эксплуатационные затраты.

виды, марки, технические характеристики, технология производства

Дата: 23 января 2019

Просмотров: 5074

Коментариев: 0

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

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

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

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

Виды

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

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

Марки цемента

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

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

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

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

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

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

Используемое основное сырье

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

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

Из известковых пород наиболее часто применяют:

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

К глинистой составляющей относятся:

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

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

Минеральные составляющие клинкера

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

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

К основным минералам, определяющим свойства получаемого клинкера относятся:

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

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

Технология производства

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

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

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

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

Свойства состава

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

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

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

Заключение

Представленная в статье информация о распространенном в строительной отрасли портландцементе знакомит с особенностями производства, свойствами, маркировкой и технологическими особенностями изготовления. Застройщики подтверждают, что это прочный материал, обеспечивающий высокий ресурс эксплуатации конструкций и сооружений.

Повышенные рабочие характеристики обеспечивают широкую сферу применения популярного материала.

На сайте: Автор и редактор статей на сайте pobetony.ru
Образование и опыт работы: Высшее техническое образование. Опыт работы на различных производствах и стройках — 12 лет, из них 8 лет — за рубежом.
Другие умения и навыки: Имеет 4-ю группу допуска по электробезопасности. Выполнение расчетов с использованием больших массивов данных.
Текущая занятость: Последние 4 года выступает в роли независимого консультанта в ряде строительных компаний.

Особые виды портландцемента — Специальные виды работ в строительстве

Рассматриваемые ниже особые (специальные) виды порт­ландцемента выделены в отдельную группу, так как они в отли­чие от обычного портландцемента имеют особые свойства. Эти виды портландцемента нужно применять только тогда, когда их свойства могут быть использованы с максимальным эффек­том.

Сульфатостойкий портландцемент получают путем тонкого измельчения клинкера, содержащего не более 5% трехкальциевого алюмината (3СаО∙Аl₂О₃). В этом порт­ландцементе не должно быть активных или инертных минераль­ных добавок. В связи с тем, что содержание трехкальциевого алюминия в нем невелико (совершенно исключить это соеди­нение нельзя, так   как   тогда   цемент   будет   очень   медленно набирать прочность), сульфатостойкий портландцемент обла­дает повышенной стойкостью к действию сульфатных вод.

Сульфатостойкий портландцемент имеет марки 300 и 400. Широкое применение он находит в гидротехническом строитель­стве. Его используют для сооружения бетонных и железобетон­ных конструкций, к которым предъявляются повышенные тре­бования в отношении морозостойкости и стойкости против суль­фатной коррозии.

Портландцемент с умеренной экзотермией изготовляют путем тонкого измельчения клинкера, содержа­щего до 8% 3СаО∙Аl₂0₃ и не более 50% 3СаО∙ SiO₂. От обыч­ного портландцемента он отличается пониженной экзотермией и несколько повышенной стойкостью в сульфатных водах. Этот портландцемент, имеющий марки 300 и 400, применяют в бе­тонных и железобетонных гидротехнических сооружениях, ра­ботающих в условиях систематического многократного замо­раживания и оттаивания в пресной или слабоминерализован­ной воде.

Пластифицированный портландцемент изго­товляют путем введения в клинкер при его помоле пластифици­рующей добавки, придающей растворным и бетонным смесям на этом цементе повышенную подвижность и удобоукладываемость.

В качестве такой добавки применяют концентраты сульфитно-спиртовой барды в количестве 0,15-0,25% от веса це­мента, считая на сухое вещество. Пластифицированный порт­ландцемент бывает тех же марок, что и обычный цемент (300, 400, 500, 600), но бетоны и растворы на нем более морозостойки и менее водопроницаемы. Поэтому пластифицированный порт­ландцемент применяют для устройства конструкций, к которым предъявляются особые требования в отношении морозостойкости или водонепроницаемости.

Гидрофобный портландцемент представляет собой продукт тонкого измельчения портландцементного клинкера совместно с гидрофобными добавками в виде органических ве­ществ (мылонафта, олеиновой кислоты, асидола). Добавки вво­дятся в зависимости от их вида в количестве 0,06-0,3% от веса цемента. Эти вещества образуют на цементных зернах гидрофоб­ные (не смачивающиеся водой) пленки, препятствующие про­никновению влаги. Поэтому гидрофобный портландцемент не боится увлажнения, не слеживается и в течение длительного вре­мени почти не теряет активности. Во время приготовления бе­тонной смеси зерна заполнителей (песка, гравия или щебня) разрушают гидрофобные пленки, и цемент реагирует с водой аналогично портландцементу, набирая такую же прочность (марки 300, 400, 500 и 600).

Применяют гидрофобный портландцемент для тех же целей, что и пластифицированный. Доставку портландцемента осуществляют с помощью специальных манипуляторов, которые можно взять в аренду здесь. Это позволяет сократить затраты по их доставке и разгрузке.

Быстротвердеющий портландцемент обладает более интенсивным, чем обычный, нарастанием прочности в на­чальный период твердения. При такой же активности на 28-е сутки, как и у портландцемента, быстротвердеющий цемент уже через 24 ч твердения имеет прочность при сжатии 200, а в возрасте 3 суток — не менее 250 кг/см². Это достигается подбором трехкальциевого силиката (до 50-60%) и трехкальциевого алюмината (до 8-14%), а также повышенной добавкой гипса и более тонким помолом цемента.

Быстротвердеющий портландцемент имеет марки не ниже — 400. Применяют его при производстве сборных железобетон­ных изделий, изготовляемых без тепловлажностной обработки или с пропариванием при нормальном давлении.

Белый и цветные портландцементы имеют де­коративное назначение. Белый портландцемент изготовляют пу­тем тонкого помола белого клинкера, получаемого обжигом чистых известняков и белых глин. Обжигают сырье на беззоль­ном топливе — жидком или газообразном.
Цветные цементы получают совместным помолом белого клинкера с минеральными свето- и щелочестойкими пигментами (охра, железный сурик и др.) Применяют их для внутренней и наружной отделки зданий.

Типы портландцемента — Цемент и бетон

Типы портландцемента Действующие стандарты Федерального правительства и Американского общества испытания материалов включают пять типов портландцемента. Цемент типа I, упоминавшийся выше под названием стандартного (или обыкновенного) портландцемента, предназначается для обычных бетонных сооружений, где не требуются особые свойства, предусмотренные для остальных четырех типов. Прототипом этого цемента служит прежний цемент, производившийся в США. Цемент типа II может рассматриваться как разновидность обыкновенного портландцемента, но с ограничением допустимого содержания С3А и C3S, что позволяет повысить его сульфатостойкость и уменьшить тепловыделение. Цемент типа II до применения воздухововлекающих добавок считался наиболее подходящим для строительства бетонных дорог. Он называется иногда «модифицированным» цементом, или «умеренно сульфатостойким», или «умеренно термичным». Он был, например, применен на строительстве плотины Сентер Хилл Дам в штате Теннесси. Цемент типа IV, который сейчас редко применяется, предназначен для массивных бетонных сооружений, для которых требуется малое тепловыделение. По сравнению с цементом типа II он должен содержать несколько меньше С3А и значительно меньше C3S. Его можно рассматривать как особую разновидность цемента типа II. Цемент типа V, предназначенный для службы в условлях сильной сульфатной агрессии, также близок к цементу типа II, но отличается от него значительно ‘более низким пределом содержания СзА — до 5%. Цемент типа III — быстротвердеющий — может рассматриваться с точки зрения химико-минералогического состава как разновидность цемента типа I с таким же содержанием СзА, но с несколько повышенным (практически) содержанием C3S. Он характеризуется значительно более высокой тонкостью помола, чем все другие цементы. В связи с этим он может содержать повышенное количество S03. К этим пяти основным типам цемента следует прибавить еще шестой, который по своему составу может быть близок к одному из описанных выше, но отличается от них пониженным содержанием щелочей. Это так называемый низкощелочной цемент. Он применяется не всюду, а лишь в тех местах, где приходится иметь дело с очень реакционно способными кремнистыми заполнителями. Эти заполнители вступают во взаимодействие с окисями калия и натрия, присутствующими в некоторых цементах в заметном количестве, и образуют растворимое стекло, которое в силу своего сродства с водой порождает осмотическое давление достаточной силы, чтобы вызвать избыточное расширение и растрескивание бетона, сопровождающееся потерей прочности, эластичности и долговечности. О силе этих реакций и вреде, который они приносят сооружениям, можно судить по тому факту, что на ремонт плотины Паркер Дам, пострадавшей от реакции между щелочами и заполнителями, было израсходовано больше 1 млн. долларов. Как показывает опыт, расширение, вызываемое реакцией между щелочами и заполнителями, не приносит вреда в том случае, если цемент содержит меньше 0,6% щелочей (в пересчете на ЫагО). В связи с этим и были разработаны технические условия на так обозначениями I-A, И-А, и III-A (стандарт АСТМ С-175). С точки зрения состава эти разновидности ничем не отличаются от стандартных цементов I, II и III. Особенностью их является небольшая добавка воздухововлекающего вещества в количестве 0,01—0,03% от веса цемента, вводимая при помоле и служащая для вовлечения 19±3% воздуха при изготовлении стандартного раствора для испытаний. Бетон, изготовленный из этих цементов, в идеальном случае должен содержать от 3 до 6% вовлеченного воздуха, но в практических условиях строительства воздухововлечение бывает как больше, так и меньше указанных пределов. Следует подчеркнуть, что цементы с воздухововлекающимн добавками дают бетоны повышенной удобообрабатываемости, долговечности и солгстойкости. Но вместе с тем эти добавки вызывают снижение прочности, особенно в тех случаях, когда бетон содержит избыточное количество вовлеченного воздуха. Поэтому в технических условиях на цементы I-A, II-A и III-A предусматриваются несколько более низкие требования к прочности при приемке. Для более подробного ознакомления с физико-механическими свойствами этих цементов следует обратиться к техническим условиям АСТМ и Федерального правительства. Укажем лишь попутно, что в технических условиях Федерального правительства были опущены требования к прочности при растяжении в связи с тем, что количество воды, необходимое для получения раствора нормальной консистенции, оказалось слишком большим и нельзя было изготовить образцы-восьмерки для испытаний в соответствии со стандартом АСТМ. Различия в химическом составе пяти основных типов цемента обусловливают в свою очередь и разницу в активности и других свойствах. Пониженное содержание C3S в цементах II, IV и V приводит к заметному снижению их активности, в связи с чем они медленнее набирают прочность в течение первых 28 суток твердения. Зато после этого срока прочность их значительно увеличивается благодаря повышенному содержанию C2S. Это обстоятельство учитывается в технических условиях, которыми предусматривается, что прочность этих цементов в первые сроки твердения может быть несколько ниже, хотя удельная поверхность их довольно высока.. Низкое содержание С3А в этих трех цементах также отражается на их начальной прочности, так как известно, что С3А способствует нарастанию прочности в течение первых двух суток. Меньшая активность и прочность указанных трех цементов логически приводит к тому, что степень тепловыделения, т. е. теплота гидратации, у них соответственно понижается. С точки зрения долговечности пониженное содержание С3А значительно увеличивает сопротивление бетона коррозионному воздействию сульфатов и щелочей. В тех местах, где сооружения подвергаются действию этих, сред, следует применять цемент типа II. В случаях особо сильной сульфатной агрессии можно заменить его цементом типа V. Однако нужно иметь в виду, что цемент типа V не всюду можно достать: его производство связано с известными трудностями. Если этого цемента на месте строительства нет, следует увеличить расход применяемого цемента при изготовлении бетона. Имеются данные о том, что воздухововлечение, наряду с значительным повышением долговечности бетона при попеременном замораживании и оттаивании, увеличивает и сульфатостойкость бетона. В связи с этим цемент II-A может успешно заменить цемент V в тех сооружениях, где требуется повышенная сульфатостойкость бетона. И в этом случае расход цемента должен быть достаточно высок. Цемент типа IV — низкотермичный — также является специализированным продуктом, предназначенным для массивных бетонных сооружений, и может быть получен далеко не всюду. Кроме того, в виду трудности производства он дороже обыкновенного портландцемента. Иногда его можно заменить цементом типа II, если обеспечить при этом хороший состав бетона, предварительное охлаждение заполнителей и внутреннее охлаждение твердеющего массива. Полезно в этом случае применить и воздухововлекаю-щие добавки. Иногда вместо цемента IV для массивных бетонных сооружений применяют цементы I или II в сочетании с пуццолановыми и воздухововлекающими добавками при меньшем расходе вяжущего. В других случаях просто уменьшают расход цемента I или II в бетоне без введения пуццолановых и воздухо вовлекающих добавок. В США имеются еще и другие виды цементов, которые не охватываются стандартами АСТМ и служат для специальных целей. Для примера можно назвать медленно схватывающийся тампо-нажный цемент, при помоле которого вместо гипса добавляются специальные замедлители, обеспечивающие нормальные сроки схватывания цементного теста в условиях повышенных температур и давлений на глубине больше 2400 м. Другим примером может служить так называемый «пластичный» цемент для штукатурных работ. Из очень чистого известняка и глинистого сырья с крайне малым содержанием железа изготовляется белый портландцемент. Заслуживает внимания и специальный антибактериальный цемент, который содержит бактерицидную добавку, вводимую при помоле. Читать далее: Обработка шлака и легких заполнителей Однородность заполнителей для бетона Установка для обработки породы Разработка месторождений заполнителей Испытание отобранных проб заполнителей Отбор проб Разведка заполнителей Поисковые работы Легкие заполнители Реакция между щелочами и заполнителями в бетоне

Технические характеристики портландцемента

[Типы портландцемента]

Портландцемент

— чрезвычайно распространенный материал. Это также основной ингредиент бетона, который образуется, когда портландцемент образует пасту с водой, которая затвердевает после связывания с песком и камнем.

Портландцемент, впервые обнаруженный Джозефом Аспдином в Лидсе, Англия, в начале девятнадцатого века, получают путем нагревания извести, железа, кремнезема и глинозема до экстремальных температур (от 2500 до 2800 градусов по Фаренгейту) во вращающейся печи.Каменные остатки или клинкер измельчаются в мелкий порошок, также известный как цемент.

Производимый цемент различается по распределению этих материалов по химическому составу, а также по отделочным продуктам. Различные типы портландцемента определены в стандарте ASTM C150-20: Стандартные технические условия на портландцемент, в котором их различают по назначению.

Стандартные типы портландцемента:

• Тип I — для общего назначения
• Тип IA — такой же, как Тип I, но когда требуется воздухововлечение
• Тип II — для умеренной сульфатостойкости
• Тип IIA — то же как Тип II, но когда желательно вовлечение воздуха
• Тип II (MH) — очень похоже на Тип II, но когда требуется умеренная теплота гидратации
• Тип II (MH) A — то же самое, что Тип II (MH), но когда требуется воздухововлечение
• Тип III — для высокой начальной прочности
• Тип IIIA — то же, что и тип III, но когда требуется вовлечение воздуха
• Тип IV — для низкой теплоты гидратации
• Тип V — для высокой сульфатостойкости

Для поддержания уровня согласованности между цементными заводами стандарты являются ключевыми.Кроме того, такие документы, как ASTM C150-20, содержат информацию, полезную для других, использующих портланд-бетон, поскольку каждый тип выполняет свою функцию. В то время как тип I используется для общего строительства, включая здания, мосты и тротуары, каждый другой тип подходит для специального назначения.

Помимо определения типов портландцемента, ASTM C150-20 детализирует ингредиенты, химический состав, физические свойства, а также методы отбора проб и испытаний.

Что использовать в бетонной смеси для столешниц?

Портландцемент

бывает разных типов.В Соединенных Штатах эти типы классифицируются как Тип I, II, III, IV и V. Только типы I и III необходимы для рассмотрения изготовителями бетонных столешниц; Преимущества цемента типа II обычно не имеют отношения к производству бетонных столешниц.

Тип I — это обычный портландцемент белого или серого цвета. Большинство профессионалов в области производства бетонных столешниц используют белый цемент, несмотря на его более высокую стоимость из-за более точной консистенции цвета.

Тип II — это цемент со средней сульфатостойкостью, важный при заливке бетона в почву с умеренным содержанием сульфатов, но не имеющий отношения к бетонным столешницам.

Тип III — высокопрочный цемент. Он более мелкий и реагирует быстрее, чем тип I, поэтому ранний прирост прочности на сжатие больше.

Однако предел прочности не выше, чем у типа I. Бетон, изготовленный с использованием типа III, будет иметь лишь немного более высокую прочность в течение 28 дней, чем бетон, изготовленный с использованием типа I, при прочих равных. Однако бетонные столешницы устанавливаются в течение нескольких дней после заливки, и нет необходимости ждать 28 дней, чтобы они застыли.

Тип III доступен в белом или сером цвете, но белый Тип III трудно найти в небольших количествах (меньше поддона); его часто нужно заказывать по специальному заказу.Учитывая это, а также тот факт, что нет необходимости увеличивать начальную прочность бетона, лучше всего использовать цемент типа I.

Тип IV и V часто используются в специальных строительных приложениях, где требуется высокая сульфатостойкость или важна низкая теплота гидратации. Ни один из этих типов не является практичным выбором для столешниц.

Заключение:

Высокая прочность на сжатие хорошо спроектированных бетонных смесей для столешниц определяется в основном надлежащими методами бетонирования, такими как низкое водоцементное соотношение, а не типом цемента.

Лучше всего использовать цемент типа I и понимать все аспекты хорошей конструкции бетонной смеси для столешниц, такие как важность водоцементного отношения.

Узнайте больше об основах проектирования бетона и смесей здесь.

9 типов портландцемента и их применение

Тип портландцемента, используемого в бетонной конструкции, определяет время, необходимое для его затвердевания, а также его окончательную прочность. Узнайте обо всех таких типах в этой статье HomeQuicks, в которой также рассказывается об их различных применениях.

Знаете ли вы?
Типы I и II являются наиболее распространенными типами портландцемента в США. Вместе они составляют более 92% от общего производства цемента.

Портландцемент, вопреки распространенному мнению, не является маркой цемента, а является наиболее распространенным типом, который используется в качестве ингредиента в бетоне и растворах во всем мире. У цемента есть несколько применений, и, поскольку каждое использование уникально, для него нужен другой тип цемента. Американское общество испытаний и материалов (ASTM) классифицирует портландцемент на различные типы в зависимости от доли химикатов в каждом из них.Наиболее распространенными химическими составляющими, используемыми для классификации портландцемента, являются C ₃ A (трехкальциевый алюминат), C ₃ S (трехкальциевый силикат), C ₄ AF (тетракальцийалюмоферрит), а также понятие, называемое теплотой гидратации. ‘.

Хотите написать для нас? Что ж, мы ищем хороших писателей, которые хотят распространять информацию. Свяжитесь с нами, и мы поговорим …

Давайте работать вместе!

Имея более высокий процент C ₃ A, цемент быстро схватывается и выделяет большое количество теплоты гидратации.C ₃ S придает цементу первоначальную прочность и заставляет его быстро затвердевать. С другой стороны, C ₄ AF имеет мало общего с прочностью, но придает серый цвет обычному портландцементу. «Теплота гидратации» — это термин, используемый для описания тепла, выделяемого при взаимодействии цемента с водой во время образования бетона. Поняв эти термины, давайте теперь рассмотрим различные типы портландцемента.

Тип I
Также называется обычным портландцементом (OPC). Тип I представляет собой цемент общего назначения, который подходит для большинства применений, за исключением тех, которые требуют особых свойств других типов.Он обладает достаточной прочностью и низкой теплотой гидратации. Цемент типа I не подходит для применений, где бетон может подвергаться химическому воздействию или чрезмерной температуре во время отверждения. Его можно использовать в таких областях, как сборные железобетонные изделия, армированные здания, полы, мосты, резервуары, резервуары, водопропускные трубы, канализационные трубы, тротуары, тротуары, трубы и т. Д.

Тип II
Тип II имеет то же применение, что и Тип I, наряду с умеренной устойчивостью к сульфатам. Он генерирует только умеренное тепло гидратации и с меньшей скоростью.Он идеально подходит для применений, где бетон вступает в контакт с почвой или грунтовыми водами, имеющими некоторое количество сульфат-ионов, но не слишком высокое. Его низкая концентрация C ₃ A, которая составляет менее 8%, придает устойчивость к сульфатной атаке. Это обычное явление в тех частях западной части США и Канады, которые имеют такие богатые сульфатами условия. Он идеально подходит для тяжелых конструкций, таких как опоры, опоры и подпорные стены.

Тип III
Цемент типа III химически почти идентичен цементу типа I, хотя у него меньшее время отверждения, что означает, что он затвердевает быстрее.Он также имеет более мелкую шлифовку и содержит большее количество C ₃ S, которые способствуют быстрому схватыванию бетона. Этот тип дает силу быстрее, чем тип I, обычно менее чем за неделю, хотя его конечная 28-дневная сила может быть такой же, если не меньше. Он идеально подходит для применений, требующих быстрой настройки, чтобы конструкции могли быстрее вводиться в эксплуатацию, а также для случаев, когда опалубку необходимо снимать и использовать повторно. Он также идеально подходит для холодных зон, где быстрое затвердевание бетона предотвращает повреждение из-за мороза.

Тип IV
Портландцемент этого типа разработан для уменьшения количества тепла, выделяемого во время гидратации. Это достигается за счет снижения процентного содержания C ₃ A в цементе. Однако этот тип имеет более низкую конечную и начальную прочность по сравнению с типом I. Он подходит для строительства массивных конструкций с низким отношением поверхности к объему, таких как гравитационные плотины, где большая теплота гидратации может привести к опасным последствиям. трещины. Этот тип цемента обычно не производится и не продается, а в основном поставляется для оптовых заказов.

Тип V
Он почти аналогичен типу II, за исключением того, что он даже более устойчив к воздействию сульфат-ионов. Это достигается снижением процентного содержания C ₃ A до 5%. Таким образом, он подходит для заглубленных бетонных конструкций, где почва или грунтовые воды богаты сульфат-ионами. Однако он набирает силу медленными темпами по сравнению с типом I (OPC). Как и тип II, он чаще встречается на западе США и в Канаде. Он используется для облицовки каналов, подпорных стенок и водопропускных труб, которые могут подвергаться воздействию сульфатов.

Тип Ia, IIa, IIIa
Эти типы почти идентичны основным типам I, II и III, соответственно, за исключением того, что они содержат небольшое количество воздухововлекающих добавок, которые смешиваются с цементом во время его производства. Эти смеси образуют маленькие пузырьки воздуха внутри бетонного блока, когда он застывает, что идеально подходит для низких температур, когда циклы замораживания-оттаивания могут привести к образованию трещин в бетоне. Меньшее водоцементное соотношение также увеличивает удобоукладываемость цемента.

Белый портландцемент
Похож на портландцемент типа I, за исключением того, что он белого цвета. Это достигается за счет снижения процентного содержания железа (C ₄ AF) и оксида магния, которые придают серый цвет обычному портландцементу. Поскольку для получения белого цвета требуется дополнительная осторожность при выборе ингредиентов, производство этого типа является сложным и дорогостоящим. Он идеально подходит для таких применений, как сборные ненесущие стены, облицовочные панели, штукатурка, терраццо, цементная краска, белый / цветной бетон и строительный раствор.
Хотя это наиболее распространенные типы портландцемента, также используются некоторые гибриды, такие как I / II или II / V. Эти гибриды удовлетворяют требованиям обоих типов и могут использоваться для приложений любого из них.

Portland Cement — Lehigh Hanson, Inc.

Цемент или бетон?

Хотя эти термины часто используются как синонимы, бетон и цемент не являются одинаковый. Цемент — это ингредиент бетона. Это мелкий серый порошок, который при смешивании с водой, песком, гравием или щебнем образует каменную массу, известную как бетон.Цемент обычно составляет от 10% до 12% бетонной смеси.

Цемент действует как связующее или клей в бетоне. В сочетании с водой цемент образует пасту, покрывающую песок и гравий. В результате химической реакции, называемой гидратацией, смесь затвердевает и превращается в бетон.

В свежем виде бетон может принимать любую форму; в затвердевшем состоянии он прочный и долговечный. Эти качества объясняют, почему из одного материала, бетона, можно построить все, от небоскребов и тротуаров до шоссе и плотин.

Хотя натуральный цемент восходит к римлянам, к концу 1800-х годов строители обратились к его производному аналогу, портландцементу, для более высокой прочности и более стабильных характеристик.

Английский каменщик Джозеф Аспдин широко известен как изобретатель современного портландцемента. Аспдин получил первый патент на портландцемент в 1824 году. Он назвал его «портландцемент», потому что изготовленный из него бетон напоминал высоко ценимый строительный камень, добываемый в карьерах на острове Портленд.

Имя сохранилось. Сегодня портландцемент — это не торговая марка, а общий термин для обозначения типа цемента, используемого в большинстве бетонов.

От карьера до печи до бетона

Производство портландцемента — трехступенчатый процесс:

1. Для производства цемента требуются кальций, кремнезем и небольшие количества глинозема и железа. Сырье, богатое этими элементами, включает известняк, песок и глина. Их добывают на цементном заводе или отправляют откуда-то поблизости.Известняк, источник кальция, составляет около 80% сырья для цемента.
2. Материалы комбинируются, смешиваются и измельчаются, а затем обрабатываются в огромной промышленной печи, называемой обжиговой, температура которой достигает 1450 ° C (2650 ° F) или выше. Сильный нагрев вызывает химические реакции, в результате которых образуется промежуточный продукт, называемый клинкер.
3. Гранулы раскаленного клинкера охлаждают и измельчают с небольшим количеством гипса. В результате получается мелкодисперсный порошок, который сейчас считается портландцементом.Цемент измельчается настолько мелко, что он проходит через сито, достаточно мелкое, чтобы удерживать воду.

Большая часть цемента используется для производства товарного бетона, который доставляется на строительные площадки на знакомых грузовиках с вращающимися барабанами. Другие области применения бетона включают сборные железобетонные изделия, трубы, кладку, бурение нефтяных и газовых скважин и стабилизацию грунта.

Цемент на все случаи жизни

Инженеры и специалисты-строители часто выбирают определенный тип портландцемента для удовлетворения особых требований условий.

Типы цемента определяются множеством стандартов и спецификаций. Портлендские цементы соответствуют стандарту Американского общества испытаний материалов (ASTM) C150 для портландцементов и Канадской ассоциации стандартов (CSA) A3001. Некоторые цементы могут встречаться нескольких типов. Вся продукция Lehigh Cement производится в соответствии с применимыми стандартами CSA, ASTM, AASHTO или API.

Приведенные выше стандарты относятся к следующим типам портландцемента и цемента общего назначения:

ASTM Type I (CSA Type GU), Normal / General Use: Портландцемент общего назначения, подходящий для бетона, не требующего особых свойств.Цемент типа I обычно используется в строительных приложениях общего назначения, таких как большинство зданий, мостов, тротуаров, сборных железобетонных и каменных блоков и т.д. почва или вода с умеренным содержанием сульфатов. Другие меры по контролю сульфатостойкости, такие как использование смешанных цементов, которые обеспечивают эквивалентные или лучшие характеристики, становятся все более распространенными в определенных областях.

ASTM Тип II-MH (CSA Тип MH), умеренная теплота гидратации: Умеренный сульфатостойкий цемент, который также снижает тепловыделение, вызванное гидратацией. Другие меры по контролю теплоты гидратации и сульфатостойкости, такие как использование смешанных цементов, которые обеспечивают эквивалентные или лучшие характеристики, становятся все более распространенными в определенных областях.

ASTM Тип III (CSA Тип HE), высокая ранняя прочность: Портландцемент, который набирает прочность быстрее, чем обычные цементы, и подходит для быстрого строительства, раннего удаления формы, холодной погоды или когда бетон должен быть быстро введен в эксплуатацию .

ASTM Тип IV (CSA Тип LH), низкая теплота гидратации: Медленно реагирующий цемент, который сводит к минимуму тепловыделение, используемое в бетоне для массивных конструкций, таких как опоры мостов или плотины. Другие меры по контролю теплоты гидратации, такие как использование смешанных цементов, которые обеспечивают эквивалентные или лучшие характеристики, становятся все более распространенными в определенных областях.

ASTM Тип V (CSA Тип HS), высокая сульфатостойкость: Портландцемент, используемый в бетоне, подверженном воздействию высоких концентраций сульфатов.Другие меры по контролю сульфатостойкости, такие как использование смешанных цементов, которые обеспечивают эквивалентные или лучшие характеристики, становятся все более распространенными в определенных областях.

13 видов цемента и их использование в бетонном строительстве

🕑 Время чтения: 1 минута

В бетонном строительстве используются различные виды цемента. Каждый тип цемента имеет свои свойства, применение и преимущества, основанные на композиционных материалах, используемых при его производстве.

13 видов цемента и их применение

1. Обычный портландцемент (OPC)
2. Портланд-пуццолановый цемент (PPC)
3. Быстротвердеющий цемент
4. Быстротвердеющий цемент
5. Низкотемпературный цемент
6. Сульфатостойкий цемент
7. Доменный шлаковый цемент
8. Высокоглиноземистый цемент
9. Белый Цемент
10. Цветной цемент
11. Воздухововлекающий цемент
12. Расширяющийся цемент
13. Гидрографический цемент

Рис.1: Цемент

1. Обычный портландцемент (OPC)

Обычный портландцемент — наиболее широко используемый тип цемента, который подходит для всех общих бетонных конструкций. Это наиболее часто производимый и используемый тип цемента во всем мире с годовым объемом производства около 3,8 миллиона кубических метров в год. Этот цемент подходит для всех видов бетонного строительства.

2. Портлендский пуццолановый цемент (PPC)

Пуццолановый портландцемент получают путем измельчения пуццоланового клинкера с портландцементом.Его также получают путем добавления пуццолана с добавлением гипса или сульфата кальция или путем тщательного и равномерного смешивания портландцемента и мелкодисперсного пуццолана.

Этот цемент имеет высокую стойкость к различным химическим воздействиям на бетон по сравнению с обычным портландцементом, поэтому он широко используется. Он используется в морских сооружениях, канализационных и канализационных работах, а также для прокладки подводного бетона, такого как мосты, опоры, плотины, а также бетонные работы и т.д.

3.Цемент быстрого отверждения

Быстротвердеющий цемент в первые дни приобретает высокую прочность; он используется в бетоне, где опалубка снимается на ранней стадии, и аналогичен обычному портландцементу (OPC). Этот цемент имеет повышенное содержание извести, более высокое содержание c3s и более тонкий помол, что дает более высокий прирост прочности, чем OPC на ранней стадии.

Прочность быстротвердеющего цемента за три дня аналогична прочности OPC за 7 дней при том же водоцементном соотношении.Таким образом, преимуществом этого цемента является то, что опалубку можно снять раньше, что увеличивает скорость строительства и снижает стоимость строительства за счет экономии затрат на опалубку.

Быстротвердеющий цемент применяется в сборном железобетонном строительстве, дорожных работах и ​​т. Д.

4. Быстросхватывающийся цемент

Разница между быстросхватывающимся цементом и быстротвердеющим цементом заключается в том, что быстросхватывающийся цемент схватывается раньше. При этом скорость набора прочности аналогична обычному портландцементу, а быстротвердеющий цемент быстро набирает прочность.Опалубку в обоих случаях можно снять раньше.

Цемент быстрого схватывания используется там, где работы должны быть завершены в кратчайшие сроки, а также для бетонирования в статической или проточной воде.

5. Цемент низкотемпературный

Низкотемпературный цемент получают, поддерживая процентное содержание трикальцийалюмината ниже 6% за счет увеличения доли C2S. Небольшое количество алюмината трикальция заставляет бетон выделять низкую теплоту гидратации. Низкотемпературный цемент, подходящий для строительства из массивного бетона, такого как гравитационные плотины, так как низкая теплота гидратации предотвращает растрескивание бетона из-за тепла.

Этот цемент обладает повышенной устойчивостью к сульфатам, менее реактивен, а время начального схватывания больше, чем у OPC.

6. Цемент, устойчивый к сульфатам

Сульфатостойкий цемент используется для снижения риска воздействия сульфатов на бетон и, таким образом, используется при строительстве фундаментов с высоким содержанием сульфатов в почве. Этот цемент снизил содержание C3A и C4AF.

Сульфатостойкий цемент используется в строительстве, подверженном сильному воздействию сульфатов водой и почвой в таких местах, как облицовка каналов, водопропускные трубы, подпорные стены, сифоны и т. Д.

7. Доменный шлаковый цемент

Доменный шлаковый цемент получают путем измельчения клинкеров с содержанием шлака около 60% и более или менее по свойствам похож на портландцемент. Его можно использовать для работ, где преобладают экономические соображения.

8. Цемент с высоким содержанием глинозема

Цемент с высоким содержанием глинозема получают путем плавления смеси боксита и извести и измельчения с клинкером. Это быстротвердеющий цемент с начальным и конечным временем схватывания около 3.5 и 5 часов соответственно.

Прочность на сжатие у этого цемента очень высока и удобнее, чем у обычного портландцемента, и он используется в работах, где бетон подвергается воздействию высоких температур, мороза и кислотного воздействия. ВНИМАНИЕ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

9. Белый цемент

Он изготавливается из сырья, не содержащего оксида железа, и представляет собой обычный портландцемент белого цвета. Это дороже и используется в архитектурных целях, таких как сборные ненесущие стены и облицовочные панели, поверхность терраццо и т. Д.а также для внутренних и внешних декоративных работ, таких как внешняя отделка зданий, облицовочные плиты, полы, декоративные бетонные изделия, садовые дорожки, бассейны и т. д.

10. Цветной цемент

Производится путем смешивания 5-10% минеральных пигментов с обычным цементом. Их широко используют для декоративных работ на полах.

11. Воздухововлекающий цемент

Воздухововлекающий цемент производится путем добавления местных воздухововлекающих добавок, таких как смолы, клеи, натриевые соли сульфатов и т. Д.при помоле клинкера.

Этот тип цемента особенно подходит для улучшения удобоукладываемости при меньшем водоцементном соотношении и для улучшения морозостойкости бетона.

12. Расширяющийся цемент

Расширяющийся цемент немного расширяется со временем и не дает усадки во время и после затвердевания. Этот цемент в основном используется для затирки анкерных болтов и каналов из предварительно напряженного бетона.

13. Гидрографический цемент

Гидрографический цемент изготавливается путем смешивания водоотталкивающих химикатов, обладает высокой удобоукладываемостью и прочностью.Он обладает свойством отталкивать воду и не подвержен влиянию сезонных дождей и дождей.

Гидрофобный цемент в основном используется для строительства гидротехнических сооружений, таких как плотины, резервуары для воды, водосбросы, водоудерживающие конструкции и т. Д.

Часто задаваемые вопросы по разным видам цемента ? Какие виды цемента?

Обычный портландцемент (OPC), портланд-пуццолановый цемент (PPC), быстротвердеющий цемент, быстросхватывающийся цемент, низкотемпературный цемент, сульфатостойкий цемент, доменный шлаковый цемент, высокоглиноземистый цемент, белый цемент, цветной цемент, воздух- захватывающий цемент, расширяющийся цемент и гидрографический цемент.

? Какой тип портландцемента используется чаще всего?

Обычный портландцемент — это наиболее часто используемый тип цемента.

? Каковы применения обычного портландцемента?

Обычный портландцемент — это наиболее широко используемый тип цемента, который подходит для всех общих бетонных конструкций.

? Каковы применения портландцемента пуццолана?

Используется в морских сооружениях, фундаментах, канализационных и канализационных работах, а также для прокладки подводного бетона, такого как мосты, опоры, плотины, а также бетонные работы и т. Д.

? Где используется гидрофобный цемент?

Применяется при строительстве плотин, водосбросов, резервуаров для воды, водоудерживающих сооружений, подводных сооружений.

Подробнее:

Применение различных типов цемента для бетонных конструкций

Испытания цемента на строительной площадке для проверки качества цемента

видов портландцемента различных типов

🕑 Время чтения: 1 минута

Портландцемент

является отличным строительным материалом, обычно используемым из-за его превосходных связывающих свойств, придающих прочность элементам конструкции.Портландцемент чаще всего используется для производства бетона. Он также используется в качестве основного ингредиента в строительном растворе, штукатурке и растворах специального назначения.

Рис.1: Использование различных типов портландцемента

Использует различных видов портландцемента

1. Согласно ASTM 150 (американские стандарты)

A. Использование портландцемента типа I

1. Используется как портландцемент общего или обычного назначения в строительных работах.
2. Обычно используется для общего строительства, особенно при изготовлении сборного железобетона, а также сборного железобетона с предварительным напряжением, который не должен контактировать с почвой или грунтовыми водами.
3. Цемент типа 1 — это цемент общего назначения при любых строительных работах, если для строительных работ не указан другой цемент.

B. Использование портландцемента типа II

1. Применяется для строительства конструкций, в которых вода или почва содержат меньшее количество сульфатов.
2. Этот тип цемента используется там, где во время гидратации требуется меньше тепла.

C.

Использование портландцемента типа III

1. Этот тип цемента используется там, где требуется высокая прочность на очень раннем этапе.
2. Этот тип цемента дает хорошую трехдневную прочность на сжатие, равную семидневной прочности на сжатие цементов типов I и II.
3. Обычно используется для производства сборного железобетона, где высокая однодневная прочность позволяет быстро менять формы.
4. Может также применяться при аварийном строительстве и ремонте, а также при строительстве машинных баз и ворот.

D. Использование портландцемента типа IV

1. Этот тип цемента используется там, где количество и скорость тепловыделения должны быть минимальными.
2. Этот вид цемента используется там, где требуется низкая теплота гидратации.

E. Использование портландцемента типа V

1. Этот тип используется в бетоне, который подвергается воздействию щелочных почв и сульфатов грунтовых вод.
2. Используется в качестве сульфатостойкого портландцемента в строительных работах.

2. Как согласно норме EN 197 (европейская норма)

A. Использование портландцемента CEM I

1. Этот вид цемента используется в качестве цемента высшего сорта. , означает, что он полезен для изготовления высококачественного бетона для строительных работ.
2. Он используется для получения смешанного цемента путем смешивания CEM1 с другими минеральными добавками или добавками, такими как летучая зола, шлак, микрокремнезем и известняк.
3. Используется для уменьшения потребности в воде, так что водоцементное соотношение может быть уменьшено.

B. Использование портландцемента CEM II

1. Используется для снижения потребности в воде, поэтому водоцементное соотношение может быть уменьшено.
2. Используется для улучшения обрабатываемости при том же содержании воды.
3. Этот смешанный цемент имеет лучшее гранулометрическое распределение (градацию) по сравнению с CEM I, поэтому проницаемость бетона меньше, что приводит к улучшенной плотности.
4. Летучая зола, шлак и дым двуокиси кремния обладают гидравлическими свойствами, вызывая рост вторичных кристаллов, что делает бетон более плотным и долговечным.

C. Использование портландцемента CEM III

1. Этот тип цемента подходит для морской, сельскохозяйственной и химически агрессивной среды, а также используется для фундаментов с глубокой заливкой, таких как ветряные электростанции.
2. Более белый цвет и более гладкая поверхность, достигаемая с помощью CEM III, делает его предпочтительным цементом для архитектурного бетона.
3. Применяется для небольших сборных железобетонных изделий, а также для строительства блоков и конструкций.

D. Использование портландцемента CEM IV

1. Применяется для производства бетона низкого и среднего класса.
2. Применяется для производства строительных растворов и различных видов бетонных изделий.
3. Развивает стабильную прочность конструкции.
4. Обладает хорошими физико-механическими характеристиками.

E. Использование портландцемента CEM V

1. Этот вид цемента широко используется при производстве конструкционного и товарного бетона.
2. Использование цемента CEM V для конструкционного бетона строго ограничено нормативными ограничениями в европейских странах.

3. В соответствии с CSA A3000-08 (канадские стандарты)

A. Использование портландцемента общего назначения (GU)

1. Используется как портландцемент общего или обычного назначения в строительных работах.
2. Эти типы цемента обычно используются в любых строительных работах, если для строительных работ не указан другой цемент.

B. Использует портландцемент со средней сульфатостойкостью (MS)

1. Используется для строительства, где вода или почва содержат меньше сульфатов.
2. Используется как цемент с умеренной сульфатостойкостью.

C.

Использование Умеренное he на портландцементе (MH)

1. Этот вид цемента используется там, где требуется низкая теплота гидратации.

D. Использует высокопрочный портландцемент (HE)

1. Этот тип цемента используется там, где требуется получить высокую прочность за очень короткий период времени.

E. Использует низкотемпературный портландцемент (LH)

1. Этот вид цемента используется там, где требуется низкая теплота гидратации.
2. Аналогичен цементу типа HE, HEL.

F. Использует высокосульфатостойкий портландцемент (HS)

1. Этот тип цемента обычно развивает прочность медленнее, чем другие типы цемента.
2. Эти виды цемента используются как высокосульфатостойкие.

4. Согласно индийским стандартам

A. Использование портландцемента 33 сорта

1. Этот тип цемента обычно используется в растворах для штукатурки и кирпичной кладки.
2. Применяется для нормальных марок бетона до М-20, штукатурных работ, настилов полов, затирки швов кабельных каналов на предприятиях ЦОП и т. Д.

B. Использование портландцемента 43-й марки

1. Портландцемент 43 марки обычно используется в железобетонных конструкциях, которые также называют R.C.C.
2. Марка 43 также используется в железобетонных изделиях, которые также называют товарным бетоном, а также в сборных железобетонных конструкциях для строительных целей.
3. Применяются для изготовления бетона марки от М20 до М30.

C. Использование портландцемента 53-го сорта

1. Для бетона выше М-30, предварительно напряженных бетонных работ, мостов, дорог, многоэтажных зданий и т. Д.
2. Для бетонирования в холодную погоду.
3. Цемент 53 марки в основном используется в р.Мосты C.C., строительство сборных железобетонных конструкций, строительство заводов, строительство зданий и т. Д. (Здания с необходимой прочностью) и строительство бетонных шпал (для железных дорог).

Подробнее:
1. Марки обычного портландцемента на основе кодов IS
2. Обычный портландцемент — состав, свойства, типы и использование

Портлендский цемент — Интерактивное покрытие

Цемент — главный ингредиент цементного теста — связующее в портландцементном бетоне (PCC).Это гидравлический цемент, который при смешивании с водой затвердевает в твердую массу. Вкрапленный в совокупную матрицу, он образует ОКК. В качестве материала портландцемент используется уже более 175 лет, и с эмпирической точки зрения его поведение хорошо изучено. Однако с химической точки зрения портландцемент представляет собой сложное вещество, механизмы и взаимодействия которого еще предстоит полностью определить. ASTM C 125 и Portland Cement Association (PCA) дают следующие точные определения:

• Гидравлический цемент: Неорганический материал или смесь неорганических материалов, который затвердевает и развивает прочность за счет химической реакции с водой с образованием гидратов и способный делать это под водой.
• Портландцемент: Гидравлический цемент, состоящий в основном из гидросиликатов кальция.

Фон

Рис. 1. Остров Портленд, Англия

Рис. 2. Известняк в Портлендском Билле возле Уэймута

Хотя использование цементов (как гидравлических, так и негидравлических) насчитывает много тысяч лет (по крайней мере, с древних египетских времен), первое появление «портландцемента» произошло в 19, ^и годах.В 1824 году каменщик из Лидса Джозеф Аспдин получил патент на гидравлический цемент, из которого он придумал «портландцемент» (Миндесс и Янг, 1981, ^[1] ). Он назвал цемент, потому что он давал бетон, который напоминал цвет природного известняка, добываемого на острове Портленд, полуострове в Ла-Манше (см. Рис. 1 и 2). С тех пор название «портландцемент» прижилось и пишется строчными буквами, потому что теперь оно признано торговым наименованием типа материала, а не конкретной ссылкой на Портленд, Англия.

Сегодня портландцемент является наиболее широко используемым строительным материалом в мире, его ежегодно производится около 1,56 миллиарда тонн (1,72 миллиарда тонн). Ежегодное мировое производство портландцементного бетона составляет около 3,8 миллиона кубических метров (5 миллиардов кубических ярдов) в год (Цементная ассоциация Канады, 2002, ^[2] ). В США жесткие дорожные покрытия являются крупнейшим разовым применением портландцемента и портландцементного бетона (ACPA, 2002 ^[3] ).

Производство

Несмотря на то, что существует несколько разновидностей портландцемента, производимого в промышленных масштабах, в каждом из них используется много одного и того же основного сырья и химических компонентов.Основными химическими компонентами портландцемента являются кальций, кремнезем, глинозем и железо. Кальций получают из известняка, мергеля или мела, а кремнезем, глинозем и железо — из песков, глин и источников железной руды. Другое сырье может включать сланец, оболочки и промышленные побочные продукты, такие как прокатная окалина (Ash Grove Cement Company, 2000, ^[4] ).

В ходе основного производственного процесса эти материалы нагреваются в печи примерно до 1400–1600 ° C (2600–3000 ° F) — температурного диапазона, в котором два материала химически взаимодействуют с образованием силикатов кальция (Mindess and Young, 1981 ^[1] ).Это нагретое вещество, называемое «клинкером», обычно имеет форму маленьких серо-черных гранул диаметром около 12,5 мм (0,5 дюйма). Затем клинкер охлаждают и измельчают в мелкий порошок, который почти полностью проходит через сито 0,075 мм (№ 200) и укрепляется небольшим количеством гипса. Результат — портландцемент. Портлендская цементная ассоциация (PCA) имеет прекрасную интерактивную иллюстрацию этого процесса на своем веб-сайте.

Химические свойства

Цементы

Portland можно охарактеризовать по химическому составу, хотя они редко используются в дорожных покрытиях.Однако именно химические свойства портландцемента определяют его физические свойства и то, как он затвердевает. Таким образом, базовое понимание химии портландцемента может помочь понять, как и почему он ведет себя именно так. В этом разделе кратко описывается основной химический состав типичного портландцемента и то, как он гидратируется.

Базовый состав

В таблице 1 и на рисунке 3 показаны основные химические составляющие портландцемента.

Таблица 1. Основные составляющие типичного портландцемента (Mindess and Young, 1981 ^[1] )

Химическое название	Химическая формула	Сокращенное обозначение	Весовые проценты
Силикат трикальция	3CaO × SiO 2	С 3 С	50
Силикат дикальция	2CaO × SiO 2	С 2 С	25
Алюминат трикальция	3CaO × Al2O 3	С 3 А	12
Тетракальций Алюмоферрит	4CaO × Al 2 O 3 × Fe 2 O 3	С 4 AF	8
Гипс	CaSO 4 × H 2 O	CSH 2	3.5

Рис. 3. Типичный оксидный состав портландцемента общего назначения (Mindess and Young, 1981).

Гидратация

Когда портландцемент смешивается с водой, его химические составляющие претерпевают ряд химических реакций, которые вызывают его затвердевание (или схватывание). Все эти химические реакции включают добавление воды к основным химическим соединениям, перечисленным в таблице 1. Эта химическая реакция с водой называется «гидратация». Каждая из этих реакций происходит в разное время и с разной скоростью.Вместе результаты этих реакций определяют, как портландцемент затвердевает и набирает прочность.

• Силикат трикальция (C ₃ S) . Быстро увлажняет и затвердевает и в значительной степени отвечает за начальное схватывание и раннюю прочность. Портландцементы с более высоким содержанием C ₃ S будут демонстрировать более высокую начальную прочность.
• Силикат дикальция (C ₂ S) . Медленно увлажняет и затвердевает и в значительной степени способствует увеличению силы после одной недели.
• Алюминат трикальция (C ₃ A) . Быстрее всего увлажняет и затвердевает. Практически сразу высвобождает большое количество тепла и в некоторой степени способствует ранней силе. Гипс добавлен в портландцемент для замедления гидратации C ₃ A. Без гипса, C ₃ Гидратация приведет к схватыванию портландцемента почти сразу после добавления воды.
• Тетракальций алюмоферрит (C ₄ AF) . Быстро увлажняет, но очень мало способствует укреплению сил.Его использование позволяет снизить температуру в печи при производстве портландцемента. Большинство цветовых эффектов портландцемента обусловлено C ₄ AF.

На рис. 4 показаны скорости выделения тепла, которые дают приблизительное представление о времени гидратации и времени первоначального схватывания типичного портландцемента.

Рисунок 4. Скорость выделения тепла во время гидратации типичного портландцемента. Результатом двух гидратации силиката является образование гидрата силиката кальция (часто обозначаемого C-S-H из-за переменной стехиометрии).C-S-H составляет примерно 1/2 — 2/3 объема гидратированной пасты (вода + цемент) и, следовательно, доминирует в ее поведении (Mindess and Young, 1981 ^[1] )

Типы портландцемента

Зная основные характеристики входящих в состав портландцемента химических соединений, можно изменять его свойства, регулируя количество каждого соединения. В США в стандартах AASHTO M 85 и ASTM C 150, Standard Specification for Portland Cement признаются восемь основных типов портландцементного бетона (Таблица 2).Есть также много других типов смешанных и запатентованных цементов, которые здесь не упоминаются.

Таблица 2. Типы портландцемента по ASTM

Тип	Имя	Назначение
I	Нормальный	Цемент общего назначения, подходящий для большинства целей.
IA	Нормальный захват воздуха	Воздухововлекающая модификация Тип I.
II	Умеренная сульфатостойкость	Используется в качестве меры предосторожности против умеренной сульфатной атаки.Обычно он выделяет меньше тепла и медленнее, чем цемент типа I.
IIA	Умеренное сульфатостойкое воздухововлечение	Воздухововлекающая модификация типа II.
III	Высокая ранняя прочность	Используется, когда требуется высокая ранняя прочность. В нем больше C3S, чем в цементе типа I, и он был измельчен более мелко, чтобы обеспечить более высокое отношение поверхности к объему, что ускоряет гидратацию. Увеличение прочности вдвое больше, чем у цемента типа I за первые 24 часа.
IIIA	Высокая ранняя прочность — захват воздуха	Воздухововлекающая модификация Типа III.
IV	Низкая теплота гидратации	Используется, когда необходимо минимизировать тепло гидратации в приложениях большого объема, таких как гравитационные плотины. Содержит примерно половину C3S и C3A и вдвое больше C2S цемента типа I.
В	Высокая сульфатостойкость	Используется в качестве меры предосторожности против сильного действия сульфатов — в основном, в почвах или грунтовых водах с высоким содержанием сульфатов.Он набирает прочность медленнее, чем цемент типа I. Высокая сульфатостойкость объясняется низким содержанием C3A.

Физические свойства

Цементы

Portland обычно характеризуются своими физическими свойствами для целей контроля качества. Их физические свойства можно использовать для классификации и сравнения портландцементов. Задача определения характеристик физических свойств — разработать физические тесты, которые могут удовлетворительно охарактеризовать ключевые параметры.В этом разделе, взятом в основном из PCA (1988 ^[5] ), перечислены наиболее распространенные физические свойства портландцемента США, которые подвергаются испытаниям.