Setka42.ru

Сетка №42
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Основные виды строительных цементов и их свойства

Основные виды строительных цементов и их свойства

Все виды цементов являются одними из основных стройматериалов, получаемый путем измельчения минерала гипса и клинкера. В зависимости от прочности этот материал маркируют по ГОСТу. Основополагающая роль в русской цементной промышленности принадлежит химику Шуляченко А. Р. Также большой вклад в развитие этой важной строительной отрасли внесли ученые Торопов, Бутт, Пономарев, Рояк, и многие другие специалисты.

Как цемент влияет на характеристики бетона

Как и какие показатели цемента влияют на морозостойкость бетона?

Морозостойкость цементного камня зависит от значения его общей пористости и ее характера. Чем меньше общая пористость, тем выше морозостойкость цементного камня. Уменьшение общей пористости достигается, во-первых, снижением водоцементного отношения при изготовлении бетона, и, во-вторых, длительным твердением его до начала циклов попеременного замерзания и оттаивания, во время которого капиллярные поры заполняются гидратными новообразованиями.

Морозостойкость обеспечивается комплексом мероприятий, которые описаны в ВСН 150-93 «Указания по повышению морозостойкости бетона транспортных сооружений»:

  1. выбор материалов для бетона;
  2. назначение состава бетона с ограничением В/Ц и введением в него химических добавок для регулирования поровой структуры;
  3. качественное приготовление бетонной смеси и эффективный способ ее укладки;
  4. благоприятный и достаточно длительный режим твердения бетона

Морозостойкость цементного камня зависит от значения его общей пористости и ее характера. Чем меньше общая пористость, тем выше морозостойкость цементного камня.

Эти мероприятия также помогают повысить водонепроницаемость, верно?

Показатели водонепроницаемости и морозостойкости связаны между собой. Повышение показателей водопроницаемости бетона, связано с увеличением плотности структуры бетона, уменьшением капилляров и пор в цементном камне, а также изменению угла смачиваемости каппиляров, то есть применение специальных добавок.

Как цемент влияет на сохраняемость бетонной смеси?

Более тонкий помол цемента, повышенная температура при гидратации ведут к быстрому схватыванию, а значит к быстрой потере пластичности.

На потерю удобоукладываемости также влияет и гидравлическая активность применяемой добавки в составе цемента. Чем добавка гидравлически активнее, тем быстрее «падает» подвижность бетонной смеси.

Влияет ли минеральный состав цемента?

Портландцемент – это полиминеральный и полидисперсный материал. Отсюда проявляются различия в технологических и технических свойствах смесей и бетонов. Например, гидратационная активность минералов снижается в ряду С3А > C4AF > С3S > C2S, согласно которому, как мы видим, наиболее экзотермической и быстрой при гидратации цемента является реакция взаимодействия трехкальциевого алюмината (С3A) с водой. Соответственно, от количественного содержания того или иного минерала будет зависеть скорость снижения живучести бетонной смеси.

Если для обеспечения сохранения подвижности во времени, вмешиваться в стандартные процессы гидратации путем изменения соотношения минералов портландцементного клинкера, либо «загрублением» помола, либо выбором менее активной минеральной добавки, и пр., то все это самым негативным образом может отразиться не только на динамике набора прочности, но и на конечной прочности бетона.

Читайте так же:
Расход цемента для стяжки пола 1 метр

Поэтому, учитывая множество факторов, которые влияют на свойства сохранения подвижности во времени, наиболее приемлемым считается применение специализированных модификаторов, которые не только обеспечивают длительную сохраняемость бетонных смесей, но и гарантируют интенсивную кинетику твердения бетона в конструкциях и изделиях.

Каталог добавок «СкайТрейд»

Самые популярные добавки «СкайТрейд»

Не нужно забывать, что строители, еще на этапе проектирования, могут сами повлиять на повышение времени сохранения свойств будущей бетонной смеси и снизить возможные риски. Это и использование заполнителей с минимальной загрязненностью, и контроль температуры сырьевых материалов и бетонной смеси, и использование химических добавок и их дробное введение. То есть, анализ условий производства бетона и характеристик сырьевых материалов, которые планируются к применению в бетонную смесь, — вот первостепенный фактор для определения наиболее оптимального обеспечения проектных прочностных характеристик строительных конструкций, изготовленных из бетонных смесей длительной живучести. Комплекс данных мероприятий не только повысит качество бетонных смесей, но и улучшит долговечность бетона.

Подробнее об этом можно прочитать в статье «Как продлить сохраняемость бетонной смеси»

Будет ли водоотделение на вашем цементе?

Незначительное водоотделение характерно не только для нашего цемента, но и для цемента любого другого производителя, по причине того, что гидратация частиц цемента протекает постепенно и цемент не может связать сразу всю воду необходимую для затворения.

Количественное выражение водоотделения будет зависеть от свойств цемента: тонкости помола и удельной поверхности. Портландцементы ООО «Азия Цемент» обладают тонким помолом, что существенно уменьшает водоотделение. На водоотделение цемента также влияют:

  1. минералогический состав цемента — повышение алюминатов снижает водоотделение;
  2. вид и количество применяемых добавок в составе цемента. Пуццоланы, например, наиболее эффективно снижают водоотделение, а добавка доменного шлака наоборот, несколько увеличивает.

Важно не путать понятия водоотделения цемента и водоотделения бетонной смеси. Водоотделение бетонной смеси можно регулировать добавками для бетона и оптимальным подбором рецептуры.

Изготовление цемента осуществляют во многих странах мира, в том числе и в России. Несколько крупных заводов обеспечивают различные отрасли промышленности этим нужным сырьем для материальных отраслей. Изобретателем, согласно данных Википедии, считается англичанин Джозеф Аспдин. Он в первой четверти XIX века запатентовал порошок серого цвета, дав ему название «портландцемент» в честь расположенного неподалеку города Портленд.

Читайте так же:
Что такое цементная подливка

Из чего и как делают цемент

Способы производства вяжущих веществ были изобретены где-то в 3-4 тысячелетии до нашей эры, но впервые патент на его изобретение был получен в 1824 году

Данное неорганическое вещество имеет искусственное происхождение. Оно используется как самостоятельно, так и в составе разнообразных растворов:

  • кладочные;
  • бетонные;
  • штукатурные.

Основное отличие от иных вяжущих веществ, типа алебастров или известей, заключается в том, что материал приобретает высокую твердость при наличии значительного количества влаги.

Действующие нормативы

Производство цемента регламентировано действующим законодательством. Технические условия на выпускаемую продукцию должны согласовываться с ГОСТ № 10178, установленным в 1985 году. Согласно нему в составе принимается определенное количество минеральных добавок.

Активные минеральные добавки, % по массе

Обозначение вида цемента

Доменные гранулированные и электротермофосфорные шлаки

Осадочного происхождения, кроме глиежа

Прочие активные, включая глиеж

Более ранним стандартом является ГОСТ № 10178-76, но его действие прекращено с внедрением нового ГОСТа, хотя разница между ними не является существенной. Заметны различия лишь в отдельных позициях, которые не оказывают значительного влияния на конечный продукт.

Также используется производителями стандарт ГОСТ 15825-1980. Он в большей степени регламентирует цветовую дифференциацию продукта.

Производители постоянно работают над усовершенствованием своего продукта. В ход идут эксперименты как с физико-химическим составом материала, так и с выбором пропорций разных составляющих.

Компоненты безусадочного цемента

Из чего состоит цемент

Выясним, из чего состоит цемент. Традиционными компонентами для него являются гипс, клинкер и набор связующих добавок. Степень измельчения клинкера является важным фактором.

Клинкер

Он является базовым компонентом и формирует главные итоговые характеристики будущей цельной плиты. Образуется материал после обжига сырьевой массы с определенной температурой до получения гранулированных комочков диаметром 1-5 см. для термообработки задействуют спецпечи. Данный этап, из всех этапов производства, как делают цемент, является наиболее энергозатратным и трудоемким.

Известняк с глиной

Добывают в открытых карьерах. Затем они проходят предварительный этап обработки и отправляются в мельницу для формирования из них шламов. Полученный материал проходит сырьевые мельницы и отправляется в шламбассейны.

Все этапы производства кирпича на одной схеме

Все этапы производства кирпича на одной схеме

Мелкий шлам отправляют в печь, которая вращается вокруг собственной оси. Такие узлы могут иметь длину до 200 м и диаметр несколько метров, как на уральском заводе Lafarge в Челябинске. Топливом для них служит природный газ, ведь необходимо создать рабочую температуру в 1450°С.

Сырье во время термообработки частично спекается, формируя клинкер. Печи располагают горизонтально с наклоном до 40, чтобы дать возможность перемещаться массе внутри.

Читайте так же:
Цементная стяжка добавить гипс

Масса состоит из диоксида кальция и кремнезема. Эти химические элементы оказывают влияние на долговечность будущих изделий и прочность скрепления строительных материалов с вяжущим составом.

Изготовление цемента продолжается в холодильнике, где у состава понижают температуру. На следующей стадии происходит дробление и передача в бункер для перемалывания в пыль.

В современном производстве цемента и его составляющих предусмотрены способы экологической защиты, к которым относятся электрофильтры. Они блокируют выход пыли эффективнее традиционных способов в 10-30 раз.

Пропорция глины и известняка в составе клинкера составляет 1 к 3. Такие вещества входят в цементы различных компаний. Зерно готового продукта составляет в пределах 1-100 мкм диаметра.

Также к востребованным материалам относятся: доменный шлак, мергель, мел, лесс, сланец и пр.

Состав цемента на 3-7% состоит из гипса. С его помощью производители варьируют сроки хранения сырья. Он отвечает за качество «отвердения». Исследование сырья показывают, что для цемента может применяться чистый материал или гипсовый камень, имеющий разнообразные примеси.

Добавки

Примеси, внедряемые производителями, способны усиливать характеристики продукта или придавать ему новые свойства. Популярными являются вещества, обеспечивающие такие свойства:

  • повышающие сопротивляемость низкотемпературным режимам;
  • для расширения диапазона применения готового продукта;
  • минимизирующие влагопоглощение;
  • обеспечивают пластичность.

Свойства позволяют делить продукт на определенные группы, подбирая оптимальный для каждого конкретного случая. Они определяют специфику эксплуатации. Минеральные добавки входят в состав цемента на 10-15%.

Составляющие портландцемента

Также к востребованным материалам относятся: доменный шлак, мергель, мел, лесс, сланец и пр.:

  • мел относится к осадочным породам, легко растирающимся и измельчающимся;
  • мергель – также осадочная порода, которая находится ниже известняка, ближе к глинистым пластам, иногда имеет рыхлую фактуру и зависит от массовой доли глинистых составляющих (материал используется для работы с огнеупорными средами, например, печи или камины);
  • известняки предпочтительней выбирать пористые, так как их состав и свойства имеют небольшой порог прочности и в них исключены кремневые образования;
  • к востребованным глинистым пародам относятся лессовидные суглинки, лесс, суглинок, глинистый сланец.

На каждом производстве имеется собственная лаборатория. Там ведется регулярный учет качества выпускаемой продукции. Специалисты контролируют дозы входящих компонентов и добавок. Также на территории проводятся испытания прочности. Результаты тестирования подтверждаются соответствующими документами.

Определяя, из чего состоит цемент, необходимо указать его ориентировочный химический состав:

  • две трети в нем занимает оксид кальция СаО до 67%;
  • менее четверти содержится диоксида кремния SiO2 до 22%;
  • двадцатая часть оксидов алюминия Al2О3 5%;
  • порядка 3% оксида железа Fe2O3;
  • иные компоненты.
Читайте так же:
Отличие госта от ту цемент

Марка указывается после буквы «М» на лицевой части упаковки и обозначает, сколько килограммов выдержит квадратный сантиметр поверхности.

ВИДЕО: Химический состав цемента

Различные технологии изготовления цемента

Существует несколько используемых технологий изготовления. Отличие между ними заключается в основном в процессе подготовки сырья. Применяют такие методики:

  • сухая;
  • мокрая;
  • комбинированная.

Сухая технология

Является наиболее прогрессивной, так как делают цемент по ней, совмещая несколько процессов. Это позволяет снизить себестоимость производства. Сушку и помол при таком варианте проводят в шаровой мельнице. В нее проникают горячие газы, поток которых направлен к заготовкам. В результате шихта получается в виде измельченной пыли.

Ленточный транспортер

Мокрая

Для мокрой технологии задействуют мел без извести. Перемешивание элементов осуществляется в спецбарабане. Там же проводится помол. Внутрь барабана пропускают определенное количество воды, от чего технология называется «мокрой».

Комбинированная

В комбинированной методике применены различные способы. Например, в отдельных случаях происходит мокрая обработка, а затем заготовленную массу доводят до полувлажного состояния с 18-20% влаги. Далее осуществляется гранулирование.

Как делают цемент в домашних условиях

Для бытовых условий понадобится печь с высокотемпературным нагревом. Также не обойтись без подготовленных мельниц, создающих необходимую фактуру. Необходимо учесть, что потребуется затратить много энергии на переработку материала.

Как делают цемент в домашних условиях

Технология приготовления цемента

Измельчаем 1 часть подготовленной глины и три части известняка. Тщательно перемешиваем состав и перекладываем в барабанную печь. Температурный режим в ней ставим на 1450°С. В итоге у нас оказывается клинкер в виде крупных комьев. Домешиваем 5-6% гипса к составу. Хранить приготовленный цемент своими руками необходимо подальше от влажных мест.

Маркировка цемента

Под маркировкой цемента скрывается полное обозначение материала с указанием используемых присадок, прочности готового камня, скорость схватывания цемента.

Стоит отметить, что современные строители пользуются данными ГОСТ 31108-2003, в котором обозначения маркировки также приведены.

Рассмотренные ранее марки цемента, которые были регламентированы еще старым ГОСТом, по-прежнему присутствуют в полной маркировке вяжущего некоторых производителей.

Что обозначает маркировка цемента по виду добавок

В основному вяжущему практически всегда добавляют дополнительные присадки, оказывающие влияние на те или иные свойства готового камня. Во всех обозначениях Ц – цемент.

  • ПЦ – портландцемент, это основа всех остальных видов сырья. Как самостоятельный материал практически не используется;
  • ППЦ – пуццолановый портландцемент;
  • ШПЦ – шлакопортландцемент. Его получают путем дробления цементного клинкера и 20% шлака.
  • Г – глинозёмистый, для изготовления которого используют некоторые сорта глин;
  • ССПЦ или СПЦ – сульфатостойкий с гипсовыми добавками;
  • ССШПЦ – сульфатостойкий шлакопортландцемент;
  • БЦ – белый производят из сырья, свободного от красящих минералов (железа, марганца, хрома). Для осветления в клинкер вводят известняк, соли хлора или гипс;
  • ВРЦ –водонепроницаемый расширяющийся. Раствор схватывается и твердеет в любой среде, в т.ч. в воде, для чего его и применяют;
  • ПЛ – пластифицированный, морозоустойчивый цемент, раствор которого удобно укладывается даже в холодное время года, хорошо распределяется по опалубке.
  • ГФ – гидрофобный цемент не боится воздействий воды, в т.ч. долговременных.
  • Ц – вяжущее с цветными пигментами.

Современная промышленность постоянно пополняет ассортимент материала, поэтому иногда можно встретить и другие обозначения, которые должны быть расшифрованы на упаковке.

Маркировка цемента в мешках в последнее время может отличаться от привычной. На упаковках теперь «Ц» или «ПЦ» меняют за «ЦЕМ», за которым следует количество добавок:

  • А – 6…20%;
  • В – 20…35%.

В старом обозначении использовалась буква Д:

  • Д0 – добавок нет;
  • Д5 – добавок до 5%;
  • Д20 – примесей 5…20%.

В конце маркировки обязательно указывают нормативный документ, на основании которого был изготовлен продукт данной марки.

  • Портландцемент 400-Д20-Б— ПЛ ГОСТ 10178-85: Портландцемент марки М400, содержание добавок до 20%, раствор быстротвердеющий;
  • ПЦ 400-Д20-Б-ПЛ ГОСТ 10178-85: Портландцемент марки М400, содержание добавок до 20%, быстротвердеющий, пластифицированный.

Достоинства и недостатки

Бетоны на основе пуццоланового портландцемента обладают увеличенной водонепроницаемостью. Это обусловлено особенностями структуры и состава материала: набуханием гелеобразных компонентов, гидратацией минералов, связыванием гидравлической составляющей в водном растворе Ca(OH)2.

Готовые конструкции из данного вида цемента отличаются высокой пластичностью. В результате повышается устойчивость к образованию трещин и проявляется высокая степень обрабатываемости.

За счет пуццолановых добавок материал обладает большей рыхлостью, по сравнению с другими видами цемента. Его плотность составляет около 2,8 г/см3, поэтому при одинаковой массе в сухом состоянии, пуццолановый портландцемент отличается повышенным выходом готового бетона или раствора.

Недостатки пуццоланового портландцемента:

  • пониженная морозостойкость;
  • невысокая воздухостойкость;
  • большая усадка;
  • замедленное отвердевание и упрочнение;
  • увеличенная потребность в воде.

Многочисленные плюсы материала компенсируют его негативные качества. Он незаменим при высоких требованиях к прочности строительных сооружений.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector