Виды цемента: классификация

Классификация цемента

Содержание

Введение

Цемент — вяжущее вещество, обладающее гидравлическими свойствами, состоящее из клинкера и, при необходимости, гипса или его производных и добавок.

Цементы классифицируют по назначению (общестроительные, специальные строительные, нестроительные), по виду клинкера и вещественному составу, по прочности при сжатии, скорости твердения, срокам схватывания, нормированию специальных свойств.

Общестроительные цементы — гидравлические вяжущие вещества, основным требованием к которым является обеспечение прочности и долговечности растворов и бетонов. Специальные строительные цементы — цементы, к которые, наряду с уровнем прочности, предъявляют специальные требования, например, по сульфатостойкости, тепловыделению, деформации при твердении и др.

По вещественномy составу цементы на основе портландцементного клинкера подразделяются на:

бездобавочные, не содержащие активных минеральных добавок (ПЦЦО) или содержащие до 5% масс, добавок (ПЦД5);

цементы с минеральными добавками, не более 20% масс. (ПЦД20);

шлакопортландцемент с содержанием доменного шлака более 20% масс. (ШПЦ).

Во все типы цементов разрешается вводить до 5% масс, добавок, ускоряющих твердейте или повышающих прочность. Вышеприведённая классификация по вещественному составу предусматривается действующими российскими стандартами ГОСТ 10178, ПЭСТ 23464.

При дальнейшем развитии нормативной документации классификация цементов будет приближена к европейским нормам (пять основных типов цементов по EN 197) — классификация по прочности (ГОСТ 23464) относит цементы к высокопрочным (марка 550, 600 и выше), повышенной прочности (марка 500), рядовые (марок 300, 400), низкомарочные (менее 300).

По ГОСТ 30515 предусматривается по прочности при сжатии подразделять цементы на классы 22,5; 32,5; 42,5; 52,5.

По скорости твердения и срокам схватывания (ГОСТ 30515) цементы подразделяют на:

нормальнотвердевощие — с нормированием прочности в возрасте 2 (7) и 28сут.;

быстротвердеющие — с нормированием прочности в возрасте 2 сут., повышенной по сравнению с нормальнотвердеющими, а также в 28 сут.;

особобыстротвердеющие с нормированием прочности в 1 сут. и менее (ГОСТ 23464);

медленносхватывающиеся (начало схватывания более 2 часов);

нормальносхватывающиеся (начало схватывания от 45 мин. До 2 часов);

быстросхватывающиеся (начало схватывания ранее 45 мин.)

1. Классификация цемента

Быстротвердеющие цементы — группа цементов различной природы и состава, характеризующаяся способностью обеспечить в нормальных условиях твердения формирование искусственного камня заданной прочности за короткий период (за короткие сроки твердения).

Природа таких цементов различна: это могут быть быстротвердеющие цементы на основе портландцементного клинкера — быстротвердеющие портландцемента, глинозёмистые (алюминатные) цементы, магнезиальные цементы, смеси нескольких цементов и смеси цементов с добавками и др.

Существенно может отличаться и уровень нормируемой ранней прочности цементного камня: в некоторых случаях, например, для укрепления грунтов, достаточно получить камень с прочностью 0,1 МПа, в других случаях, например, для устройства полов, начальный уровень прочности цемента должен соответствовать значениям 5-10 МПа.

), поскольку процесс cхватывания цемента всегда является составляющей стадией процесса формирования прочности.

Оценка способности таких цементов к формированию ранней прочности осуществляется, обычно, на основании результатов стандартных испытаний (например, для быстротвердеющих портландцементов), однако, в ряде случаев, вещественный состав образцов и параметры их испытания не стандартизованы, а устанавливаются в зависимости от конкретных условий применения цемента.

1.2 Глинозёмистый и высокоглинозёмистый цементы

Глинозёмистый и высокоглинозёмистый цементы (по зарубежной номенклатуре — алюминатные цементы) получают размолом соответственно глинозёмистого и высокоглинозёмистого клинкера, принципиально отличающихся по минералогическому составу от портландцементного клинкера.

Если основу портландцементного клинкера составляют высокоосновные силикаты кальция, а содержание глинозёма (Аl2О3) в клинкере обычно не превышает 5-7%, то клинкер глинозёмистого (ГЦ) и высокоглинозёмистого (ВГЦ) цементов в качестве основных минералов содержит низкоосновные алюминаты кальция (СаО/Аl2О3 мольн.

< 1,0), а содержание глинозёма в таких цементах находится в пределах от 35% для ГЦ до 60-80% для ВГЦ (ГОСТ 969).

Для глинозёмистого цемента основным минералом, определяющим комплекс его строительно-технических свойств, является моноалюминат кальция (СаО*Аl2О3), обеспечивающий как быстрое нарастание прочности цементного камня, так и высокую марочную прочность: от 40 МПа для ГЦ-40 до 60 МПа для ГЦ-60, причём марочная прочность устанавливается по результатам испытаний образцов в 3-х суточном возрасте.

Для ВГЦ основными минералами, наряду с СаО*Аl2О3, являются алюминаты кальция с ещё более низкой основностью: СаО*2Аl2О3 и CaO*6Аl2О3, в результате чего скорость набора прочности и марочная прочность таких цементов снижается по сравнению с ГЦ. Однако, определяющим свойством для высокоглинозёмистых цементов является не прочность камня, а его огнеупорность, которая составляет от 1580°С для ВГЦ1, содержащего не менее 60% Al203, до 1750°С для ВГЦШ, содержащего не менее 80% Аl2О3.

Отличительная особенность гидратации и твердения глинозёмистых цементов, по сравнению с портландцементом, определяется более низкой щёлочностью системы, вследствие чего при гидратации глинозёмистых цементов не образуется гидроксид кальция Са(ОН)2, а фазовый состав затвердевшего цементного камня представлен гидроалюминатами кальция и гидроксидом алюминия (Al(OH)3).

Глинозёмистый цемент — нормально схватывающееся (начало схватывания не ранее 45 мин.), быстротвердеющее, высокопрочное гидравлическое вяжущее вещество. По скорости набора прочности и величине прочности в начальные сроки твердения ГЦ, как правило, превосходит быстротвердеющие портландцементы.

Глинозёмистый цемент менее чувствителен, чем портландцемент, к влиянию низких температур (положительных) на скорость набора прочности. Цементный камень из ГЦ характеризуется высокой водонепроницаемостью, морозостойкостью, а также высокой химической стойкостью, в частности, к сульфатной и углекислотной коррозии, однако не стоек к действию щелочей и свободных кислот.

Применяют глинозёмистый цемент, чаще всего, при проведении аварийных и ремонтных работ, а также для производства конструкций и материалов в тех случаях, когда требуется быстрое обеспечение прочности.

Для высокоглинозёмистых цементов характерны сокращенные сроки начала схватывания (30 мин.), однако их твердение происходит медленнее, чем твердение ГЦ, а образующийся камень, как правило, характеризуется сравнительно невысокой прочностью (25-35 МПа в 3-х суточном возрасте, причём впоследствии прочность не возрастает).

Основной областью применения глинозёмистых и высоко глинозёмистых цементов является производство жаростойких и огнеупорных бетонов.

При производстве сухих строительных смесей глинозёмистый цемент используется в качестве вяжущего вещества в тех составах, для которых темп набора прочности является определяющим свойством: это ремонтные составы, самонивелирующиеся смеси и стяжки для устройства полов и, в некоторых случаях, материалы для облицовочных плиток (затирки). Распространение в качестве быстросхватывающихся и быстротвердеющих получили смеси глинозёмистого (высокоглинозёмистого) и портландцемента, однако применение таких смесей имеет ряд особенностей: ускорение схватывания и твердения смеси цементов неизбежно сопровождается потерей конечной прочности, поэтому в каждом конкретном случае соотношение глинозёмистого и портландцемента должно быть подобрано экспериментально, исходя из необходимости получения заданного срока схватывания растворной смеси и прочности раствора.

Источник: http://MirZnanii.com/a/216837/klassifikatsiya-tsementa

Марки цемента

Цементами называются большая группа искусственно изготовленных вяжущих неорганических материалов в виде тонко смолотых порошков. При смешивании такого порошка с водными, солевыми растворами или другими жидкостями образуются пластичные массы, после затвердения, превращающиеся в прочный цементный камень.

Такое гидравлическое вяжущее, отличается от других минеральных вяжущих (воздушная известь, гипс), способных затвердевать только на открытом воздухе, способностью набора прочности и под водой. Это свойство обуславливает повсеместное использование цементов в строительной отрасли для приготовления бетонов, кладочных, штукатурных и декоративных растворов.

Строительные цементы

Для приготовления рабочих смесей используются композиционные малоклинкерные цементы, получаемые при совместном помоле портландцементного клинкера, минеральных активных добавок и различных наполнителей для получения требуемых характеристик в зависимости от нужного назначения.

Клинкер представляет собой спёкшиеся обжигом при высокой температуре комки известняков и глин, размолотые после остывания в порошки тонкого помола.

Добавление минеральных добавок (бокситов, трепелов, пиритов) приводит к улучшению эксплуатационных характеристик, с одновременным снижением итоговой стоимости материала.

Типичный состав клинкера включает следующие главные фазы:

1. Алит (Ca3SiO5 — 3-х кальциевый силикат), содержание этой важнейшей составляющей всех клинкеров составляет от 50-ти до 70-ти процентов. Относительно быстро реагируя с водой, эта составляющая играет важнейшую роль для набора прочности цементными составами (особенно на 28-е сутки).
2. Белит (Ca2SiO4 — 2-х кальциевый силикат), содержащийся в нормальных клинкерах в количестве от 15-ти до 30-ти процентов. Реакция этой составляющей с водой происходит медленно, поэтому её влияние на прочностные характеристики увеличивается значительно позднее. Но примерно через год, при нахождении чистых алита и белита в одинаковых условиях, их прочность становится практически одинаковой.
3. Алюминатная фаза (3СaAS — 3-х кальциевый алюминат. Содержание — 5…10 %. Быстрота реакции с водой, вызывает нежелательную скорость схватывания рабочей смеси, поэтому для нейтрализации добавляются реагенты, контролирующие этот процесс.
4. Ферритная фаза (4СaAFS — 4-х кальциевый алюмоферрит). В составе нормальных клинкеров содержатся от 5-ти до 15-ти процентов. Скорость твердения высока в начальные периоды, но позднее начинает занимать по срокам промежуточное положение между твердением алита и белита.
5. Небольшое количество других компонентов (например, щелочных сульфатов и оксидов кальция).

Классификация цемента

Цементы подразделяются по нескольким следующим факторам:

1. В зависимости от вида основного минерала:
   • романцемент, характеризуется преобладанием белита, в современных условиях не изготавливается;
   • портландцемент, получивший наибольшее распространение в строительной сфере, отличается преобладанием алита;
   • глинозёмистые, в которых преобладает алюминатная фаза;
   • магнезиальные — на основе магнезита, затворение производится растворёнными в воде солями;
   • кислотоупорные, состоящие из гидросиликата натрия, кремнефтористого натрия и сухих кварцевых песков, для затворения используется смесь воды с жидким стеклом.
   • биоцементы, в отличие от обычных цементов изготавливаются с применением биотехнологий.
2. В зависимости от содержащихся добавок различают:
   • стандартные портландцементы (обозначение в расшифровке цемента — ПЦ);
   • сульфатостойкие портландцементы, применяются в агрессивной среде (СС);
   • белые цементы, при производстве декоративных отделочных работ в них добавляются различные красящие пигменты (БЦ);
   • шлакопортландцементы, содержащие до 20-ти % порошка доменных шлаков, что значительно снижает их стоимость (ШПЦ);
   • гидростойкие, быстротвердеющие вяжущие, набирающие прочность на воздухе и в воде уже через 15-т минут (ВРЦ);
   • пластифицированные цементы, содержащие противоморозные добавки, увеличивающие морозостойкость рабочих смесей, что позволяет их укладку при отрицательных температурах (ПЛ).
3. По скорости твердения цементы отличаются делением на следующие 5-ть групп:
   • ЦЕМ I — портландцемент без добавок и с содержанием минеральных примесей ≤ 5-ти %. Самый прочный, крепкий и быстротвердеющий, уже на 2-ой день прочность бетонов достигает 50-ти %;
   • ЦЕМ II — примесей в процентах от 6-ти до 35, при увеличении количества добавок набор прочности замедляется. По типу добавок делится на 2 подвида, в обозначении расшифровывается следующим образом: пуццолан (П) и гранулы шлака (Ш);
   • ЦЕМ III — шлакопортландцементы, содержащие 35 …60 % доменных гранулированных шлаков, характеризуются нормальной скоростью твердения;
   • ЦЕМ IV — пуццолановые с нормальной скоростью застывания, в составе содержится от 21-го до 35-ти процентов кремнезёмов и золы. Обозначения расшифровываются в маркировке: П— пуццоланы, МК — микрокремнезёмы, З — зола-унос;
   • ЦЕМ V — композиционные вяжущие порошки с нормальными скоростями твердения, состоящие из от 11-ти до 30-ти % золы-уноса и такого же количества гранул доменных шлаков. Используется для приготовления лёгких бетонов.

Нормальной скоростью твердения считается промежуток времени в 28 суток после укладки в дело, в течение которого рабочая смесь набирает проектную прочность.

Класс безопасности цемента равен 3-м, то он есть классифицируется как умеренно опасное вещество. Материал, находящейся в воздухе в виде пыли, способен в производственных условиях вызывать различные аллергические болезни.

Марки и классы цементов

Маркой цемента называется среднее значение условной числовой величины прочности на сжатие. Точное определение марки цемента выполняется только в специальных строительных лабораториях с выполнением следующих действий:

• приготовление цементного раствора из 1-ой цемента и 3-х частей кварцевого песка;
• изготовление из готового раствора 3-х миниатюрных балок (4×4×16 см), для чего выполняется заливка цементной смеси в специальные разъёмные металлические формы, установка их на вибростол и 3-х минутное уплотнение;
• через 2 суток производится извлечение балочек из форм и погружение на 28 суток в воду с постоянной температурой в 20-ть градусов;
• через указанное время образцы извлекаются их воды и насухо вытираются;
• установка испытуемых образцов под специальный пресс, оборудованный приборами для замеров прочности материалов на сжатие в зависимости от приложенного давления. Давление, при котором начинается разрушение образцов, служит для определения марки цемента.Для повышения точности тестированию подвергаются 6 образцов. За конечный результат принимается среднее арифметическое значение 4-х лучших замеров.ГОСТ регламентирует марки цемента от 300 до 800, с шагом 50 или 100, означающих значение средней прочности на сжатие в кг/см². Самые высокие (≥ 600) получили название “фортификационных”, В общем строительстве их использование редко из-за высокой стоимости материала. Основное применение: фундаменты и тело опор внеклассных мостов, тоннели и другие уникальные гражданские инженерные сооружения, а также объекты военной и космической отраслей.Марки цемента по прочности являются основной характеристикой вяжущего, они обозначаются буквой М и числом после неё, показывающим какую нагрузку на сжатие выдержит один квадратный см цементного камня после полного затвердения.

В Российской Федерации для маркировки цементов одновременно действуют два ГОСТа, один — выпуска 1985-го года, второй — 2003-го.

Во втором нормативном стандарте вместо марки введено понятие — класс прочности цемента.

В отличие от марки, прочность в этом случае выводится не как среднее значение, полученное из 6-ти измерений, а заявленному классу должно соответствовать 95 испытываемых образцов из 100.

Кроме замены понятия “марка” классом прочности на сжатие, в соответствие с действующими стандартами в ЕС, дополнительно введены требования к проектной прочности цементного камня. Класс цемента стал указываться не только на 28-е сутки, но и на 2-е и 7-е.

Как можно проверить в домашних условиях качество цементного вяжущего

По разным причинам иногда нет возможности воспользоваться услугами специализированных лабораторий (удалённость их расположения, отказ в проведении анализов для частных лиц или что-то другое), чтобы узнать марку цемента.

Чтобы не приобрести некачественный материал важно учитывать следующие факторы:

• качественный товар не может стоить дёшево, цемент стоящий дешевле 5-ти % от средней цены, сложившейся в регионе, скорей всего контрафакт. Обычно приводится аргумент, что цена отличается из-за “прямой поставки завода-производителя”;
• продавцы, работающие на рынке длительное время, крайне редко будут реализовывать подделку или товар с просроченными сроками реализации, поэтому закупки надо производить в крупных строительных магазинах и стационарных торговых точках;
• обязательно надо ознакомиться с сопроводительными документами на партию цемента, обратив внимание на дату заводской отгрузки. Цемент со временем теряет активность, поэтому указанная в документах высокая марка не всегда означает, что материал ей соответствует.
• при покупке цемента в мешках, в них не должно быть затвердений, для определения нужно ощупать мешок руками, обязательно и углы;
• приобретение цементов, отличающихся наличием мелких твёрдых комочков, которые не рассыпаются при надавливании пальцами, недопустимо. Это верный признак значительной потери активности цемента из-за длительности хранения или условий повышенной влажности;
• по виду цементный порошок должен быть сухим, серого или серовато-зелёного цвета и свободно, как жидкость, протекать через расставленные пальцы.

Определить марку цемента можно с помощью самостоятельного выполнения экспресс-анализа. Для этого потребуется приобрести следующее:

• один мешок цемента для испытания;
• бутыль щёлочной лечебно-столовой минеральной воды (“Нарзан”, “Боржоми” или “Липецкая”);
• одноразовую тарелку;
• кусок полиэтиленовой плёнки;
• резиновые перчатки;

Немного тестируемого цемента замешивается на минеральной воде в виде густого теста, из которого формируется лепёшка. Далее следим за схватыванием образца:

• качественное вяжущее схватится примерно через 10 минут, лепёшка при этом будет слегка тёплой на ощупь;
• просроченное или разбавленное будет схватываться отдельными фрагментами и с обязательным образованием трещин;
• контрафактное схватывается около часа или может вовсе не схватываться, при этом нагрева образца не происходит;
• некачественное (чаще всего китайское) вяжущее может схватываться моментально, при этом происходит высокое выделение тепла, иногда с образованием пара. Лепёшка от неравномерной тепловой деформации начинает лопаться.

Затвердевшую лепёшку, изготовленную из качественного цементного вяжущего, заворачивают в полиэтиленовую плёнку и выдерживают в нормальных условиях трое суток.

При получении положительного результата, можно приобрести необходимое количество цемента из поставленной партии в том же магазине, в котором приобретался испытуемый мешок.

Марки цемента и их характеристики:

Раз­но­вид­ность порт­ланд­це­ме­нтаВы­пус­кае­мые мар­киСко­рость твер­де­нияМо­ро­зо­стой­костьАтмо­сфе­ро­стой­костьСуль­фа­то­стой­кость

без­до­ба­воч­ные (ПЦДО)	М550÷­М800	вы­со­кая	вы­со­кая	вы­со­кая	низ­кая
М500	сред­няя	вы­со­кая	вы­со­кая	низ­кая
М400	сред­няя	вы­со­кая	вы­со­кая	низ­кая или сред­няя
без­до­ба­воч­ные из клин­ке­ра нор­ми­ро­ван­но­го сос­та­ва ми­не­ра­лов (ПЦ-ДО-Н)	М400, М500	сред­няя	вы­со­кая	вы­со­кая	низ­кая
с ми­не­раль­ны­ми до­бав­ка­ми до 5% (ПЦ-Д5)	М550÷­М800	вы­со­кая	вы­со­кая	вы­со­кая	низ­кая
М500	сред­няя	вы­со­кая	вы­со­кая	низ­кая
М400	сред­няя	вы­со­кая	вы­со­кая	низ­кая или сред­няя
с ми­не­раль­ны­ми до­бав­ка­ми до 20-ти % (ПЦ-Д20)	М500	сред­няя	сред­няя	сред­няя	сред­няя
М400	сред­няя	сред­няя	сред­няя	сред­няя
быс­тро­твер­дею­щий с ми­не­раль­ны­ми до­бав­ка­ми (ПЦ-Д20-Б)	М400, М500	вы­со­кая	сред­няя	сред­няя	по­ни­жен­ная
шла­ко­порт­ланд­це­мен­ты (ШПЦ)	М500, М600	сред­няя	сред­няя	сред­няя	сред­няя
М400	сред­няя	сред­няя	сред­няя	вы­со­кая
М300	низ­кая	низ­кая	низ­кая	вы­со­кая
шла­ко­порт­ланд­це­мент быс­тро­твер­дею­щий (ШПЦ-Б)	М400	вы­со­кая	сред­няя	сред­няя	сред­няя
суль­фа­то­стой­кий (ССПЦ)	М400	сред­няя	вы­со­кая	вы­со­кая	вы­со­кая
суль­фа­то­стой­кие с ми­не­раль­ны­ми до­бав­ка­ми (ССПЦ-Д20)	М400, М500	сред­няя	сред­няя	вы­со­кая	вы­со­кая
суль­фа­то­стой­кий шла­ко­порт­ланд­це­мент (ССШПЦ)	М300, М400	низ­кая	низ­кая	сред­няя	вы­со­кая
пуц­цо­ла­но­вые (ППЦ)	М300, М400	низ­кая	низ­кая	низ­кая	вы­со­кая

Область применения обуславливается в зависимости от марки вяжущего, минералогического состава и разницы состава входящих добавок. Наиболее распространены в строительной области следующие марки цемента:

• М400 применяется для приготовления бетонов для изготовления ЖБК на специализированных заводах и полигонах, бетонирования конструктивов на земле и под землёй, замешивания кладочных и штукатурных растворов;
• М500 используется при сооружении мостовых опор в воде и на суходолах, для выполнения ремонтных работ, строительства различных гражданских и военных инженерных сооружений;
• М300 — в связи с более низкой стоимостью широко применяется в малоэтажном частном строительстве.

Разновидности специальных цементов

Специальным цементам, благодаря использования специального сырья, подбора нужных добавок и применения оригинальных технологий изготовления, придаются специфические свойства. К этому классу материалов относятся:

1. Глинозёмистые, изготавливаемые обжигом при температурах 1500…1600 градусов смеси бокситов или высокоалюминатных шлаков и известняков. Содержание в составе до 85-ти % алюминатов кальция способствует интенсивному взаимодействию с водой. Уже в 1-е сутки происходит набор 90 % процентов марочной прочности, а спустя 3-е суток достигается марка 400, 500 или 600. Уникальные свойства выделять при твердении большое количество тепла, высокие коррозионные и морозостойкие показатели цемента обуславливают и их применение:
   • бетонирование конструктивов в условиях воздействия агрессивной среды, высоких температур, морозной погоды и прочих негативных факторов;
   • тампонирование газовых и нефтяных скважин;
   • аварийные работы, при необходимости быстрого затвердения бетона.
2. В зависимости от добавок в глинозёмистые цементы гидроалюминатов кальция и гипса, соотношения других составляющих компонентов из сырья получают безусадочные, напрягающие и расширяющиеся цементы. Вид и количество добавок, от чего зависит способность твердение в водной стихии, увеличение объёма смеси в воздушно-влажностной среде, уплотнение и самонапряжение затвердевшего камня, позволяют получить нужные свойства цементов.
3. Шлакощёлочные цементы, состоящие из гранулированного шлака тонкого помола и соединений различных щелочных металлов. Рабочие смеси на основе этого гидравлического вяжущего обладают высокими показателями по морозостойкости и стойкости к коррозии и морозостойкостью, а способность увеличения прочности во влажной среде обуславливают их эффективное использование в дорожном строительстве и возведения гидротехнических сооружений.

Источник: https://betonopedia.ru/cement/marki.html

Марки и разновидности цементов и их особенности

Под термином «цемент» принято понимать вяжущий строительный материал неорганического происхождения, при взаимодействии с водой образующий раствор, превращающийся в плотное монолитное образование повышенной прочности. Используется для производства бетонов и других составов, применяющихся на различных стадиях строительного производства.

Основой для изготовления цемента является известняк с примесью глины и добавок, который после дробления становится рассыпчатым веществом, состоящим из мелких однородных фракций, в зависимости от сочетания и процентного соотношения компонентов, обладающих различным набором физико-технических характеристик, обуславливающих дальнейший характер его использования.

Одним из важнейших показателей, характеризующих качество цемента, является его прочность на сжатие. Данный параметр определяется в ходе лабораторных испытаний, по результатам которых материал разделяется на марки, имеющие числовые обозначения от 100 до 800 и обозначающие степень сжатия в БАР или МПа.

Помимо стандартных, в строительном производстве используются особые разновидности цемента, имеющие особый набор качеств и индивидуальных свойств, отличающих их от аналогов.

Для обозначения марки цемента по прочности используется аббревиатура ПЦ или М. К примеру, маркировка в виде М400, нанесенная на упаковку, обозначает, что он способен выдержать давление до 400 кг/см3. Кроме того, на ней может содержаться информация о наличии добавок в общей массе вещества, обозначаемая буквой Д и их количеством в процентах.

Фото различных марок цемента в бумажных мешках

Для их маркировки используются специальные буквенные обозначения:

• Б, указывающая на скорость застывания материала;
• ПЛ, свидетельствующая о наличии пластифицирующих добавок;
• СС, подтверждающая наличие сульфатостойких характеристик;
• Н, используемая для обозначения нормированного цемента, производимого на основе клинкера.

До недавнего времени в строительстве активно использовались цементы различных марок, включая самый «слабый» вариант с показателем прочности М100, однако в настоящее время эта разновидность снята с производства.

Аналогичная «участь» постигла и цементы марок 150 и 200, которые из-за своей недостаточно высокой прочности перестали использоваться в строительном производстве, «уступив место» качественным, прогрессивным материалам более высоких марок.

На данный момент самыми хоршими, востребованными и популярными являются цементы марок 400 и 500, максимально соответствующие запросам и требованиям современного строительного производства. От марки цемента, используемого для приготовления бетонной смеси, напрямую зависит и марка получаемого в итоге строительного раствора.

При этом данная зависимость будет выглядеть следующим образом:

Марка бетона	Марка цемента
М150	М300
М200	М300 и М400
М250	М400
М300	М400 и М500
М350	М400 и М500
М400	М500 и М600
М450	М550 и М600
М500	М600
М600 и выше	М700 и выше

Сферой применения марки М400-Д0 является изготовление сборных конструкций из бетона и железобетона, в создании которых используется метод термовлажностной обработки.

Цемент марки М400 Д20 также находит широкое применение в различных отраслях промышленности, включая производство фундаментов, плит перекрытия и изготовление бетонных и железобетонных изделий различной сложности.

Имеет хорошую морозостойкость и водостойкость.

Вышеуказанным параметрам и технико-физическим нормам максимально соответствует марка М500 Д20, используемая в строительстве жилья, а также создании промышленных и сельскохозяйственных объектов. Цемент этой марки также используется в работах кладочного, штукатурного и отделочного характера.

Цементы более высоких марок, таких, как М600, М700 и выше в свободной продаже встречаются достаточно редко. Основной областью их применения является военная промышленность, где эти составы, обладающие максимально высокой степенью крепости, используются для создания укрепительных и специализированных сооружений.

Состав и фракции

Помимо используемых добавок, на качество и характеристики цементов прямое влияние оказывают такие факторы, как тонкость их помола, гранулометрический состав продукта, а также форма частиц, входящих в порошковую смесь.

Основную массу цементных составов, как правило, составляют зерна, имеющие размеры от 5-10 до 30-40 мкм. Качество помола материала определяется наличием остатков на ситах с размерами ячеек 0,2, 0,08 или 0,06 мм, а также проверкой на специализированных приборах, определяющих удельную поверхность порошка.

Данные приспособления служат и для определения воздухопроницаемости материала.

Современная промышленность выпускает цементы максимально тонкого помола, обладающие повышенной прочностью и высокой скоростью застывания. К примеру, портландцементы обычного вида измельчаются до 5-8 % остатка частиц на сите 0,08. Измельчение быстротвердеющих цементов происходит до остатка 2- 4 % и меньше.

После достижения удельной поверхности в 7000-8000 см2/г, прочностные характеристики цемента начинают снижаться. По этой причине считается, что чрезмерное измельчение цемента в пыль является нерациональным.

Согласно проведенным исследованиям и практическим опытам в области испытания цементов различных марок, было доказано, что основное влияние на активность материала в краткосрочном периоде оказывают фракции, размер которых составляет до 20 мкм. Зерна более крупных размеров (в пределах 30-50 мкм), влияют на активность цементов в более поздние сроки их застывания.

Таким образом, измельчая исходный материал до более мелкого состояния, можно получать цементы различной степени прочности и марок. К примеру, материалы с маркировкой М600, М700 и М800 получаются из клинкера, измельченного до содержания в общем составе порошка 45, 50, 65 и 80 % фракций с размерами от 0 до 20 мм.

Помимо марок, классов, типов и степени помола, цементы принято различать на несколько основных видов, отличающихся между собой сочетанием отдельных компонентов и составом.

В их число входят:

• портландцемент; Получается из размола портландцементного клинкера – продукта обжига до состояния спекания сырьевой смеси, включающей известняк, глину и другие материалы типа доменного шлака, мергеля и т.п., с добавлением гипса и специальных добавок. Бывает чистый, с примесью минеральных добавок, шлакопортландцемент и т.д.
• пуццолановый; К этой категории относят группу цементов, имеющих в своем составе порядка 20% минеральных добавок. Получают способом совместного помола портландцементного клинкера, составляющего в общей массе готового состава около 60-80 %, минерального компонента активного типа, доля которого равняется 20-40 %, и гипса. Имеет повышенную коррозионную стойкость, меньшую скорость затвердения и небольшую морозостойкость.
• шлаковый; Производится путем совместного помола доменных шлаков и добавок-активаторов в виде гипса, извести, ангидрита и т.д. Бывает известково-шлаковым (с 10-30 % содержанием извести и 5 % содержанием гипса) и сульфатно-шлаковым (где гипс или ангидрит составляют 15-20 % от общей массы). Цементы данного вида находят применение в строительстве подземных и подводных сооружений.
• глиноземистый; Отличается высокой скоростью затвердения и хорошей огнеупорностью, что делает его незаменимым при изготовлении высокоплотных растворов и бетонов, обладающих повышенной водонепроницаемостью.
• цемент с наполнителями, романцемент; Материал, изготавливаемый способом измельчения обожженного сырья без подвергания его процессу спекания. Применяется для кладочных и штукатурных работ, а также производства бетонов низких марок.
• фосфат цемент; Разделяется на два основных подвида: твердеющие при нормальных температурах и при нагревании до температуры 373 – 573 К. Обладает большой механической прочностью.
• напрягающий; Имеет короткий период схватывания и хорошую прочность. Обладает высоким давлением в процессе твердения. Применяется для изготовления напорных труб, используемых для создания емкостных сооружений.
• гидроизоляционный; Разделяется на подвиды с проникающей и обмазывающей способностью. После застывания приобретает водонепроницаемые качества и крепость.
• магнезиальный; Представляет собой мелко дисперсионный состав порошкового типа, основу которого составляет оксид магния. Применяется для устройства бесшовных полов монолитного типа.
• тампонажный; Используется в ходе работ по цементированию газовых и нефтяных скважин.
• цинкфосфатный; Производится путем обжига шихты, в состав которой входят оксиды цинка, магния и кремнезем. Обладает высокой прочностью на сжатие, составляющей 80-120 МПа.
• силикофосфатный; Процесс производства заключается в обжиге шихты до ее полного расплавления, после чего состав подвергается резкому охлаждению в водяной бане. Имеет высокую прочность и стойкость.
• высокопрочный; Отличается очень высокой скоростью схватывания, обладает хорошей пластичностью и прочностью.
• облегченный и т.д.

Помимо масштабного строительного производства бетон широко применяется в частной сфере, для возведения и реконструкции жилья и построек сельскохозяйственного назначения. По этой причине при покупке этого материала перед потребителями возникает вопрос: какой из существующих цементов лучший по качеству и набору индивидуальных характеристик?

Для того чтобы сделать правильный выбор, стоит обратить внимание на следующие моменты:

1. срок высыхания материала;
2. тонкость его помола;
3. консистенцию раствора, изготовленного на его основе;
4. содержание в нем щелочей и т.д.

Если говорить о качестве и возможностях цементов, то наиболее оптимальными вариантами для частного использования можно назвать марки М400 и М500, обладающие лучшим набором технико-физических характеристик и привлекательной ценой.

Оценивая его по пятибалльной шкале, ему можно присвоить оценки «пять» за стоимость, практичность и удобство в использовании. Кроме того его можно оценить на «четыре» за экологичность и простоту изготовления.

Источник: http://stroyres.net/vyazhushhie-materialy/neorganicheskie/cementi/stroitelnij/marki-i-raznovidnosti.html

Виды и свойства цементов

В Англии в 1824 году Д. Аспинд зарегистрировал патент на производство цемента. Известковую пыль он смешивал с глиной и обжигал при высокой температуре, при этом получался серый ноздреватый материал — клинкер.

После размалывания и смешивания с водой образовывался крепкий материал, названный изобретателем портландцементом из-за его сходства со строительным камнем, который добывают в Англии, в городе под названием Портланд. Производят различные виды из известковых, мергелистых, глинистых пород и различных добавок — шлака, боксита и пр. Главным образом применяют глинистые и карбонатные породы.

Можно использовать другое природное сырье и искусственные материалы: отходы переработки горючих сланцев, белитовый шлам, золу, доменные шлаки, отходы производства глинозема.

Это минеральный порошок, который при смешении с водой дает пластичную массу, со временем затвердевающую в воде и на воздухе.

Существуют портландцемент и шлакопортландцемент. Портландцементы бывают быстротвердеющие, а также с минеральными добавками. Бетонные конструкции, в которых используют ту или иную марку, приобретают уникальные свойства. Это может быть бетон особой прочности для строительства взлетных полос на аэродромах и ракетных стартовых площадок.

Обозначают максимальную прочность с помощью маркировки. Марка 400 означает, что на пробном испытании под прессом затвердевший кубик со стороной 100 мм выдержал нагрузку не меньше 400 кг на кв. см. Самые популярные марки — 350-500. Любая марка имеет довольно быстрое время отвердевания.

Начинается схватывание от 40-50 минут, а окончательное затвердевание происходит через 10-12 часов.

Разновидности:

• пуццолановый ;
• шлакопортландцемент;
• глиноземистый ;
• сульфатостойкий ПЦ;
• портландцемент (ПЦ);
• гидравлический ПЦ;
• напрягающий;
• тампонажный ПЦ;
• белый ПЦ (декоративный).

Свойство портландцемента

Прочность – это способность материалов воспринимать нагрузки, не разрушаясь. Прочность определяется его способностью затвердевать после смешивания с водой.

Это вяжущее гидравлическое вещество, главным составляющим которого является силикат кальция. Он наиболее распространен в современном строительстве. Получают его при помощи тонкого измельчения клинкера и гипса (3-7 %); допускается добавление 10-15 % активных минеральных добавок.

Клинкер — это результат обжига (1450-1500 градусов) сырьевой смеси, которая состоит на 75 % из карбоната кальция (известняка) и на 25 % из глины. На свойства портландцемента влияет состав клинкера и степень его измельчения. Важное свойство — способность твердеть, взаимодействуя с водой.

Важнейшее свойство — это способность отвердевать при взаимодействии с водой и приобретать камневидное состояние. Чем больше механическая прочность отвердевшего камневидного раствора или бетона и чем быстрее она достигнута, тем лучше качество.

Поэтому различаются:

1. Конечная прочность, которую может приобрести раствор при отвердении.
2. Скорость твердения, которую характеризует интенсивность роста прочности во времени.

Цемент, который отличается высоким ростом прочности, называется быстротвердеющими, а когда при этом еще достигается высокая прочность, то высокопрочными.

Механическую прочность определяют разными способами, к примеру, оценивая предел прочности при растяжении, при сжатии, при изгибе. При этом подборка состава смесей, хранение, изготовление и испытание образцов осуществляются согласно требованиям, устанавливаемым соответствующими стандартами.

Сульфатостойкий

Сульфатостойкий портландцемент отличается низкой скоростью затвердевания и устойчивостью к морозу.

Кроме обыкновенного, выпускают разновидности, которые отличаются свойствами, составом и областью применения: сульфатостойкий, гидрофобный, пластифицированный, быстротвердеющий, белый портландцемент (для производства асбестоцементных изделий) и пр.

Сульфатостойкий — это разновидность портландцемента. Обладает высокой стойкостью к воздействию минерализованных вод, которые содержат сульфаты, малым тепловыделением, медленной интенсивностью отвердения и большой морозостойкостью.

Сульфатостойкий получают при помощи тонкого измельчения клинкера с нормированным минералогическим составом.

Предназначается он для производства железобетонных и бетонных конструкций гидротехнических сооружений, которые испытывают агрессивное воздействие сульфатной среды (к примеру, морской воды), преимущественно в условиях с переменным увлажнением (замерзание и оттаивание).

Исходным сырьем служит глина с малым содержанием глинозема и железа. В этой смеси не должно содержаться ни инертных, ни активных минеральных добавок. Такое сырье не имеет большого распространения, а это препятствует широкому производству сульфатостойкого портландцемента.

Шлаковый — это измельченный доменный гранулированный шлак с примесью активирующих добавок.

Различается известково-шлаковый цемент, содержащий 10-30 % извести и 5% гипса от массы, и сульфатно-шлаковый, содержащий 15-20 % ангидрита или гипса, а портландцемента 5 % или извести 2 %. Применяют шлаковый для получения строительного раствора и бетона, которые используют в подводных и подземных сооружениях.

Наиболее эффективен известково-шлаковый при производстве автоклавных изделий.

Пуццолановый — это название для группы, имеющих в своем составе не менее 20 % минеральных активных добавок. По сравнению с обычным портландцементом он отличается повышенной коррозионной стойкостью, меньшей скоростью твердения и пониженной морозостойкостью. Применяют его для производства бетона, используемого в подземных и подводных сооружениях.

Глиноземистый

Особенностями являются водонепроницаемость, морозостойкость и огнестойкость.

Глиноземистый — гидравлическое, вяжущее вещество быстроотвердевающее; полученное в результате измельчения клинкера, который получен с помощью обжига сырьевой смеси из известняков и бокситов. Плавление и обжиг сырьевой смеси производятся в вагранках или доменных вращающихся печах.

Содержание Al2O3 в конечном продукте определяет вид глиноземистого цемента: высокоглиноземистый (до 70 %) и обычный (до 55 %). Отличается он повышенной устойчивостью к коррозии, быстро нарастающей прочностью, большой экзотермией при затвердении и высокой огнеупорностью. При помощи глиноземистого получают бетон и растворы большей водонепроницаемости и плотности, чем с портландцементом.

Гидрофобный портландцемент получают при измельчении клинкера с гидрофобизирующей добавкой и гипсом.

Растворы и бетон имеют малое водопоглощение, большую морозостойкость и водонепроницаемость, в отличии обычных растворов.

Напрягающему цементу присуще быстрое схватывание, водонепроницаемость, морозостойкость и трещиностойкость.

Тампонажный — это разновидность портландцемента; который предназначается для цементирования газовых и нефтяных скважин. Изготавливают его при помощи совместного тонкого измельчения гипса и клинкера и применяют в форме теста с содержанием воды 40-50 %.

После затвердения он имеет высокую водонепроницаемость. Расширяясь при отвердении, достигает высокого давления, которое используют для создания железобетонных конструкций, имеющих натяжение арматуры в нескольких направлениях. Напрягающий применяют в производстве напорных труб, для возведения емкостных сооружений и тонкостенных конструкций из железобетона.

Гарантия качества

Марка — это показатель нагрузки в 28-суточном возрасте, которую должен выдерживать цемент, кг на кв.см.

Важная характеристика — это предел его прочности при сжатии. Цементы разделяют на марки в соответствии прочности на сжатие. Самая распространенная марка в строительстве — 400.

Определяется марка только в лабораторных условиях. Существуют марки от 300 до 600.

С использованием высокой марки делают наиболее прочный бетон, на цементе 400 марки делают бетон 500 марки и выше, на 500 марки — бетон 300 марки.

Бытует мнение, что качественная, традиционная марка — это гарантия строительного материала. Но любой цемент — это вяжущий искусственный материал. Его редко используют в чистом виде.

Прочность бетона зависит от марки цемента, используемого для замешивания раствора.

Чаще всего цемент различных видов используют для создания бетона. В асбестобетонных изделиях и армированных конструкциях из железобетона применяют определенную марку со специальной характеристикой. Один вид требует особой плотности, другой — огнеупорного цемента, и поэтому вопрос, какой наилучший, не совсем уместен. Но знать главные виды и понимать их характеристики можно.

Вяжущие различаются качествами и характеристиками. Об этом информирует маркировка. Она содержит такую информацию, как:

1. Способность выдерживать нагрузку.
2. Процент добавок в составе.

Срок схватывания теста зависит от вида цемента.

Маркировка в буквах, например М400 или М500, указывает на максимальную прочность и функциональное назначение.

М400 расшифровывается так: М — марка, 400 — нагрузка на сжатие, то есть 400 кг на кв. см. Добавки индексирует буква «Д» и информирует об их процентном отношении к общему весу. Д20 означает 20 % добавок. Такой параметр означает эластичность, а также устойчивость к изгибу. Чем больше индекс М, тем цемент прочнее, чем больше индекс Д — тем эластичнее. Существуют и другие обозначения в буквах.

Выбор марки

Буква «М» (или «ПЦ») рядом с цифрой указывает на прочность. Процентное соотношение добавок к общему объему обозначается буквой «Д». Обозначения «Б», «ПЛ», «СС», «ГФ», «Н» показывают назначение цемента.

Портландцемент — это обычный, который применяют для создания бетонных смесей и строительства. К нему относятся марки 400 и 500, они могут еще называться «цемент ПЦ400».

М 500 обеспечивает плотность и высокую прочность монолита. Марка ПЦ I 500 используется для бетонирования поверхности и серьезных нагрузок. Его характеристики — это морозостойкость, водостойкость, а особенно — быстрая схватываемость. Его широко используют в производстве тротуарной плитки и черепицы.

Цемент 400 применяют для заливки армированных перекрытий фундаментов, несущих балок, железобетонных изделий. Сорт ПЦ II /Б-Ш 400 индекса включает от 20 до 35 % добавок. Плотность этой марки меньше, и поэтому материал имеет большую эластичность.

Сорт с индексом ПЦ II /А-Ш 400 относят к М400, он включает клинкер, хотя с меньшими пропорциями.

Наличие и количество добавок влияет на прочность и пластичность раствора.

Правильно подобрать марку для конкретных условий строительства — не слишком простая задача. Внимание необходимо обратить на активность цемента. Есть некоторые факторы, оказывающие воздействие на его активность.

Один из факторов — это состав, он показывает, какие добавки и примеси использовали в производстве. Часто от применения добавки марка и активность падают, соответственно, снижаются его вяжущие способности.

Происходит это, когда добавкой заменяют часть вяжущего активного вещества. Необходимо подбирать добавку, активность у которой высокая, этим сохраняя свойства цементной смеси.

К примеру, при добавлении в смесь кварца или кальцита снижается активность.

Тонкость помола цемента определяет активность цементного теста.

Еще один важный фактор активности — тонкость помола. Часто бывает, что две смеси имеют одинаковый состав, но один цемент высокой марки, а второй нет. Помол влияет на площадь вяжущего вещества, и поэтому чем тоньше помол, тем структура у бетона плотнее.

Третьим и одним из главных факторов активности является использование клинкеров. По минеральному составу клинкера определяется активность. Если нужен цемент с особо прочной характеристикой, необходимо добавить клинкер с высоким содержание алюминатов и алитов.

Условия хранения

Хранить следует в сухом помещении непродолжительное время.

Какой выбрать вид и предполагаемый расход, известно на стадии проектирования. Остается лишь приобрести необходимое количество нужной марки. Но всегда ли мешок цемента и нанесенная маркировка соответствует содержимому? Возможен риск приобрести товар плохого качества. Причина тому — неверные условия хранения.

Длительное хранение также способствует тому, что цемент теряет активность, так как он терпит воздействие влаги и углекислоты, присутствующей в атмосфере. Как же отражается активность и ее потеря на качествах? В связи с условиями хранения цемент может терять активность до 15 % в месяц.

Активность — самый главный параметр, отвечающий за его скрепляющие свойства и марку в целом.

Навальный цемент — самый уязвимый. Его трудно хранить даже в герметичных силосах. Раз в полмесяца его нужно перекладывать из одной емкости в другую. Нельзя хранить цемент в мешках во влажных помещениях и на открытом пространстве, особенно в ненастную погоду. Навес в этом случае тоже не поможет. Необходимо запаковать мешки в полиэтиленовую пленку и так сохранить хотя бы часть.

Не стоит забывать, что цемент, который сохранялся продолжительное время, всегда будет ниже той марки, которая указана на упаковке, и поэтому использовать его для ответственных работ уже нельзя. Чтобы компенсировать потерю качества, при его использовании увеличивают процентное содержание цемента в смеси.

Источник: https://1pobetonu.ru/vidy/raznovidnosti-cementa.html