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.

Обратите внимание

Цементы нестроительные предназначены для общетехнического применения, непосредственно не связанного со строительством: производство формовочных материалов, бурение скважин, изоляция обжиговых агрегатов и др. По виду клинкера цементы подразделяют на цементы на основе портландцементного клинкера и на основе глинозёмистого (высокоглинозёмистого) клинкера, и иногда на основе сульфоалюминатного клинкера.

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.

Важно

Сроки достижения требуемой прочности быстротвердеющих цементов, в зависимости от предполагаемой области их применения, составляют от нескольких часов до 2-3 суток. В ряде случаев, когда прочность формируется за очень короткое время (несколько часов), быстротвердеющие цементы становятся также быстросхватывающимися (начало схватывания ранее 45 мин.

), 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 ГЦ нормируется также суточная прочность в пределах от 22,5 МПа для ГЦ-40 до 32,5 МПа для ГЦ-60.

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.

Совет

Для глинозёмистого цемента характерен быстрый набор прочности после окончания схватывания, завершающийся обычно к 3-м суткам, падение ранней прочности, если твердение происходит при повышенных температурах (более 25°С), снижение прочности в длительные сроки (до 10 лет и более).

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.
Читайте также:  Кладка облицовочного кирпича под пруток

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.

Обратите внимание

Соотношение между марками и классами приводится в табличной форме, в технической справочной литературе. Например, марке М400 соответствует класс 32,5.

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.

Читайте также:  Применение сайдинга для облицовки стен дома

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.

Важно

Отличительной характеристикой цемента марки М500 Д0 является высокая прочность, сочетающаяся с повышенной морозо- и водостойкостью, что делает этот материал незаменимым при проведении работ повышенной сложности, с высокими требованиями к качеству строительства.

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.

Показатели удельной поверхности при этом составляют 2500-3000 см2/г продукта в первом случае и 3500-4500 см2/г материала – во втором.

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.

Совет

На видео рассказывается о маркировке цемента по старому и новому ГОСТу и их различиях:

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.

Обратите внимание

Характеризуется оно маркой, которую определяют по выдержке на сжатие и изгиб стандартного образца раствора после 28 суток отвердения при влажных условиях.

Читайте также:  Основные типы кирпича

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.

Важно

Шлаковый — это объединенное название для цементов, получаемых помолом доменных гранулированных шлаков с добавлением активизаторов (извести, строительного гипса, ангидрита) или смешиванием этих отдельно измельченных компонентов.

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.

Добавка вводится в количестве 0,1-0,3 % и образует на частицах тонкие гидрофобные пленки, которые уменьшают гигроскопичность и предохраняют его от порчи даже при условиях высокой влажности.

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 %.

Совет

Напрягающий — это разновидность расширяющего. Его получают при помощи помола 15 % глиноземистого шлака, 65 % портландцементного клинкера и 5 % извести. Он быстро твердеет и быстро схватывается.

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.

Обратите внимание

Шлакопортландцемент ПЦ II А-Ш 500 содержит 20 % добавок, он самый подходящий для строительных работ. Хотя он схватывается не так быстро, как ПЦ I 500, но после окончательного застывания приобретает сходные качества.

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.

Важно

Утраченная активность существенно влияет на торможение процесса гидратации. Чем больше первоначальная активность у цемента, тем скорее теряется гидратация. К примеру, если был приобретен цемент М500, то по прошествии нескольких месяцев, он уже будет М400, через полгода цемент можно выбрасывать.

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

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector