· Фундамент
До определенной стадии производства весь цемент имеет абсолютно идентичные характеристики, однако есть момент, когда этот стройматериал получает характерные особенности для использования в различных условиях. Наступает этот момент на финальном этапе производства, когда в исходное сырье добавляют соответствующие примеси, или добавки.
Одним из решающих параметров цемента считается его прочность, в соответствии с которой он получает определенную маркировку.
Маркировка прочности цемента
Итак, разберемся в показателях прочности цемента. Отметим, что определяется этот параметр постфактум, то есть когда продукт уже готов. Лаборанты забирают пробы и отправляют их на испытание, которое проходит следующим образом:
1. Из образцов цемента заготавливаются прямоугольные формы смеси песка, цемента и воды;
2. После засыхания, на 28 день образцы подвергаются испытанию на сжатие. Заготовка помещается под пресс, который постепенно увеличивает свое давление на них;
3. Предел прочности определяется по лучшим показателям 4 из 6 испытанных образцов (берется среднее арифметическое), вследствие чего присваиваются марки цемента.
В зависимости от прочности, цемент маркируется так:
· Цемент 22,5 - выдерживает давление в 22,5 МПа (или 300 кг/см3, старая маркировка – цемент м 300);
· Цемент 32,5 – выдерживает давление в 32,5 МПа (или 400 кг/см3, старая маркировка – цемент м 400). Цена на такой цемент, в сочетании с качеством, оптимальная, поэтому данный вид цемента считается самым популярным в строительстве;
· Цемент 42,5 – выдерживает давление в 42,5 МПа (или 500 кг/см3, старая маркировка – цемент м 500);
· Цемент 52,5 – выдерживает давление в 52,5 МПа (или 600 кг/см3, старая маркировка – цемент м 600).
Маркировка цемента по скорости набирания прочности
От знания быстроты затвердевания раствора зависит качество выполняемых работ, при этом быстрое схватывание нужно не всегда. Исходя из этого производители указывают в маркировке и этот параметр:
· ЦЕМ I – максимальная скорость затвердевания. На вторые сутки прочность равна 50% проектной. В состав этого цемента входит до 5% минеральных добавок;
· ЦЕМ II – этот цемент может содержать 6-35% добавок (подтип А – 6-20%, подтип В – 21-35%), от чего зависит скорость затвердевания. Чем больше добавок, тем медленнее происходит процесс схватывания раствора. Отметим также, что для классов цемента 32,5-52,5 ввели дополнительные обозначения: Б – быстротвердеющий (50% прочности на 2 день), и Н – нормальнотвердеющий (50% прочности на 7 день). По видам добавок цемент отличается: Ш – гранулированный шлак, и П – пуццолан;
· ЦЕМ III – шлакопортландцемент, содержание доменного гранулированного шлака – 36-65%, класс прочности - 32,5, нормальнотвердеющий;
· ЦЕМ IV – пуццолановый цемент, суммарное содержание золы-уноса (З), микрокремнезема (МК) и пуццоланы (П) – 21-35%, класс прочности – 32,5, нормальнотвердеющий;
· ЦЕМ V – композиционный цемент, содержание золы-уноса – 11-30%, доменного грануллированного шлака – 11-30%, нормальнотвердеющий, класс прочности – 32,5.
Маркировка по видам цемента (добавок)
Вид цемента зависит от добавок, которые попадают в состав цемента. А бывают они следующими:
· СС – сульфатостойкий, используется в агрессивной среде (например, морская вода);
· ПЦ – стандартный портландцемент;
· БЦ – белый цемент, использующийся в отделочных работах;
· ШПЦ – шлакопортландцемент, содержит свыше 20% примесей;
· ВРЦ – водонепроницаемый расширяемый цемент. Быстро схватывается (4-10 минут), причем даже в воде;
· ПЛ – пластифицированный цемент, характеризуется высокой устойчивостью к морозу и смене температуры;
· ГФ – гидрофобный цемент, не впитывает воду 5 минут, годится для перевозки на большие расстояния, обладает хорошей пластичностью и морозоустойчивостью.
Как выбрать нужный цемент?
· Классификация в зависимости от свойств
· Основные и вспомогательные элементы маркировки
· Область применения в зависимости от характеристик марки
· Обозначения и свойства некоторых специфических видов
· Влияние правильности выбора материала на конечный результат
Независимо от того, какие виды работ предстоит выполнить, постройку дома или промышленного объекта, ремонт квартиры, ее перепланировку или отделку, без качественных строительных материалов не обойтись. Ассортимент многочисленных магазинов настолько широк, что самостоятельно определиться с покупкой под силу не каждому. И хотя сотрудники любого из них всегда готовы предложить помощь в выборе, нужно иметь хотя бы начальное представление о самых важных характеристиках приобретаемых материалов. Это станет гарантом того, что уровень выполненных работ будет высоким, а их результат долговечным.
Различные марки цемента используются для достижения настолько разных целей, что умение разбираться в них будет хорошим стартом в организации производства ремонтно-строительных работ и позволит рационально и эффективно расходовать бюджет.
Классификация в зависимости от свойств
Цемент – строительный материал, обладающий способностью затвердевания. Он изготавливается из природного известнякового сырья, которое в дробленом виде подвергается обжигу, а затем полученный порошок (клинкер) перемешивается с измельченным гипсовым камнем. Являясь основой для получения строительных растворов, бетона и производства различных железобетонных конструкций, он по праву считается одним из самых важнейших строительных материалов.
Качество и вероятность его использования в разнообразных строительных работах определяются надежностью цементного камня, получаемого в результате затвердевания. Главными свойствами цемента, влияющими на сферу его применения, являются морозостойкость, тепловыделение и твердение.
Цемент можно классифицировать по нескольким признакам. По скорости твердения различают быстротвердеющий и нормальнотвердеющий; по составу – бездобавочный (чистоклинкерный) и с минеральными добавками; по виду клинкера – портландцемент, глиноземистый, высокоглиноземистый, сульфоалюминатный, сульфоферритный; по срокам схватывания – медленносхватывающийся (более 2 ч), нормальносхватывающийся (от 45 мин. до 2 ч), быстросхватывающийся (менее 45 мин.).
Вернуться к оглавлению
Основные и вспомогательные элементы маркировки
Марки цемента различаются, прежде всего, по прочности. В зависимости от этого приоритетного показателя его разновидность обозначается буквами и цифрами. Аббревиатура М означает само слово «марка», ПЦ – «портландцемент». Последний является самым прочным видом. Рядом с буквой пишется численное обозначение, указывающее степень нагрузки в килограммах на квадратный см, которую способен выдержать цемент, например, М500 или ПЦ500. Вторым важным показателем считается наличие добавок и примесей, поскольку от этого зависит пластичность. Этот показатель обозначается буквой «Д» и цифрами в процентах – Д0 или Д20.
Кроме того, существуют виды со специфическими свойствами, полученными в результате разных вариантов соединения добавок и основы. В этом случае марка цемента дополняется вспомогательной аббревиатурой:
· ШПЦ – шлакопортландцемент (для строительных растворов);
· БЦ – белый цемент (для отделочных работ);
· Б – быстротвердеющий (для экстренных строительных работ);
· Н – нормированный (добавляют клинкер в строго нормированном составе для получения бетонного раствора с более прочными качествами);
· ПЛ – пластифицированный (для повышения морозостойкости бетона);
· СС – сульфатостойкий цемент (для гидротехнических сооружений).
При покупке цемента система маркировки позволяет сразу увидеть его основные физические и технические характеристики, что дает возможность еще на этапе выбора определиться с нужным видом строительного материала.
Вернуться к оглавлению
Область применения в зависимости от характеристик марки
Марки цемента закреплены ГОСТом и строительными нормами и правилами (СНиП) в зависимости от прочности, которую он развивает при твердении. В России осуществляется его производство с маркировкой 200, 300, 400, 500 и 600. Чаще всего при проведении строительных и ремонтных работ используется цемент марки 400 и М500 без добавок или с 20%-ми добавками, для отделочных работ – М300 или М200.
Основная сфера применения М400 Д0 – строительство бетонных и железобетонных объектов, как подземных и подводных, так и наземных, с высокой вероятностью контакта с минерализованной или пресной водой. Обладая свойством быстрого затвердевания и повышенной морозостойкостью, этот вид идеален для подготовки строительных и бетонных смесей.
Цемент марки 400 Д20 тоже обладает уникальной устойчивостью к влаге и морозам, но благодаря содержанию добавок может использоваться при закладке фундамента, для работ с плитами перекрытия, балками и фундаментными плитами, и при покрытии стен. Широко применяется в сельскохозяйственном строительстве, промышленном и жилищном.
М500 Д0 пользуется огромным спросом в промышленном строительстве, где требования к прочности очень высоки, и эффективен при выполнении аварийных ремонтно-восстановительных работ благодаря своей высокой начальной прочности. Этот вид еще характеризуется большой морозостойкостью, водостойкостью и долговечностью.
График отношения воды к цементу. Марки цемента обозначены над кривыми.
Несмотря на высокую цену, вопрос его приобретения не стоит для специалистов, занимающихся производством основных бетонных и железобетонных конструкций в сфере промышленного строительства, поскольку его способность к скоростному затвердеванию полностью оправдывает финансовые затраты.
Марка цемента 500 Д20 в чем-то похожа на М400 Д20, но обладает отличительным свойством – пониженной сопротивляемостью к коррозийным воздействиям. В связи с этим активно используется при приготовлении бетонных и строительных растворов, успешно применяется для кладочных и штукатурных работ, и востребована в области жилищного, сельскохозяйственного и промышленного строительства.
Вернуться к оглавлению
Обозначения и свойства некоторых специфических видов
Наряду с пользующимися массовым спросом видами цемента, можно выделить несколько специфических, применение которых происходит лишь в узких областях строительства. Но как раз масштабность сооружений, которые возводятся с их помощью, и их значение делают эти разновидности цемента не менее важными.
Сульфатостойкий цемент (СС) отличается от обыкновенного усиленной стойкостью к агрессивной среде минерализованных вод, насыщенных сульфатами, пониженной интенсивностью твердения, наименьшим тепловыделением и сильной стойкостью к морозам.
Используется он в основном при проведении работ с бетонными и железобетонными конструкциями гидротехнических объектов и сооружений в морской воде. Считается незаменимым в мелиоративном строительстве и при выполнении работ в часто меняющихся условиях оттаивания и замерзания, а также в среде переменного увлажнения.
Цемент на основе клинкера нормированного состава (Н) используется в случаях, когда к изделиям из бетона предъявляются жесткие требования: при устройстве конструкций мостов, стоек опор высоковольтных линий электропередач, сети освещения и контактной сети железнодорожного транспорта, при заливке взлетно-посадочных полос и покрытий дорожного полотна.
Быстротвердеющий цемент – особый минералогический состав с уникальной дозировкой добавок и тончайшей микроструктурой клинкера. Обладает повышенной механической прочностью в раннем периоде затвердевания, что делает его незаменимым при производстве неотложных аварийных работ. Зачастую применяется для изготовления сборных железобетонных конструкций и изделий. При использовании такого цемента можно не останавливать рабочий процесс кладки стен, как этого требует работа с обычным раствором.
Сегодня на прилавках строительных магазинов можно увидеть разнообразныевиды и марки цемента. На каждом из мешков имеется довольно мудреная надпись, «расшифровать» которую без некоторых знаний весьма сложно. О том, как правильно выбрать тот или иной цемент, расскажем ниже.
Определение марки цемента - разбираемся в терминах
Допустим, перед вами мешок с маркировкой М500 (или ПЦ500). На самом деле все довольно просто: цифра 500 обозначает то, что цементный камень, изготовленный из такого порошка, способен выдерживать предельную марочную нагрузку до 500 кг на 1 см 3. Другими словами, марка - то же самое, что прочность. В то же время, «четырехсотый» материал проиграет своему «пятисотому» коллеге целых 100 кг на 1 см 3. Выпускается цемент и более высокого качества, М550, М600 и даже М700. До недавнего времени заводы выпускали и низкомарочный - М200 или М100, однако сегодня минимальное качество - М300.
Еще одна часть шифра - литера «Д» с цифрами от 0 до 20. Они отражают количество добавок, введенных в состав материала в процентах. Соответственно, маркировка Д0 поведает о том, что перед вами «чистый» цемент, а Д20 расскажет о 20-процентном содержании в нем добавок. Эти добавки несколько меняют свойства цемента, к примеру, повышая его влаго- или морозостойкость.
Также на мешках можно встретить и другие обозначения. Буквы «БЦ» означают, что перед вами, который используют как для кладки, так и для отливки декоративных изделий. Аббревиатура «СС» укажет на высокую сульфатостойкость состава, а «ГФ» - на повышенную гидрофобность (такой состав не впитывает воду в процессе транспортировки и хранения в течение определенного срока). Сочетание букв «ВРЦ» обозначает, что данный цемент -, а «ПЛ» - свидетельствует о наличие в составе пластифицирующих добавок.
Маркировка цемента по новому стандарту
В настоящее время большинство крупных производителей цемента изменили маркировку согласно требованиям нового ГОСТа. Теперь вместо привычных обозначений М400-Д20; на мешках можно встретить такие кодировки как (в соответствии с вышеперечисленными): ЦЕМ II/А-Ш 32,5 (с литерами «Б» или «Н») и другие подобные.
Литера «А» в кодировке обозначает присутствие в составе от 6 до 35% добавок, а буква «Ш» - шлакопортландцемент. В том случае, если в маркировке имеется литера «П», то перед вами - пуццолановый цемент. Буква «Б» означает быстротвердеющие, литера «Н» - нормальнотвердеющие. Каждый из этих составов применяют для определенного вида работ.
· М400-Д20 - используют в частном и промышленном строительстве; состав отличается повышенной влаго- и морозоустойчивостью.
· М400-Д0 - применяется так же, как и предыдущая разновидность материала, однако отличается меньшей стойкостью к коррозии и морозам. Также используют при затворении бетона, применяемого для создания подводных сооружений.
· М500-Д20 - в частном строительстве и отделке, а также для отливки монолитных и.
· М500-Д0 - для строительства крупных промышленных сооружений, к которым выставляют особо высокие требования по долговечности и морозо- и влагостойкости, а также для срочных восстановительных и аварийных работ.
Как определить марку цемента в лабораторных условиях?
Все крупные производители испытывают цемент на соответствие марке в специальных лабораториях, где проверяют его прочность на сжатие и изгиб. Для начала изготавливают три контрольных образца-балочки с параметрами 4х4х16 см. Для этого раствор, в который входит 1,5 кг песка, полкилограмма цементного порошка и 0,2 л воды послойно заливают в специальную форму и укладывают ее на вибростол. На вибростоле форма находится в течение трех минут, затем его выключают, а с контрольных образцов срезают излишки раствора.
Затем форму вместе с образцами погружают в ванну и хранят там одни сутки. После этого балочки извлекают и снова укладывают в резервуар с водой таким образом, чтобы они не контактировали друг с другом. Образцы хранят в воде при температуре 20° С в течение 28 дней (по истечении двух недель воду меняют).
После этого контрольные образцы извлекают из ванны с водой, насухо вытирают и помещают в специальную машину, определяющую прочность на изгиб. Она устанавливается как среднее арифметическое по результатам испытаний балочек. Затем переходят к испытанию прочности на сжатие. Полученные в результате предыдущих испытаний, половинки балочек сжимают специальным прессом. Итоговая прочность на сжатие также определяется как среднее арифметическое по результатам тестов всех образцов. Марочная прочность цемента определяется в соответствии со специальными таблицами.
Конечно же, в домашних условиях определить марку цемента невозможно, поэтому, для того чтобы не ошибиться при его выборе, стоит приобретать продукцию крупных, давно и хорошо зарекомендовавших себя заводов-изготовителей.
Цемент представляет собой вяжущее вещество, без которого невозможно обойтись при заливке фундамента. Смешав его с такими наполнителями как гравий, песок, вода и щебень в определенных пропорциях можно получить монолит, способный выдерживать серьезные нагрузки.
Как разобраться в марках цемента?
Чтобы разобраться в технических характеристиках и компонентах данного стройматериала и понять, какой из его видов лучше подходит для планируемого фундамента, нужно научиться расшифровывать маркировку из цифр и букв на мешках с цементом.
Старый ГОСТ от 1985 года
Согласно старым ГОСТам на упаковке первыми пишут ПЦ или ШПЦ, что означает портландцемент или шлакопортландцемент. ПЦ – смесь, в которой преобладают силикаты кальция. Львиная доля используемых в мире бетонов производится именно на основе портландцемента. ШПЦ – смесь, в которой содержатся добавки в виде шлака. Существует также магнезиальный, глиноземный, кислоупорный и другие виды материала, применяемые для возведения конструкций в специфических условиях.
Вторым элементом на упаковке после букв идет трехзначное число – от 300 до 600. Оно означает марку цемента по прочности образца, полученного из данной смеси. К примеру, М 400 означает, что испытательный образец выдержал нагрузку в 400 кг на 1 см 2.
Третьим идет элемент, который несет информацию о содержании активных минеральных добавок в процентном соотношении (например, Д10 – добавок 10%). Содержание добавок не должно превышать 20%.
Четвертый элемент сообщает о том, что данный стройматериал является Б -быстротвердеющим (например ПЦ 400 Д20 Б), Н – нормированный, СС – сульфатостойкий, БЦ – белый цемент, ВРЦ – водонепроницаемый и пр. Аббревиатура ПЛ говорит о наличии пластификаторов. Это так называемый гидрофобный цемент, который можно хранить даже в условиях повышенной влажности.
Последняя группа цифр – сведения о ГОСТе стройматериала (например, ГОСТ 10178-85).
Новый ГОСТ от 2003 года
Вначале идет наименование состава: ЦЕМ I – означает чистый цемент без добавок, ЦЕМ II – состав, содержащий добавки. Второй тип ЦЕМ II в свою очередь делится на две группы А и Б. Под А понимают смеси с содержанием добавок 6-20%, Б – 21-35%. Следующая буква несет информацию о типе добавки: П – пуццолан, Ш – шлак гранулированный.
Следующий показатель цифровой. Он отражает класс прочности на сжатие через 28 суток после того, как залит фундамент. Прочность может варьировать в пределах 22,5-52,5. Далее идет подкласс, который отражает прочность материала на сжатие в пределах от 2 до 7 суток. Н – нормальнотвердеющий (22,5 – класс прочности), Б – быстротвердеющий (32,5-52,5 - прочность). Последними идут сведения о ГОСТе. Итак, маркировка цемента ЦЕМ II/А-Ш 32,5Б ГОСТ будет иметь расшифровку – быстротвердеющий портландцемент имеющий шлаковую добавку - 6-20%.
Марка цемента для фундамента
Если планируется устройство фундамента на сухом грунте, лучшим выбором будет обычный портландцемент марки 400 или М500. Например, для изготовления бетона М350, потребуется ПЦ М 500. При этом пропорции раствора будут следующими: на 1 часть цемента - 4 части щебня, 2 части песка. Вода добавляется в количестве равном половине 1 части сухого ПЦ.
· В малоэтажном индивидуальном строительстве используют цемент М400 и ПЦ М400 Д20. Это лучшее соотношение цены и качества. Фундамент, возведенный с использованием данного материала, будет отвечать высоким требованиям по морозостойкости и влагонепроницаемости.
Цемент М500 и ПЦ М500 Д20 – оптимальный вариант для возведения оснований для промышленных построек (гипермаркетов, многоэтажных домов, ангаров и т.п.). ПЦ М500 Д20 нашел широкое применение в возведении конструкций на участках с повышенной влажностью.
· При выборе марки цемента обязательно следует учитывать общий вес будущего строения и нагрузку на фундамент, а также геологию участка (уровень и характер грунтов), тип цокольной и подземной части здания (лента, сваи, наличие/отсутствие подвала).
· Для возведения фундамента для дома из бруса или бревна вполне достаточно смеси М250 или М300, для строительства сборно-щитового здания – М200.
Основания для кирпичных домов, строений из сборного железобетона и других стеновых материалов значительного веса, следует устраивать с применением более прочного бетона (М350 и выше).
· На скальных и песчаных грунтах лучше использовать бетон М200-250. В строительстве на суглинках и глине используют бетон М350 с более высоким коэффициентом водонепроницаемости и морозостойкости.
· Если в доме предполагается устройство подвала, основание следует заливать бетоном М350 и дополнительно провести мероприятия по наружной гидроизоляции.
· В случае, когда строительство здания будет производиться на участках, где присутствуют подземные воды со значительным содержанием солей, при выборе цемента обратите внимание на его сульфатостойкость. Можно использовать уже готовую сульфатостойкую смесь либо приобрести модифицирующие добавки и всыпать их на стадии приготовления раствора.
Как определить марку?
Как правило, это можно сделать по специальным обозначениям, нанесенным на упаковку. Но в некоторых случаях, когда, например, упаковка повреждена, можно определить марку цемента экспериментально.
Для этого потребуется сама строительная смесь, песок, вода, гирьки с обозначением веса, колпак, пропарочная камера, формы для цемента.
Замешиваем бетонный раствор, придерживаясь соотношения цемента и песка - 1:3. При этом коэффициент водоцементного соотношения должен быть не менее 0,4 (на 1 кг смеси 400 г воды).
Полученный раствор разливаем по формам размерам 4смх4смх16см.
Образцы накрываем колпаком. Внимательно следите за поддержанием достаточного уровня влажности (рядом с формами поставьте емкость с водой). Оставьте на сутки образцы под колпаком.
Достаньте брусочки и отправьте в пропарочную камеру. Проверьте прочность образцов на изгиб – установите на две опоры брусок, при этом центр бруска должен оставаться свободным. На середину ставьте по 1 гирьке до тех пор, пока образец не начнет разрушаться. Запомните этот вес. Используя специальную формулу и полученный показатель, определите нагрузку на сжатие и марку цемента.
R-суточная=P / S * 98 (МПа)
где Р - усилие, измеряемое в кг/с; R -суточная - прочность в мегапаскалях; S - площадь поверхности кв/см. Для проведения более полной проверки характеристик цемента используются такие устройства как гранулометр (позволяет определить фракционный состав), приборы ИАЦ-04М или контракциометры (для определения активности вяжущего состава) и пр.
Цемент представляет собой вяжущий минеральный порошок, при перемешивании с водой который превращается в вязкую массу темно-серого цвета и достаточно быстро твердеет на воздухе. Получают такой порошок путем измельчения клинкера и последующей добавкой к нему минералов и гипса.
В промышленном строительстве, как правило, применяется портландцемент. Для его производства в специализированных печах обжигают смеси глины и известняка, взятые в определенном процентном соотношении. В результате получается материал, обладающий высоким качеством и надежностью с широкими возможностями использования. Популярность портландцемента обусловлена наличием у данного материала определенных характеристик и полезных свойств, приобретенных в процессе изготовления цемента.
Характеристики и свойства цементов
Стойкость к коррозии
Разрушение бетонных конструкций из-за погодных условий и неверно выбранных составляющих
На затвердевший цемент негативное влияние может оказывать как агрессивная среда, так и нахождение в обычной воде. Для того, чтобы данная характеристика материала была улучшена, меняют минералогический состав цемента, вводя в него гидроактивные материалы, которые препятствуют химической активности солей.
Также стойкость к коррозии можно повысить путем добавления в исходное сырье специальных полимерных добавок, существенно снижающих микропористость и препятствующих негативному физическому и химическому влиянию окружающей среды. Дополнительное использование различных ингредиентов позволяет получать исключительно надежный материал.
Например, для улучшения коррозийной стойкости широко используемого в строительстве портландцемента, необходимо уменьшить содержание в минералах трехкальциевого силиката, процесс затвердения которого сопровождается выделением большого количества извести.
Потребность материала в воде
Разные виды цемента могут впитывать различное количество воды. Зерна цемента обладают высокой плотностью (выше воды в три раза), поэтому если воды добавить слишком много, то часть ее останется на поверхности раствора. При этом частицы цемента осядут, соответственно, верхняя часть конструкции из такого материала будет непрочной и склонной к быстрому разрушению.
Характеристики водопотребности цемента в большинстве случаев определяются процентным соотношением воды и исходного материала, необходимым для получения раствора идеальной густоты. В целом, объем воды для создания раствора средней густоты соответствует максимальному количеству, которое способен удержать цемент. Например, потребность в воде портландцемента составляет 22-28%.
Тонкость помола
Цена на цемент, как правило, обусловлена тонкостью его помола (мелкий стоит значительно дороже). Вызвано это тем, что материал мелкого помола затвердевает намного быстрее и качество его выше, нежели у цемента, состоящего из более крупных частичек.
Определяется тонкость помола зерновым составом материала и его удельной поверхностью. Зерновой состав вычисляется путем просеивания цемента через очень мелкое сито, размер ячеек в котором составляет до 80 мкм. В идеале большая часть материала должна успешно просеяться. Однако необходимо учитывать, что слишком мелкий помол существенно увеличивает водопотребность раствора. Поэтому в состав цемента должны быть включены как мелкие частицы (до 40 мкм), так и крупные (до 80 мкм). Только в таком случае материал будет обладать наиболее оптимальными свойствами.
Устойчивость к низким температурам
Одним из главных показателей качества цемента является его способность (в затвердевшем состоянии) к многократному оттаиванию и замораживанию. Дело в том, что вода, которая находится в порах цементного камня, при замерзании увеличивается в объеме на 8%. При многократном повторении это приводит к растрескиванию бетона и разрушению созданной из него конструкции.
Именно поэтому в строительстве не используется чистый цемент. Такие минеральные добавки как нейтрализованный древесный пек, абиетат натрия и др. повышают долговечность бетона и усиливают его сопротивляемость к перепаду температур.
Прочность
Цемент разных марок обладает различной прочностью. Вычисляется данная характеристика на пределе сжатия испытуемого образца в течение 28 суток. В результате такого теста рассчитывают и определенные единицы прочности, называемые активностью цемента и измеряемые в МПа. Таким образом определяется марка материала.
Время схватывания
Данная характеристика подразумевает определенный промежуток времени, на протяжении которого меняются пластические свойства цемента. Замер застывания производится подручными методами или же с помощью соответствующих приборов. Правильно составленный раствор из качественного цемента должен застывать не слишком медленно, но и не слишком быстро. Скорость схватывания регулируется добавлением гипса, точно рассчитанное количество которого может повысить или снизить скорость застывания. Также влияют на схватываемость объем воды и температура воздуха. При использовании стандартного материала (к примеру, портландцемента) начало застывания должно фиксироваться уже через 45 минут, а завершение – не позже чем через десять часов.
Какая из характеристик наиболее важна: на что обратить внимание в первую очередь?
Абсолютно все свойства цемента являются определяющими факторами при выборе материала для строительства. То есть нельзя сказать, что главной характеристикой является прочность или морозоустойчивость, так как прочный, но медленно застывающий цемент может привести к нарушению сроков строительства, а морозоустойчивый, но подверженный коррозии материал, можно использовать только для узкого круга работ. Соответственно, все свойства и характеристика цемента одинаково важны.
Поэтому есть универсальные марки, объединяющие в себе все позитивные качества материала. Но вместе с тем существуют и особые виды цемента, в которых за счет снижения одних характеристик значительно улучшены другие свойства материала. К примеру, пуццолановый цемент обладает самой высокой антикоррозийной защитой, но прочность его (особенно в начале создания конструкции) достаточно низка.
Технология производства цемента
Производство цемента — видео
Производство цемента – энергоемкий и дорогостоящий процесс, состоящий из двух этапов:
1. Получение клинкера. Для начала путем разработки известняковых месторождений добываются сырьевые материалы, в частности известняк. Затем материал дробится на куски, диаметр которых составляет 10 см., подсушивается и смешивается с другими составляющими элементами. После этого сырьевая смесь обжигается. В результате получается так называемый клинкер.
2. Превращение клинкера в порошок. На данном этапе клинкер и гипсовый камень измельчают, подсушивают минеральные добавки, а затем производится совместный помол всех составляющих частей. Однако качество и физико-технические характеристики сырья (влажность, плотность и т.п.) бывают разные, поэтому способы производства цемента могут различаться.
Способы производства цемента
В настоящее время цементная промышленность производит цемент тремя основными способами:
· Мокрым. Его используют в том случае, если цемент создается из глины (силикатного компонента), мела (карбонатного продукта) и добавок, содержащих железо (конверторного шлама, пиритных огарков, железистого продукта). При этом влажность мела должна составлять не более 29%, а влажность глины – не более 20%. Измельчение сырьевой смеси проходит в водной среде, и в результате получается шихта в виде растворенного в воде шлама с влажностью от 30 до 50%. Затем шлам отправляется для обжига в специальную печь диаметром 7 м и длиной – от 200 м. В процессе обжига из сырья выделяется углекислота и образуются шарики-клинкеры. Их растирают в порошок, получая таким образом требуемую марку цемента.
· Сухим. Особенность данного способа состоит в том, что все сырьевые материалы до (или во время) помола высушиваются. Поэтому сырьевая шихта сразу получается в виде измельченного сухого порошка.
· Комбинированным. В таком случае цемент может быть произведен по двум различным технологиям:
o сырьевая смесь готовится в виде шлама, перемешанного с водой, а затем обезвоживается до влажности 16-18% на особых фильтрах и отправляется в печь для обжига, после чего измельчается и превращается в цемент.
o сырьевая смесь высушивается и измельчается, а полученная шихта гранулируется путем добавления 10 -14% воды и подается на обжиг. Затем гранулы извлекаются из печи, и производится их помол.
Раньше цемент в большинстве случаев производили мокрым способом, но в настоящее время предпочтение отдается сухой технологии.
Как выбрать способ производства цемента?
1. Расход тепла значительно возрастает при мокром способе производства цемента. Но наличие в мельницах воды облегчает измельчение сырья. Поэтому если влажность исходного сырья составляет более 10%, то наиболее целесообразно создавать цемент по мокрой технологии.
2. Если сырьевая смесь состоит из двух мягких материалов, то предпочтительно также производить цемент мокрым способом, поскольку сырье легко измельчается путем обычного размешивания в воде.
3. Сухой способ используется в том случае, если влажность сырья составляет не более 10%.
4. Если сырьевой материал — достаточно пластичный, то можно отдать предпочтение комбинированному способу производства цемента.
Виды цемента и их применение
Портландцемент сульфатостойкий. Главное преимущество данного вида цемента – его сульфатостойкость – достигается за счет снижения в клинкере алюминатов кальция. На сегодняшний день производятся:
· портландцемент сульфатостойкий с активными минеральными добавками;
· портландцемент сульфатостойкий без активных минеральных добавок.
Активность обоих вариантов цемента значительно меньше, нежели БТЦ марки 400 и 500. Поэтому они часто используются для создания сульфатостойких и морозоустойчивых железобетонных и бетонных конструкций (в том числе и предварительно-напряженных).
Быстротвердеющий портландцемент (сокращенно называемый БТЦ) – это материал, обогащенный минеральными добавками, которые гарантируют интенсивное нарастание прочности в первом периоде твердения. Достигается повышенная механическая прочность такого портландцемента особым соотношением всех его составляющих элементов. Используют БТЦ преимущественно для скоростного строительства, а также для создания 
железобетонных конструкций.
Цемент с гидрофобирующими добавками. Особенностью такого материала является его возможность в течение первых пяти минут после добавления воды не впитывать ее. За счет специальных добавок растворы на таком цементе имеют меньшее водопоглощение. В результате и отвердевший цементный камень обладает пониженной водопроницаемостью, что дает возможность использовать его при строительстве объектов, расположенных в воде или же подвергающихся угрозе затопления.
Цемент с ПАД (поверхностно — активными добавками). Поверхностно-активные добавки (пластифицированные) вводятся в материал при помоле. Затем они абсорбируются на зернах цемента, покрывая их особой защитной пленкой, которая предотвращает сцепление даже самых маленьких частичек. За счет этого растворы на цементе с ПАД обладают повышенной подвижностью и удобоукладываемостью и используются при возведении сложных с архитектурной точки зрения конструкций.
Портландцементы тампонажные. Разработаны специально для тампонирования газовых и нефтяных скважин (изолируют их от грунтовых вод). Обладают высокой текучестью, независим