ГлавнаяРазноеЦем цемент

Состав цемента. Из чего делают цемент. Цем цемент


О компании «Цем-Цемент» - сухие смеси с доставкой

Компания ЦЕМ-Цемент была основана в 2001 году. На протяжение 14 лет находясь на рынке поставок, мы без перебоев снабжаем строительными материалами, крупнейшие объекты города Москвы, Московской области и близлежащих областей.

Мы находимся в промышленном городе Воскресенск в котором расположены 2 крупнейших завода по производству цемента, «ВЦЗ» — это Воскресенский цементный завод, а также завод «Гигант». Имея в городе один из ведущих заводов по производству асбестоцементной продукции «АЦИ Комбинат Красный Строитель», мощнейших в промышленной индустрии по производству ЖБИ, также продукции заводов «ЖБКиИ», «Воскресенский ДСК».

Качество строительных материалов

Мы знаем, что безопасность и эффективность строительного процесса, в первую очередь, зависит от качества всех стройматериалов, благодаря которым создаются долговечные прочные сооружения. Именно поэтому наша компания гарантирует вам выгодные условия покупки стройматериалов, предлагая вашему вниманию самые востребованные и высококачественные типы евроцемента от ведущих производителей таких марок, как: ШПЦ-400, ПЦ-500 Д0, ПЦ-400Д20. Представленная продукция проходит жесткую проверку на предмет изъянов и соответствие качеству, а поэтому отвечает всем установленным нормам и высоким стандартам, предусмотренным государством Российской Федерации.У нас вы сможете приобрести продукцию высокого качества от самых крупнейших и известнейших производителей цемента, обеспечив наилучшие условия проведения строительных и ремонтных работ.

Покупка Евроцемента маркировкой м400 и м500 означает, что после прохождения процесса затвердения данный вид цемента выдерживает соответствующую маркировке нагрузку в 400 и 500 килограмм на один квадратный сантиметр. В сухом виде продукт представляет собой смесь серого цвета, которая превращается в пластичную и податливую массу после добавления указанного количества воды.

Надежная компания «Цем-Цемент»

Обращаясь в проверенную и надежную компанию Цем-цемент, вы удобно и выгодно сможете приобрести высококачественный пескобетон, необходимый для осуществления многих строительных работ, включая возведение прочных и долговечных фундаментов, высокопрочных полов и многого другого. Мы предлагаем вам одну из самых популярных и распространённых строительных смесей пескобетон м300, отвечающий всем заявленным требованиям в сфере строительства, благодаря чему значительно повышается качество строительных объектов. Использование строительной смеси обладающей такими ценными качествами, как:

  • влагоустойчивость;
  • морозоустойчивость;
  • прочность;
  • долговечность;

Удобная покупка и доставка сухих смесей

Мы заботимся об удобстве сотрудничества с нами и прикладываем все усилия, чтобы сделать этот процесс наиболее выгодным и комфортным для вас. Для этого мы следим за всеми изменениями, внедрениями новых технологий, которые значительно облегчают ремонтно-строительный процесс, а также повышают качество возводимых объектов и сооружений.Предлагая вашему вниманию самые лучшие и популярные сухие смеси, продажа которых является хитами в данное время. Мы помогаем вам уменьшить количество стройматериалов, необходимых для проведения работ, существенно сократить затрачиваемое время на реализацию проекта.

Мы осуществляем продажу сухих смесей марок сухая смесь м150 и сухая смесь м200 обладающих такими необходимыми качествами, как: пластичность, водостойкость, устойчивость к перепадам температуры, что позволяет использовать их не только как основу монтажных, штукатурных, кладочных растворов, но и других ремонтно-строительных работ. Широкий диапазон действия данных смесей, которые разделяются на штукатурные, универсальные и кладочные, позволит вам использовать их для кладки кирпича, плитки, отделки швов, штукатурки и шпатлевки, поклейки обоев и других видов работ.

Компания Цем-цемент поможет вам приобрести действительно качественный продукт по приемлемым ценам. На все интересующие вас вопросы относительно розничной или оптовой покупки пескобетона, цемента, сухих строительных смесей, без которых сегодня не обходится не один ремонт или строительство, вы можете получить ответы от наших консультантов, которые помимо профессиональной консультации, организуют быструю и удобную покупку сухих смесей с доставкой в указанное вами время и место.

cem-cement.ru

Состав цемента: компоненты, пропорции и соотношение

Сложно найти более востребованный строительный материал, чем цемент. Он широко применяется практически во всех отраслях строительной индустрии, да и в обустройстве жилища и подворья тоже. Поэтому классическое соотношение, в котором цемент составляет одну часть, а песок три, знают все. Если в этот состав добавить еще и необходимую часть воды, то получится раствор, который применяется, например, для штукатурки.

Оглавление:

  1. Типы цементов по химическому составу
  2. Маркировка в соответствии с прочностью
  3. Другие виды маркировки

В цемент обычно входит меленый клинкер, а также гипс, глина, известняк, уголь и другие минеральные вещества. Характеристики, которыми обладает эта смесь, определяют пропорции, в которых входят в нее те или иные компоненты.

Если дать краткое определение, то цемент — это общее название целой группы вяжущих веществ, которые твердеют после смешивания с водой, не теряя потом полученной твердости.

Химический состав различных видов

В зависимости от того, какой состав имеет та или иная смесь измельченных минералов, какие дополнительные компоненты и добавки в нее входят, каково их соотношение, цемент делят на следующие группы:

  • портландцемент;
  • пуццолановый;
  • шлаковый;
  • глиноземистый;
  • романоцемент;
  • смешанный с наполнителями;
  • магнезиальный;
  • специальный (кислотоупорный).

Некоторые виды имеют множество подвидов. Например, группа, которую объединяет название портландцемент, включает в себя алюмоферритный, алюминатный, ферритный, белитовый, алитовый.

Что входит в состав различных групп?

О том, из чего состоит цемент, можно написать не одну большую книгу. Как уже указывалось, цемент – лишь общее название огромной группы строительных материалов, которые объединяет не столько состав (входящие в них компоненты и их соотношение), сколько предназначение.

Химический состав некоторых групп цементов в общих чертах описан ниже.

1. Портландцемент – это смесь, в которую входят продукты тонкого размола клинкера и гипса. Именно гипс и является основным вяжущим веществом. С химической точки зрения – это смешанный в определенной пропорции сульфат кальция с разнообразными силикатами кальция. Доля последних может составлять до восьмидесяти процентов. Исходное сырье, из которого производится портландцемент, представляет собой субстанцию, состоящую из известняка (до 78 %) и глин (до 25 %).

2. Глиноземистый представляет собой смесь клинкера, бокситов и других минералов. Состав по массе: от трети до половины оксида алюминия, от 35 до 45 % оксида кальция, от 5 до 10 % оксида кремния и до 15 % оксидов железа. Пропорции этих компонентов определяют свойства глинозёмистого раствора. Применяется он как в качестве самостоятельного вяжущего вещества, так и в качестве добавки к другим видам.

3. Романоцемент. Это смесь, в состав которой, кроме клинкера, входят мергели, как известняковые, так и магнезиальные. Содержание в нем оксида алюминия и кремнезема не должно быть ниже четверти по весу.

4. Магнезиальный. В него обязательно входит оксид магния, а также хлорид магния и сульфат магния в качестве затворителей. Последний используется реже и, главным образом для того, чтобы достичь повышенной устойчивости к воздействию воды. Применение определяется повышенной прочностью, а также способностью быстро схватываться и твердеть. Из комбинации магнезиального цемента в определенной пропорции с другими веществами получаются очень прочные полы. Из него же делают облицовочные материалы, точильные камни, абразивные круги, жернова, лестничные ступени и другие изделия, которые обычно работают под большой нагрузкой.

К магнезиальным относится и так называемый цемент Сореля, состав которого был разработан еще в позапрошлом веке французским ученым Станиславом Сорелем.

5. Кислотоупорный состоит из жидкого стекла, которое представляет собой водный раствор силиката натрия. Наполнителями служат устойчивые к воздействию внешней среды минералы, в том числе кварциты и кварц. Использование кремнефтористого натрия способствует повышению скорости затвердевания, а также его стойкости к воздействию воды. Применяют для возведения сооружений, которые подвергаются активному воздействию агрессивных факторов. Например, башни, резервуары на предприятиях химической промышленности.

6. Цемент, смешанный с наполнителями, условно можно отнести к отдельной группе, поскольку по составу он сильно отличается от других видов.

Марки

Маркировка определяется прочностными характеристиками получившегося бетона. Для определения марок берут состав, смешанный в пропорции один к трем (одна часть материала и три части чистого кварцевого песка). Смесь в таком соотношении разбавляют водой и создают из нее небольшие блоки следующих размеров:

  • длина: 16 см,
  • ширина и высота: по 4 см.

После отвердения полученные изделия испытывают с различной периодичностью. Блоки сдавливают на специальном оборудовании и определяют их прочность. Максимальная прочность проявляется после четырех и более недель просушки испытательного блока. В зависимости от полученных результатов вещество относят к определенной марке.

Наименее устойчивая смесь получает маркировку М100. Это значит, что испытательный блок выдержал давление до 10 МПа, или до 100 килограмм на сантиметр квадратный. Слишком подробно не маркируют, в стандартах большинства стран мира прописан шаг в сто единиц. Но достаточно часто встречается и шаг в пятьдесят единиц.

Наиболее прочным считается вещество марки М600. Сфера его применения – особо прочные сооружения военного и промышленного назначения. Смесь М600 с различными добавками и наполнителями в определенном соотношении позволяет создавать объекты, способные выдержать прямое попадание очень мощной бомбы. Соответствует качеству и цена. Он намного дороже, чем довольно высокопрочный М500.

В гражданском строительстве и в производстве многих материалов используют в основном, пожалуй, марки М300-М500. Этого диапазона прочности хватает для того, чтобы можно было возводить сооружения и создавать изделия с нужными характеристиками.

Другие виды маркировки

Кроме марок по прочности существуют также и марки по составу. Так, аббревиатура ПЦ означает нахождение в таре портландцемента. Аббревиатура ШПЦ – это шлакопортландцемент. Латинские буквы и цифры указывают на состав такого материала. Речь идет о массовом количестве клинкера и шлака.

Отдельная маркировка указывает на то, какое количество различных добавок содержится в составе:

  • к примеру, если на мешке с вяжущим материалом написано Д15, это значит, что в нем имеется 15 % определенных добавок.
  • буквы ПЛ указывают на содержание пластификаторов, которые, значительно увеличивают срок его хранения. Быстротвердеющий обозначается буквой Б.
  • для обозначения водонепроницаемого используют аббревиатуру ВРЦ.

Существует также множество других видов маркировки, указывающих на те или иные свойства, наличие в нем разнообразных добавок и наполнителей.

stroitel-list.ru

Цемент. Все, что нужно знать. ⋆ Прорабофф.рф

Термин «цемент» произошёл от латинского слова caementum, что в переводе означает битый камень, щебень.  Цемент классифицируется как искусственное неорганическое вяжущее вещество, являющееся одним из наиболее используемых строительных материалов.

При затворении водой, водными растворами солей, а также любыми другими жидкостями, цемент трансформируется в пластичную массу, которая через некоторое время твердеет и превращается в камневидное тело. Основное предназначение цемента – приготовление бетона и разнообразных строительных смесей.

Цемент является гидравлическим вяжущим веществом и способен увеличивать свою прочность в условиях повышенной влажности, что существенно отличает его от некоторых других минеральных вяжущих (например: гипс или воздушная известь), которые, в свою очередь, способны затвердеть лишь в условиях относительной сухости окружающей среды.

Цемент, используемый для строительных растворов – это малоклинкерный композиционный цемент, предназначенный для различных штукатурных и кладочных растворов. Цемент изготавливается посредством измельчения портландцементного клинкера и различных активных минеральных добавок.

 До наших дней сохранились сведения о том, что древние римляне подмешивали к извести некоторые вещества с целью придать ей гидравлические свойства. Использовались пуццоланы и трасс (отложения вулканического пепла), а также раздробленные кирпичи

Несмотря на различия в своем химическом составе, все вышеуказанные вещества содержат оксиды: диоксид кремния SiO2 (кварц или кремнекислота), оксид алюминия Al2O3 (глинозём), оксид железа Fe2O3, что вызывает химическую реакцию с известью. При данной реакции происходит гидратация или присоединению воды с образованием химических соединений с кремнезёмом. В результате этого, нерастворимые гидросиликаты кальция кристаллизуются. Еще в средние века совершенно случайно было обнаружено, что результат обжига глиняных известняков по своим качествам водостойкости никоим образом не уступают римским смесям из пуццолана, если не превосходят их.

Данное открытие ознаменовало начала периода экспериментов. Основное внимание исследователей было сосредоточено на разработке отдельных месторождений глины и известняка, также изучалось наиболее оптимальное соотношение составляющих раствора и работа с новыми компонентами. Лишь после 1844 года ученые пришли к выводу, что абсолютно точное соотношение компонентов сырьевой смеси – это еще не все. Вещество требует обжига при высокой температуре (примерно 1450 °С, 1700 K) для того, чтобы соединить известь с оксидами. Три вышеуказанных оксида после обжига и спекания с известью и придают цементу гидравлические свойства, которые обуславливают его факторы гидравличности.

Непосредственно цемент можно получить при нагревании гашеной извести вместе с глиной, либо любым другим веществом сходного валового состава и высокой активностью до 1450 градусов. При этом материал частично плавится, что, в свою очередь, обуславливает образование гранул клинкера. Затем полученный клинкер смешивается с незначительными процентами гипса, а полученное вещество тщательно перемалывается. Гипс в данном соединении влияет на скорость схватывания, частично он заменяем другими формами сульфата кальция, например, в некоторых технических условиях является возможным добавление иных материалов на стадии помола. Типичный клинкер обычно имеет следующий состав: 67% СаО, 22% SiO2, 5% Al2О3, 3% Fe2O3 и 3% других компонентов. Как правило, клинкер имеет 4 главные фазы, которые называются алит, белит, алюминатная фаза и алюмоферритная фаза. Не исключено, что в веществе будут присутствовать несколько иных фаз, например щелочные сульфаты и оксид кальция.

Одной из наиболее важных частей всех цементных клинкеров является алит. В клинкере его процент составляет от 50 до 70. Алит представляет собой трехкальциевый силикат, его химическая формула Са3SiO5. Примечательно, что его состав и структура модифицированы за счет размещения в решетке инородных ионов, особенно Mg2+, Al3+ и Fe3+. Алит относительно быстро реагирует с водой и в нормальных цементах всегда играет ключевую роль в создании прочности материала; для 28-суточной прочности вклад этой фазы является необходимым.

Нормальное содержание белита в клинкере — 15-30%. Белит, представляет собой двукальциевый силикат Ca2SiO4, модифицированный введением в структуру инородных ионов и обычно полностью или большей частью присутствующий в виде β-модификации. Белит плохо реагирует с водой, таким образом его влияние на прочность в течение первых 28 суток мало, однако он значительно увеличивает прочность бетона в более поздние сроки. Для сравнения: уже через год можно наблюдать, что прочность чистого алита и чистого белита становятся почти одинаковыми.

Содержание алюминатной фазы в растворе — примерно 5-10%. Это трехкальциевый алюминат Са3Al2O6, чей состав был существенно изменен, иногда имеет место изменение структуры, в основном за счет инородных ионов, таких как Si4, Fe3+, Na+ и К+. Алюминатная фаза быстро реагирует с водой и может вызвать нежелательно быстрое схватывание, если не добавлен контролирующий схватывание агент, обычно в этом случае добавляется гипс.

Ферритная фаза составляет 5-15% обычного цементного клинкера. Феррит представляет собой четырехкальциевый алюмоферрит Ca2AlFeO5, состав которого значительно меняется при изменении отношения Al/Fe и размещении в структуре инородных ионов. Скорость, с которой ферритная фаза реагирует с водой, может несколько варьировать из-за различий в составе или других характеристиках, но, как правило в первичный период она довольно высока и является промежуточной между скоростями, которые характерны для фаз для алита и белита на поздних сроках.

Нельзя не упомянуть имя выдающегося ученого химика А.Р. Шуляченко, которого по праву называют отцом русской цементной промышленности.

Виды цемента

По наличию основного минерала цементы можно классифицировать следующим образом:

  • романцемент — преобладание белита, в настоящее время снят с производства
  • портландцемент, характеризующийся преобладанием алита, один из наиболее популярных в строительстве
  • глинозёмистый цемент, характеризующийся преобладанием алюминатной фазы
  • магнезиальный цемент (или Цемент Сореля), производится на основе магнезита, а затем растворяется водным раствором солей
  • смешанные цементы. В эту группу относятся все цементы, получаемые путем смешения вышеуказанных видов цементов с воздушными вяжущими, минеральными добавками и шлаками, которые обладают вяжущими свойствами.
  • кислотоупорный цемент — на основе гидросиликата натрия (Na2O·mSiO2·nh3O), сухая смесь кварцевого песка и кремнефтористого натрия, затворяется водным раствором жидкого стекла.

При употреблении слова «цемент» в основном подразумевают портландцемент, а также некоторые цементы из портландцементного клинкера. В конце прошлого века насчитывалось около 30 разновидностей цемента.

По категории прочности цемент делится на марки, которые в основном определяются пределом прочности при сжатии половинок образцов-призм размером 40*40*160 мм, изготовленных из раствора цемента состава 1 к 3 с кварцевым песком. Эти марки имеют отражение в числах М100 — М600 (как правило с шагом 100 или 50), которые обозначают прочность при сжатии соответственно в 100—600 кг/см2 (10—60 МПа). На сегодняшний день цемент марки М300 и менее снят с производства. Цемент с маркой 600 благодаря характерной для него высокой прочности еще может называться «военный» или «фортификационный» цемент, и, в свою очередь, он сто́ит заметно больше марки 500. Данный вид цемента применяется при возведении различных военных объектов (ракетные шахты, бункеры и пр.).

На сегодняшний день по категории прочности цемент подразделяется на классы. В отличие от марок, значение класса употребляется при выведении прочности не как среднего показателя, а при требовании не менее 95 % обеспеченности (это означает, что минимум 95 образцов из 100 доступных должны по своим характеристикам соотноситься с заявленным классом). Класс выражается в числах от 30 до 60, которые обозначают прочность при сжатии (в МПа).

Производство цемента

 Как упоминалось выше, цемент получают в процессе измельчения клинкера и гипса. Клинкер представляет собой продукт равномерного обжига до спекания однородной сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины определённого состава, который обеспечивает преобладание силикатов кальция.

Во время измельчения клинкера, в него вводят различные добавки: гипс СaSO4∙2h3O для регулирования сроков схватывания, примерно 15 % составляет доля активных минеральных добавок, среди них: пиритные огарки, колошниковая пыль, бокситы, пески, опоки, трепелы. Все это необходимо для улучшения некоторых свойств и снижения стоимости цемента.

 

цементный клинкер

Обжиг сырьевой смеси, как правило, проводится при температуре 1470°Cв течение 2-4 часов в длинных вращающихся печах (3,6х127 м, 4×150 м и 4,5х170 м) с внутренними теплообменными устройствами, для упрощения синтеза необходимых минералов цементного клинкера.

Вращающуюся печь условно можно поделить на зоны:

  • зона подогрева (200…650 °C — выгорают органические примеси и начинаются процессы дегидратации и разложения глинистого компонента)
  • декарбонизации (900…1200 °C) происходит декарбонизация известнякового компонента: СаСО3 → СаО + СО2, одновременно продолжается распад глинистых минералов на оксиды. В результате взаимодействия основных (СаО, MgO) и кислотных оксидов (Al2O3, SiO2) в этой же зоне начинаются процессы твердофазового синтеза новых соединений
  • экзотермических реакций (1200…1350 °C) завершается процесс твёрдофазового спекания материалов
  • спекания (1300→1470→1300 °C) частичное плавление материала, в расплав переходят клинкерные минералы кроме C2S, который взаимодействуя с оставшимся в расплаве СаО образует минерал АЛИТ (С3S)
  • охлаждения (1300…1000 °C) температура понижается медленно. Часть жидкой фазы кристаллизуется с выделением кристаллов клинкерных минералов, а часть застывает в виде стекла.  
Производство цемента в мире

К началу 2002 года мировое производство достигло примерно 1,8 миллиардов тонн в год. Среди крупнейших производителей можно выделить Китайскую Народную Республику, на чью долю приходится примерно 700 млн. тонн, Индию (около 100 млн. тонн) и США (91 млн. тонн).

Средняя стоимость бетона на европейских биржах в настоящее время составляет около 100 долларов США за тонну. В Китае средняя цена – около 40 долларов. Большинство биржевых сделок, связанных с покупкой либо продажей цемента в Российской Федерации по данным на 2010 год осуществляется на Московской Фондовой Бирже.

xn--80ac1bcbgb9aa.xn--p1ai

Цемент

Цемент представляет собой тонко размолотый минеральный порошок, способный при смешении с водой образовывать пластичную массу, с течением времени затвердевающую в камневидное тело. 

Наиболее распространенный цемент, называемый портланд-цементом, получают путем обжига при высокой температуре (1400-1500°) природного сырья в виде мергелей или искусственной смеси известняка с глиной и другими материалами. Обжиг производится в специальных печах. Обычно цементо-обжигательная печь - это огромный, длиной 100-150 метров, горизонтально расположенный цилиндр, выложенный внутри огнеупорным кирпичом и медленно вращающийся. Печь устанавливается с наклоном; благодаря этому материалы в ней, пересыпаясь, постепенно передвигаются от одного конца к другому. При обжиге получается спекшийся материал, часть которого расплавилась и застыла в стекловидном состоянии. Этот материал носит название цементного клинкера.

Цементный клинкер состоит из кристаллических минералов, соединенных стекловидным веществом. 

Цементный клинкер подвергается размолу в тонкий порошок с добавкой при размоле нескольких процентов гипса (обычно до 5%), и цемент готов.

Цементный клинкер имеет сложный состав. В него входят соединения извести с окисью кремния, так называемые силикаты кальция. Они составляют основную часть - около 75% - клинкера. Большое влияние на свойства клинкера оказывает содержание в нем соединений окиси алюминия с окисью кальция, которые называются алюминатами кальция. Одно из этих соединений, преимущественно представляющее алюминаты кальция, - трехкальциевый алюминат, в большой степени влияет на технические свойства цемента. Это вещество очень быстро соединяется с водой, но не дает устойчивых соединений. В зависимости от вида исходных материалов и условий обжига состав цементного клинкера, а следовательно, и его технические свойства изменяются. Портланд-цемент, выпускаемый различными заводами, имеет общее название и общие характеристики по прочности, но может отличаться по составу. Различие в составе клинкера определяет такие важные технические свойства цемента, как скорость затвердевания, устойчивость в природных водах, морозостойкость и др.

Состав и свойства минералов, входящих в цементный клинкер, изучаются специальной отраслью химии - химией цемента.

В цементный клинкер при помоле могут вводиться, кроме гипса, и другие добавки: горные породы, шлаки, которые, присутствуя в цементе в количестве до 10-15%, существенно не ухудшают его прочности и позволяют экономить таким образом более дорогой клинкер. Однако там, где требуется высокая морозостойкость, как, например, в дорожных покрытиях, рекомендуется применять цемент, полученный размолом цементного клинкера, без каких-либо добавок, кроме гипса.

Помимо портланд-цемента, выпускаются большие количества различных цементов, отличающихся составом сырья, из которого их получают, способом производства и свойствами. Советская цементная промышленность выпускает специальные цементы, предназначенные для особых условий службы бетона и специальных целей. Значительное количество разновидностей цементов получается на основе портланд-цементного клинкера путем добавки к нему различных веществ.

Чем тщательнее подобран состав сырья, чем лучше проведен процесс обжига и чем тоньше размолот цемент, тем выше его качества и тем большую прочность может он обеспечить при затворении его водой. Но более активный цемент всегда более чувствителен к действию влаги и углекислоты, содержащихся в воздухе, и при хранении быстрее теряет активность. Это видно из рис. 5. Чем мельче частицы цемента, тем больше их поверхность на каждый грамм цемента и тем больше процент потерь при образовании на их поверхности пленки одинаковой толщины. Поэтому современные тонкомолотые высокоактивные цементы требуют тщательной упаковки и хранения и быстрого употребления в дело. 

Как был открыт современный цемент? 

Способность некоторых природных материалов после обжига приобретать свойство затвердевать, будучи смешанными с водой, была известна давно. Наиболее древними вяжущими строительными материалами были известь и гипс, которые не требовали тонкого размола и высоких температур для их изготовления. Постепенное развитие конструкций обжигательных печей и размольного оборудования позволило создать условия, необходимые для получения высококачественных цементов.

Производство современного портланд-цемента, дающего высокую прочность бетону и способного быстро затвердевать в смеси с водой и продолжать твердение под водой, возникло сравнительно недавно - в начале XIX века.

В книге Челиева, изданной в 1825 г., обобщен опыт приготовления вяжущего вещества, применявшегося при восстановлении Московского Кремля. В книге дается описание свойств и технологии приготовления наиболее совершенного для того времени цемента, более совершенного, чем цемент англичанина Аспдина, который в тот же период работал над способом получения цемента, названного впоследствии портланд-цементом по имени города Портлэнд, около которого добывался естественный камень, похожий по внешнему виду на затвердевший бетон.

Большие работы по исследованию способов получения цементов были проведены в начале XIX века известным французским ученым Вика и его учениками. Интересно, что до настоящего времени для определения сроков схватывания цементного теста применяется прибор, который по имени его изобретателя называется иглой Вика.

Заслуга Егора Челиева, первого русского исследователя, получишнего высококачественный цемент, достойно оценена в нашей стране.

Большие работы по исследованию свойств цементов провели русские ученые Р. Л. Шуляченко, А. А. Байков, В. А. Кинд, С. И. Дружинин, В. Н. Юнг, П. П. Будников, В. Ф. Журавлев и др.

Производство цемента в России до Великой Октябрьской социалистической революции развивалось сравнительно медленно.

В настоящее время советская цементная промышленность выпускает во все возрастающем количестве высококачественные цементы. Растет выпуск и специальных цементов. По плану шестой пятилетки производство цемента должно вырасти в 2,2 раза.

Производство цемента быстро растет, но и потребность в нем непрерывно увеличивается. По темпам развития, по организации технического контроля за качеством наша цементная промышленность занимает ведущее положение в мире.

Для того чтобы правильно и экономно использовать этот замечательный и ценный строительный материал, необходимо хорошо знать его свойства и особенности.

Что же происходит при смешении, или, как говорят строители, при затворении цемента с водой?

Чтобы лучше понять явления, происходящие при этом, сравним процессы, действующие в смеси цемента2 с водой - цементном тесте, с тем, что происходит в таком общеизвестном и простом материале, как глиняное тесто.

Глина, замешанная с водой, образует глиняное тесто, которое при хранении во влажных условиях (например, под сырой тряпкой) не изменит своего состояния и останется таким же мягким, каким оно было в момент замеса. Глиняное тесто затвердевает только при высушивании, но, если его опять смочить водой, оно размокнет. Так, например, размокает кирпич-сырец, не подвергавшийся обжигу. Высушенное гдиняное тесто имеет меньший вес, чем влажное. Свободное удаление воды путем высушивания и возможность повторного получения теста при увлажнении свидетельствуют о том, что химического соединения воды с глиной не происходит.

А с цементом дело обстоит иначе.

Если замешать порошок цемента с водой, образуется пластичная масса-тесто, которое может быть залито или уложено в заранее приготовленную форму. В зависимости от количества добавленной в него воды тесто будет более или менее жидким. Оставленное в покое, оно постепенно густеет, теряет текучесть, подвижность, как говорят, «схватывается», а затем постепенно затвердевает, обращаясь в прочное камневидное тело, называемое цементным камнем. Прочность цементного камня возрастает со временем, и ее увеличение продолжается в течение длительных сроков, исчисляемых месяцами и годами. При хранении теста во влажных условиях, исключающих высыхание, оказывается, что вес цементного камня не изменяется со временем. При длительном твердении теста, а затем цементного камня па воздухе оно не высыхает полностью, часть воды остается и может быть удалена из него только при повышенной температуре. Это свидетельствует о химическом связывании воды с минералами, которые составляют цементный клинкер, в новые прочные соединения. Затвердевший цементный камень уже не размягчается водой. Это важнейшее свойство цементного камня позволяет широко применять цементы для строительства сооружений, непрерывно находящихся в воде или подвергающихся периодическому ее действию.

Как бы мы ни старались размочить цементный камень, ничего из этого не получится. Наоборот, в воде он приобретает еще большую прочность, чем на воздухе. 

Как же объясняет процессы затвердевания цементов современная наука? 

При действии воды на порошок цемента составные части его вступают в реакцию с водой. При этом процессе выделяется известь и образуются не растворимые в воде новые соединения, так называемые гидросиликаты и гидроалюминаты кальция.

Связав химически часть воды, новые соединения, обладая меньшей растворимостью, выпадают из раствора в виде мельчайших кристаллов, невидимых даже под обычным микроскопом. Эти кристаллы срастаются, переплетаясь между собой и образуя плотное камневидное тело.

Наиболее полную теорию твердения цементов создал русский ученый, академик А. А. Байков. Эта теория расширена и углублена в многочисленных работах советских ученых.

В настоящее время наиболее полные представления о процессах твердения цементов развиваются в работах академика П. А. Ребиндера и его учеников.

Вещества, образующиеся при взаимодействии цемента с водой, по своему кристаллическому строению близки к минералам, составляющим обычные горные породы, поэтому они хорошо сцепляются с их поверхностью.

Чтобы улучшить свойства цемента, к нему при помоле добавляют небольшие количества гипса. Хотя гипса добавляется всего 3-5%, его роль весьма существенна. Небольшая добавка гипса сильно влияет на сроки загустевания цементного теста - сроки его схватывания, удлиняя их до нескольких часов, что позволяет перевозить и укладывать бетонную смесь в конструкции. Кроме того, гипс увеличивает прочность и стойкость цемента. Происходит это потому, что гипс химически соединяется с наиболее слабой составной частью цемента - с трехкальциевым алюминатом, превращая его в более стойкое вещество.

Цементы без гипса или с малым его количеством часто загустевают уже во время перемешивания, и это создает неудобства при работе с цементом.

Сроки схватывания зависят и от температуры материалов для бетона и от температуры бетонной смеси после затворения. Чем выше температура, тем быстрее наступает загустевание. При температуре выше 60° обычно происходит быстрое схватывание большинства цементов. При температуре ниже 0° схватывание и твердение цементов прекращается.

Прочность бетона в наибольшей степени зависит от прочности цементного камня. В свою очередь прочность цементного камня в большой степени зависит от состава цемента, качества его обжига, тонкости измельчения и от количества воды, взятой для затворения. Чем больше воды взято на замес, тем меньше прочность цементного камня и, следовательно, бетона.

Изучение процессов твердения цементов показало, что при этом химически соединяется с цементом только 15-20% воды по отношению к весу цемента. Но в состав бетонной смеси приходится вводить большее количество воды для придания бетонной смеси подвижного удобоукладываемого состояния за счет образования подвижного цементного теста, которое смазывает поверхность песка и каменных материалов. Обычно в бетонной смеси отношение количества воды к весу цемента находится в пределах 45-65%. Излишек воды по сравнению с количеством, необходимым для химических реакций, раздвигает частицы песка и каменных материалов в составе бетона и увеличивает объем пустот в нем. Цементный клей становится разбавленным и прочность его понижается. Уменьшается и плотность бетона, а от плотности зависит долговечность бетона.

Для дорожного бетона допускается водоцементное отношение не более 0,50-0,55 в зависимости от климатических условий, в которых он будет работать.

Для уменьшения количества воды в составе бетонной смеси в нее может добавляться небольшое количество особых, так называемых поверхностно-активных веществ. Научные основы действия таких веществ разработаны в нашей стране академиком П. А. Ребиндером. Эти вещества, распределяясь по поверхности частиц цемента, покрывают их тончайшей пленкой, создают смазывающий слой; при этом увеличивается подвижность - пластичность бетонной смеси. Такие вещества называют пластификаторами. Пластификаторы добавляются в очень небольшом количестве - десятые доли процента от веса цемента, но, несмотря на это, действие их очень сильное.

В то время как в обычном цементном тесте отдельные частицы слиплись в крупные хлопья, с добавкой же пластификатора все эти частицы разделились и, таким образом, увеличилась пластичность теста.

В качестве пластификаторов применяется отход бумажного производства - сульфитно-спиртовая барда. Добавка пластификатора не только повышает пластичность бетонной смеси, но и улучшает технические свойства бетона, например его морозостойкость. Если при добавке пластификатора не увеличивать пластичность бетонной смеси, а сократить водоцементпое отношение, то можно увеличить прочность бетона или уменьшить расход цемента. Цементная промышленность выпускает пластифицированные цементы в массовом количестве.

Для бетонных дорожных покрытий важное значение имеет добавление в состав бетонной смеси веществ, которые повышают долговечность бетона. В условиях климата средней полосы и севера СССР основным фактором, вызывающим разрушение дорожного покрытия, является многократное замораживание бетона в то время, когда он насыщен водой. Улучшение морозостойкости делает бетон более долговечным. Необходимое повышение морозостойкости достигается введением в бетон очень маленьких количеств специальных веществ, обладающих способностью образовывать небольшие количества пены в составе бетонной смеси. Как ни удивительно, но оказывается, что бетон, который содержит в своем объеме небольшое количество пустот (4-5%) в виде мелких равномерно распределенных пузырьков воздуха, обладает в 2-3 раза большей морозостойкостью, чем обычный бетон. Количество вспенивающих веществ, называемых воздухововлекающими добавками, составляет всего несколько сотых процента от веса цемента. В качестве таких добавок применяется обычно канифольное мыло (промышленное название - абиетиновая смола).

Воздухововлекающие добавки должны найти широкое применение в дорожном строительстве, так как позволят значительно повысить долговечность бетонных дорожных покрытий.

Среди специальных цементов, обладающих важными свойствами, следует отметить разработанный советскими учеными (М. И. Хигеровичем и Б. Г. Скрамтаевым) гидрофобный цемент. Само название цемента говорит о том, что это цемент, который боится воды. 

Как же так цемент, который должен соединяться с водой, и вдруг боится воды? 

Гидрофобный цемент получается путем добавления к цементу при помоле небольшого количества веществ, которые не смачиваются водой. На поверхности частиц цемента образуется тонкая молекулярная пленка такого вещества. Гидрофобный цемент, находясь даже во влажном воздухе, не теряет своей активности. Он гораздо устойчивее к длительному хранению, чем обычный портланд-цемент. Когда же в составе бетонной смеси гидрофобный цемент попадает в бетономешалку, то под действием трения о частицы песка и щебня жировая пленка на его поверхности прорывается, и он смачивается водой. Гидрофобный цемент придает бетону повышенную морозостойкость по сравнению с обычным портланд-цементом. Так же как и пластифицированный цемент, гидрофобный цемент является улучшенной разновидностью портланд-цемента.

На основе портланд-цементного клинкера выпускается целый ряд цементов с добавками. В зависимости от вида добавки изменяется и название цемента. Если портланд-цемент смешивается с доменными шлаками, то такой цемент называют шлакопортланд-цементом. Если в качестве добавки используются природные материалы, обладающие способностью химически соединяться с известью (так называемые пуццоланы), то такие цементы называются пуццолановыми портланд-цементами. И шлакопортланд-цемент и пуццолановый портланд-цемент обладают более медленным твердением по сравнению с портланд-цементом и менее морозостойки, поэтому их применение для дорожных покрытий не допускается. Они могут быть использованы для подводных и подземных сооружений и для конструкций, повергающихся обычным ятмосферным воздействиям.

Из специальных цемепов представляет интерес глиноземистый цемент. Он отличается большой скоростью твердения. Этот цемент полностью затвердевает в течение трех суток, приобретая за это время полную прочность. Однако такое быстрое твердение сопровождается большим выделением тепла, способным привести к растрескиванию конструкций в результате неравномерного нагрева. Кроме этого, высокая температура (выше 25°) нарушает процесс твердения глиноземистого цемента; образующиеся при этом неустойчивые соединения снижают прочность и долговечность бетона.

Глиноземистый цемент применяют в тех случаях, когда нужно быстро восстановить или забетонировать какую-нибудь конструкцию. Этот цемент применим только для тонкостенных сооружений. Его применение ограничено из-за большой стоимости (в 2 раза более высокой, чем портланд-цемент) и дефицитности сырья для его приготовления.

Одним из серьезных недостатков портланд-цемента является усадка, т. е. уменьшение размеров изготовленных на нем бетонных конструкций при нахождении их на воздухе. В последнее время созданы цементы, не обладающие этим недостатком и даже расширяющиеся в процессе твердения. В СССР такой цемент был разработан группой ученых под руководством В. В. Михайлова и Б. Г. Скрамтаева.

Расширяющийся цемент характеризуется увеличением объема в первые часы и сутки твердения. Если изготовить из расширяющегося цемента изделие длиной в 1 метр, то через трое суток оно удлинится на 15 миллиметров. Дорожное покрытие из такого цемента на третьи сутки дало бы увеличение длины на 15 метров на каждый километр. Этот цемент как бы растет при затвердевании. Такое замечательное свойство расширяющегося цемента позволяет использовать его с наибольшим успехом для заделки швов в различных сооружениях. В частности, расширяющийся цемент применяется для уплотнения швов между тюбингами в тоннелях московского метро. Расширяющийся цемент находит применение для ремонта конструкций, когда важно обеспечить плотное прилегание их частей. Недостаточная морозостойкость бетона на таком цементе не позволяет применять его для сооружений, к которым предъявляются требования высокой морозостойкости.

Есть и другие виды специальных цементов: магнезиальный, кислотостойкий и др. Их описание читатель найдет в специальных руководствах.

Для строительства дорожных покрытий обычно применяется портланд-цемент. Однако необходимо, чтобы этот цемент обладал высокой прочностью, небольшой изнашиваемостью, высокой стойкостью к воздействию атмосферных условий (морозостойкостью) и хорошей устойчивостью к переменам температуры. Не все заводы выпускают портланд-цементы, удовлетворяющие этим требованиям. Технические условия на цемент для дорожного строительства предусматривают ограничение содержания (до 9%) в цементе неустойчивого минерала, о котором мы уже упоминали выше, - трехкальциевого алюмината. Марка дорожного цемента должна быть не ниже 500.

Для растворов каменной кладки должны и могут успешно применяться цементы на местных материалах: извести, шлаках, гипсе. Производство таких цементов с использованием в качестве активной составляющей молотой извести-кипелки развивается в нашей стране на основе предложений И. В. Смирнова и разработанной им совместно с Б. В. Осиным теории. Такие цементы значительно дешевле, чем обычный портланд-цемент, и обладают необходимыми строительными качествами.

Применение извести-кипелки внесло переворот в технику использования извести. Активная энергия, заключенная в обожженной извести и терявшаяся прежде во время гашения, теперь используется при ее твердении.

www.apxu.ru

Что такое цемент - свойста, состав и марки

Цемент – это самый распространенный вяжущий строительный материал, позволяющий возводить конструкции и создавать изделия высокой прочности. Этот сыпучий материал имеет серый цвет и мелкую фракцию, при смешивании с водой превращается в пластичную однородную смесь, которая затвердевая, образует искусственный камень.

В его производстве применяется обжиг при температуре до +1500°С. Спекшееся вещество (клинкер) измельчают, после чего добавляют известняк, глину, уголь, гипс, колчеданные огарки и пр.

В зависимости от вида основного сырья и используемых добавок цементы классифицируют на:

  • Портландцементы (ПЦ).
  • Шлаковые (ШПЦ).
  • Пуццолановые.
  • Белые (БЦ).
  • Водонепроницаемые расширяющиеся (ВРЦ).
  • Водонепроницаемые безусадочные (ВБЦ).
  • Гидрофобные (ГФЦ).
  • Глиноземные (ГЛЦ).
  • Магнезиальный (МГЦ).
  • Специальные (кислоупорные, сульфатостойкие, тампонажные, цветные и др.).

ПЦ в свою очередь классифицируются на смеси с минеральными добавками и быстротвердеющие ПЦ. Свойства бетонных конструкций зависят от марки используемого цемента. Марка (М) материала означает размер нагрузки, которую в заводских условиях способен выдержать цементный куб, имеющий ребро 100 мм при воздействии на него прессом. Наиболее распространенным является цемент марки М350 - М500 (прочностью 350-500 кг/см2). Также пользуются полярностью марки М600 и М700.

Основные свойства цемента

  • Прочность. Характеризуется маркой цемента. Особое влияние на прочностные показатели материала оказывают входящие в него добавки (гипс, шлак, полученный из отходов металлургического производства и пр.).
  • Морозостойкость. Это основное свойство цемента, отражающее способность материала к многократному замораживанию и оттаиванию. Достигается оно за счет введения модифицирующих добавок.
  • Коррозионная стойкость. Наибольшей устойчивостью к коррозии обладает пуццолановый цемент. Его применяют в возведении подводных и подземных строений.
  • Сульфатостойкость - характеристика, которая отражает устойчивость стройматериала к воздействию водной среды,  содержащей сульфат-ионы. Данным свойством обладают сульфатостойкие  цементы. Их применяют в возведении гидросооружений, расположенных в соленой воде.
  • Водонепроницаемость. Этим свойством обладает водонепроницаемый цемент. Процесс его схватывания составляет 10 минут. Данный материал используется при заделке стыков и швов железобетонных конструкций, расположенных в воде. Стоимость такого стройматериала существенно выше в сравнение с обычным цементом.
  • Тонкость помола. Данная характеристика оказывает влияние на скорость затвердевания, а, значит, и на прочность бетона. Чем тоньше помол клинкера, тем выше прочность цемента после затвердевания.

Область применения

Роль цемента в производстве прогрессивных стройматериалов постоянно растет. Его используют в изготовлении сборного и монолитного бетона, асбестоцементных изделий, железобетона, строительных растворов и многого другого. Что такое цемент? Это материал, с помощью которого производится скрепление отдельных деталей конструкции, в нем нуждается газовая и нефтяная промышленности, на его основе производят прогрессивные стройматериалы, которые по своим качествам не уступают дефицитной древесине, кирпичу и другим традиционным материалам.

Марки цемента

Данный стройматериал выпускается под следующими марками – М300, М400, М 500, М550, М600.

На мешке со смесью обязательно указывают марку и условное обозначение. К примеру, ПЦ ІІ/Б-Ш 400 означет - портландцемент марки 400,  II типа, класса Б, с содержанием шлака не более 35%.

В состав смеси кроме клинкера должно входить не менее 2-ух компонентов. В их роли могут выступать минеральные активные добавки, ускорители твердения, наполнители или добавки для повышения прочности. Их содержание не должно быть более 20% от общей массы смеси.

Продолжительность начального схватывания составляет не менее 60 мин, максимального – не более 10 часов.

На полное схватывание цемента уходит 28 дней при температуре 20°С. Если температура выше, набор прочности будет происходить быстрее, при пониженной температуре – медленнее.

При этом не стоит забывать, что цемент набирает прочность во влажной среде. В первые дни застывания необходимо увлажнять конструкцию. В жаркую погоду бетонное основание рекомендуется накрывать водонепроницаемой пленкой, которая предотвратит потерю влаги.

aquagroup.ru

Какой цемент выбрать | Строительный портал

Любое строительство с работ, связанных с заливкой бетонного фундамента, для которого, прежде всего, требуется цемент. Этот материал, впрочем, необходим в течение всех работ, включая и отделочные, не смотря на появление в строительной сфере новых технологий и материалов. Так как ни одно строительство зданий под ключ не обходится без цемента, важно уметь правильно выбирать цемент, разбираться в маркировке и подыскивать надежных поставщиков. Для этого необходимо узнать, какой бывает цемент, и где он применяется.

Содержание:

  1. Понятие маркировки цемента
  2. Популярные виды цемента
  3. Правильный выбор цемента

 

Понятие маркировки цемента

Важной характеристикой прочности цемента является его марка, которая является основой выбора этого строительного материала. За основу классификации было взято лабораторное испытание, в рамках которого изделие из цемента подвергалось возрастающей нагрузке. Для всех разновидностей материала, кроме быстротвердеющего, глиноземистого и шлакопортландцемента, марка будет соответствовать пределу прочности при изгибании образцов, которые имеют размеры 40 на 40 на 160 миллиметров, и сжимании их половинок из пластичной массы пропорции 1:3 в возрасте 28 суток.

Быстротвердеющий портландцемент и шлакопортландцемент проверяют через 3 и 28 суток. Маркировку для глиноземистого цемента устанавливают по результатам испытаний через 3 суток. В итоге приняли следующую шкалу, которая дала маркировку разным сортам цемента: М 100 – 700. Буква «М» (или может быть обозначение «ПЦ») рядом с цифрой указывает на максимальные прочностные качества материала.

К примеру, цемент М300, согласно данной маркировке, может выдержать нагрузки в 300 килограмм на один кубический сантиметр, цемент марки 500 - в 500 килограмм и т.д. Чем марка выше, тем больше эффективность использования цемента в бетоне. Наиболее популярными являются цементы с маркировкой включительно 350 - 500. Наиболее прочным является цемент марок М400 и М500, который принято применять для строительства фундамента. Для произведения отделочных работ используют марки М200 и М300.

Какие марки цемента бывают кроме выше перечисленных? Кроме способности выдерживать определенные нагрузки, цемент маркируется ещё и по другому параметру - процентному соотношению к общему объему цемента разных добавок, что содержаться в строительном материале. В качестве добавок может выступать шлак из отходов металлургического завода или гипс. Этот параметр обозначается буквой «Д».

Для примера, в цементе с обозначением «Д20» присутствует 20% добавок. Подобная характеристика является важной, потому что уровень содержания добавок способен влиять его на прочность и пластичность. На строительном рынке в настоящее время пользуются наибольшей популярностью 4 вида цемента: М400 Д0, М400 Д20, М500 Д0 и М500 Д20. Цена цемента с добавками немного ниже, потому что клинкер стоит намного дороже, чем любая добавка.

Какие есть марки цемента ещё? Помимо этого, на упаковке бывают и дополнительные обозначения – «Б», «ПЛ», «СС», «ГФ», «Н». Это свидетельство специфического предназначения данного строительного материала. Буква «Б» означает «быстротвердеющий», то есть цемент, который способен стремительно затвердевать в начальном периоде.

Обозначение «СС» присуще сульфатостойкому цементу, «ГФ» - цементу  гидрофобному, «ПС» - это пластифицированный цемент, в составе которого присутствует пластификатор, увеличивающий пластичность конструкции и возможности изменения его формы. Маркировку «Н» наносят на цемент, который производят на основе клинкера, что имеет нормированный состав, и применяется для производства покрытий дорог и аэродромов.

Популярные виды цемента

Зависимо от состава и соотношения добавок, сегодня выделяют такие разновидности цемента: портландцемент, белый, шлаковый, пуццолановый, быстротвердеющий, расширяющийся, глиноземистый, водонепроницаемый расширяющийся, тампонажный, сульфатостойкий, напрягающий, магнезиальный, гидрофобный. Чтобы лучше понять, какой цемент лучше, мы предлагаем ознакомиться с описанием основных разновидностей цемента.

Портландцемент широко применяется в современном строительстве. Материал производится из помеленного тонко портландцементного клинкера, добавок и гипса. Клинкер для данного цемента получают посредством процедуры обжига сырья до спекания, после чего до оптимального повышается содержание силикатов кальция. В клинкер зачастую вводится двуводный гипс (15-35%) для регулирования скорости схватывания портландцемента. Сегодня также изготавливают бездобавочный и минеральный и шлакопортландцемент.

Шлаковый или шлакощелочный цемент объединяет под собой все разновидности вяжущих веществ, производимые методикой тонкого измельчения доменного шлака в гранулах, который содержит активирующие добавки – ангидрит, известь и строительный гипс. На сегодня можно назвать такие типы шлакового цемента, как сульфатно-шлаковый (15-20% ангидрита или гипса, 5% портландцемента и 2% извести) и шлаково-известковый (10-30% извести, 5% гипса).

Быстротвердеющий цемент способен наращивать в первое время затвердевания прочность, что полезно при изготовлении разных сборных изделий из железобетона. Высокой механической прочности можно достичь за счет особого минерального состава, точной дозировки добавок и тонкости помола цемента. Сегодня налажено производство таких видов данного материала: быстротвердеющего портландцемента, который достигает предела прочности на сжатие через 3 суток, шлакопортландцемента быстрого твердения и портландцемента особо быстрого твердения.

Пуццолановый цемент – это вещество, в котором присутствует больше 20% минеральных добавок. «Пуццоланы» использовались как добавку к извести ещё в Древнем Риме при изготовлении пуццоланово-известкового вещества. На данный момент пуццолановый портландцемент получают после измельчения 60-80% клинкера, 20-40% минеральной добавки и гипса. Он отличается высокой устойчивостью к коррозии, что проявляется лучше в мягкой и сульфатной воде. Однако скорость затвердевания и морозостойкость - низкие.

Расширяющийся цемент – это группа цементных веществ, обладающих способностями увеличения своего объёма в процессе затвердевания. Расширение совершается благодаря формированию при взаимодействии порошка с водой высокоосновного гидросульфоалюмината кальция. Это вещество способно связывать большое количество воды, превышающее в 15-25 раз начальный объем твёрдой массы. Какой выбрать цемент данной разновидности - гипсоглиноземистый, водонепроницаемый и напрягающий, а также портландцемент, решать только вам. Все расширяющиеся цементы могут прекрасно твердеть и оптимально расширяться во влажной среде.

Водонепроницаемый расширяющийся цемент известен как гидравлическое вяжущее вещество, производимое посредством совместного измельчения и дальнейшего смешивания глиноземистого цемента, гипса и гидроалюмината кальция до однородного состава. Этому материалу присуще очень быстрое схватывание, которое начинается спустя 4 минуты и заканчивается минут через 10. Линейное расширение изготовленных из этого цемента изделий, которые в течение суток пребывают в воде, остается на уровне 0,3%.

Глинозёмистый цемент отличатся способностями быстрого твердения. Он выступает продуктом тонкодисперсного помола клинкера, что получается из обожженной сырьевой массы, в состав которой входят известняк и бокситы. Процедура обжига и плавления клинкера совершается в вагранках или электрических доменных печах. Классифицируют глиноземистый цемент по содержанию в продукте Al2O3. Существует стандартный цемент глинозёмистый с содержанием глинозема близко 55% и высокоглинозёмистый цемент, в котором присутствует 70% глинозема.

Сульфатостойкий портландцемент имеет высокую устойчивость к водной среде с увеличенной концентрацией сульфатов в сравнении со стандартным материалом, небольшим выделением теплоты, низкой скоростью затвердевания и существенной устойчивостью к морозу. Данный цемент производят посредством тонкого помола клинкера, что обладает специальным минералогическим составом. Такой цемент эксплуатируется преимущественно в агрессивной сульфатной среде.

Напрягающий цемент является отдельной разновидностью расширяющегося цемента, которая производится с помощью помола таких компонентов: портландцементный клинкер (65%), глинозёмистый шлак (15%), известь и гипсовый камень (5%). Напрягающему цементу присуща высокая быстрота твердения и схватывания. Полностью затвердевший раствор из подобного напрягающего цемента обладает довольно высокой водонепроницаемостью. Эта особенность используется для предварительного создания напряжения в разных железобетонных конструкциях, натяжения в арматуре по нескольким направлениям.

Тампонажный цемент представляет собой особый вид цемента, используемый в добыче нефти и газа. Этот цемент производится посредством тонкодисперсного помола клинкера с добавлением гипса. Сегодня изготавливают две разновидности тампонажного цемента: для нефтяных и газовых скважин «горячего» и «холодного» типа. В растворах на основе этого цемента присутствует 40 - 50% воды.

Гидрофобный цемент, что не сложно понять из названия, отличается повышенной водонепроницаемостью. Данный материал – это результат процедуры мелкодисперсного измельчения гипса, клинкера и особых добавок, отвечающих за характерные свойства порошка. К добавкам относят кубовые остатки жирных кислот, олеиновую кислоту, окисленный петролатум и асидол мылонафт. Их вводятся в пропорции 0,1-0,3% от общей массы цемента. Но даже такое малое количество добавок приводит к образованию на поверхности частиц цемента мономолекулярной гидрофобной плёнки, снижающей гигроскопичность цемента. Стоит ли говорить, какой цемент лучше для фундамента?

Магнезиальный цемент служит для производства полов. Он изготавливается на основе тонкодисперсного порошка, частью которого служит оксид магния – продукт среднетемпературного обжига природной карбонатной породы магнезита или доломита. При затворении магнезиального цемента с помощью раствора хлористого магния можно получить вяжущее вещество, называемое цементом Сореля. Магнезиальный цемент имеет повышенную эластичность, большую стойкость к смазочным маслам, органическим растворителям, щелочам и соли, высокой устойчивостью к огню и низкую теплопроводность.

Белый цемент производят из маложелезистого клинкера. Его серый окрас обуславливается наличием в сырьевом материале соединений железа. Для устранения зеленоватости и повышения клинкер подвергают отбеливанию. По составу бывает белый и белый портландцемент с добавками цемент. В белом портландцементе исключено содержание минеральных добавок, их должно быть в портландцементе с добавками не больше 20%, инертных — не больше 10% от общей массы портландцемента. Уникальные характеристики белого цемента позволяют его применять в изготовлении скульптурных элементов и при отделочных работах, к примеру, при отделке фасадов здания.

Водонепроницаемый безусадочный цемент является быстросхватывающим гидравлическим веществом, которое изготавливается посредством перемешивания глиноземистого цемента, извести гашеной и полуводного гипса. Начало схватывания заканчивается не позже 5 минуты с момента затворения. Цемент используют для устройства гидроизолирующих оболочек бетонных и железобетонных строений, которые эксплуатируются в условиях высокой влажности, как и гидрофобные виды цемента.

Цветной портландцемент изготавливают из клинкера белого цемента, отбеленных и цветного клинкеров посредством смешивания или одновременного помола с пигментами разных тонов – к примеру, с охрой, оксидом хрома или железным суриком. Все пигменты являются щелоче- и светостойкими. Цветной портландцемент бывает желтым, розовым, красным, коричневым, зеленым, голубым и черным. Цветной портландцемент способствует архитектурно-декоративному оформлению различных строений.

Кислотоупорный кварцевый цемент производится методикой совместного помола или смешивания отдельно молотых кремнефтористого натрия и кварцевого песка. Такой материал затворяют водным раствором жидкого натриевого стекла. Подобный цементный камень противостоит действию разных органических и минеральных кислот, однако свою прочность он теряет в воде, а разрушается - в едкой щелочи. Кислотоупорный цемент принято использовать для изготовления кислотостойкого бетона.

Правильный выбор цемента

Сейчас пришло время поговорить, как выбрать цемент, какой цемент нужен для фундамента, а какой – для заливки. Качество строительства в первую очередь зависит от правильного подбора марки цемента, о чем говорилось выше. Если прочность цемента вы не угадаете, то это чревато появлением дефектов и разрушением конструкции. Учитывайте в каждом определенном случае требуемую прочность цементной смеси и необходимую прочность для каждой конструкции. Для частной застройки и цементирования своими руками лучше всего купить цемент М400, который дешевле материала  М500 на 10-15%.

Качество цемента

Без цементного раствора не получится осуществить никакие строительные работы. А потому очень важным остается его качество. Качество цемента подтверждается международным стандартом ISO-9000. Если на упаковке вы видите такое обозначение, это значит, что перед вами продукт, соответствующий всем международным стандартам качества, и гарантирует, что при строительстве с ним не случится непредвиденных ситуаций.

Перед покупкой цемента в обязательном порядке рекомендуется исследовать его упаковку. Самая лучшая упаковка - бумажная двухслойная. В этом случае применяется в ее подшивке «непромокашка», которая защищает материал от негативного воздействия воды. Упаковка должна быть герметичной, без царапин и следов вскрытий.

На упаковочном материале вы должны увидеть все эксплуатационные свойства строительного материала: вес, марку, фирму-производителя. Если вы планируете купить цемент оптом, то можете попасть на просроченный или некачественный товар, поэтому осматривайте по возможности каждую упаковку.

Как и другие вещи, качество серого порошка вы сможете определить по дате изготовления и срокам его годности. Чем дольше он хранился, тем его качественные показатели уменьшаются больше. Если цементу уже есть 6 месяцев, то его активность уменьшается почти на треть. Также спросите продавцов, где именно хранился данный цемент, так как на этот материал оказывает сильное влияние окружающая среда, в частности сырость.

Узнать, какой хороший цемент, и качественный ли материал перед вами можно по внешнему виду. Помните, что качественный цемент не должен иметь болотный или тёмный цвет. Его естественным окрасом является серый, иногда с более тёмными оттенками. Пощупайте его, качественный цемент способен сыпаться сквозь пальцы при сжатии в ладони. Он не утрамбовывается в ком. Естественно, окомкованный цемент нельзя использовать. Чаще всего подвергаются окомковыванию высококачественные сорта цемента.

Цена и производитель

Чаще всего разница в стоимости цемента обуславливается точностью фасовки. Самым лучшим вариантом является цемент в мешках. Производством данного строительного материала в мешках занимаются за рубежом и в СНГ на специализированных базах, в строительных узконаправленных супермаркетах или непосредственно на цементном заводе. С другой стороны цемент в мешках гораздо выгоднее покупать по сравнению с рассыпным, да и хранить его проще.

Любой производитель, который заслуживает внимания и уважения, расфасовывает свой продукт в мешки, на которых указан собственный адрес и телефон, а также точность взвешивания. Обычно хорошим поставщиком считается авторитетная и известная фигура на рынке, что дорожит своими клиентами и своей репутацией. Если на мешке нет информации о производителе, то необходимо быть лично знакомым с фасовщиками, чтобы покупать спокойно такой товар.

И наконец запомните, что цена цемента, которая зависит от марки цемента, ориентиром является не всегда. Современный строительный рынок богат на подделки, к примеру, недобросовестные производители в последние годы практикуют уменьшение концентрации цементной пыли для снижения цен на свою продукцию, что впоследствии приводит к плохому качеству цементного раствора, который не способен в себе удерживать влагу и может крошиться непосредственно после окончания строительства. Поэтому стоит ориентироваться не на цену, а на репутацию и гарантии поставщика.

strport.ru

Состав цемента. Из чего делают цемент :: SYL.ru

Если судить по масштабам применения в строительстве растворов и бетонов на основе минеральных вяжущих, кажется, что история искусственных камней на основе цементов насчитывает долгие века. Но по-настоящему отработанная технология производства и оптимальный состав цемента стали известны менее двух веков назад.

Изобретение камня

Камни домов доисторического времени скреплялись в стене с помощью глины, но сохраниться без обжига они не могли, и самые древние постройки, дошедшие до нас, были возведены с применением известкового раствора. Обожжённый и размолотый известняк (оксид кальция – Ca(OH)₂) после затворения водой твердеет, поглощая из воздуха углекислый газ, а потом опять превращается в камень. Основной недостаток известкового вяжущего – низкая влагостойкость, поэтому сегодня он применяется больше при изготовлении силикатного кирпича.

Другой вид воздушного минерального вяжущего (то есть набирающего прочность на воздухе) – гипс. Он получается при тепловой обработке и последующем размоле природного гипсового камня (CaSO4-2h3O) или природного ангидрида (CaSCu). Гипсовое вяжущее имеет огромную историю применения с древнейшего времени до сегодняшних дней. Самые яркие примеры – роскошные лепные и скульптурные украшения, листовые материалы (ГВЛ, ГКЛ) для сухих методов строительства и отделки.

Гидравлические вяжущие вещества

Область применения воздушных вяжущих ограничена теми местами, где готовые конструкции не подвергаются воздействию влаги, в противном случае приходится применять гидрофобизирующие (водоотталкивающие) добавки или проводить гидроизоляционные мероприятия, поэтому применение гидравлических вяжущих более удобно и распространено шире.

К ним относятся вещества, образующие гидратные (молекула воды входит в кристаллическую решетку как составная часть) соединения, когда превращение в камневидное тело и дальнейший набор прочности могут происходить во влажной среде, а воздействие воды в ходе эксплуатации конструкций не приводит к их разрушению.

Растворы и бетоны для выполнения водостойких конструкций приготавливают на основе гидравлической извести (из осадочных известковых пород особого состава – мергелей) и портландцемента, причем именно последний придает монолитным и сборным элементам здания необходимую прочность, а известковые растворы применяются там, где нагрузки минимальны.

История цемента

Попытки преодолеть низкую водостойкость известковых и гипсовых составов предпринимались с древнейших времен. Цемент (caementum в переводе с латыни — дробленый, битый камень) появился путем добавления в известь различных минеральных веществ, обладавших гидрофобными свойствами. Для этого использовали размельченные остатки кирпичей из обожжённой глины, различные вулканические породы. Так, в состав цемента, который применялся строителями Древнего Рима, входили пуццоланы – отложения пепла знаменитого вулкана Везувия.

Эксперименты продолжались долгие века, пока потребность в большом количестве прочного и недорогого вяжущего вещества не заставила строителей выработать оптимальную технологию по его производству. Решающий вклад в такие исследования внесли русский военный техник Егор Челиев, издавший книгу о цементе для подводных работ (1825), и каменщик из английского Лидса Джон Аспдин, получивший патент на портландцемент (1824). Это название происходит от английского острова Портленд, расположенного в проливе Ла-Манш и состоящего из известковых пород. Камни из карьера, находящегося на этом острове, считались самым престижным строительным материалом в Англии. Полученный Аспдином искусственный камень был очень похож на него цветом и прочностью.

Интересно, что технология Челиева более соответствует тому, что теперь называется портландцементом, а цемент Аспдина изготавливался без принятого сейчас спекания исходного сырья.

Технология производства

Цементное вяжущее у разных производителей может отличатся исходным сырьем, но основные технологические операции идентичны. Первая стадия – подготовка исходного минерального сырья, т. е. несколько стадий размельчения известковых камней и глины, смешивание этих компонентов в нужных пропорциях. Из чего состоит цемент? Обычно это 3 весовых части известняка и 1 часть глины. Иногда используется осадочная горная порода – мергель, где данные компоненты содержатся в нужной пропорции.

"Сухой" и "мокрый" способ

Существует два способа получения нужного состояния смеси: "сухой" и "мокрый". Если влажность компонентов высокая, глина и мягкий известняк (мел) растворяются в воде, затем из этой суспензии, называемой сырьевым шламом, вода сильным нагревом (испарением) удаляется. Получается равномерная тонкоизмельченная смесь. Более экономичный способ – "сухой", где нет стадии доведения шлама до кипения, а смесь измельчается механическим способом.

Далее во вращающихся печах – цилиндрах диаметром около 5 м, длиной около 200 м, имеющих уклон для перемещения сырьевой массы в процессе обжига, происходит образование клинкера – окатанных гранул, появляющихся в процессе спекания смеси при температуре 1450 ⁰С в результате физических и химических взаимодействий.

Клинкер охлаждается и выдерживается до двух недель перед окончательной операцией – совместным измельчением с определенным количеством гипса, который добавляется для замедления процесса схватывания. Здесь окончательно формируется состав цемента, на этой же стадии вводятся различные минеральные добавки, придающие вяжущему нужные специфические свойства.

Химическая основа

Необходимые свойства самого популярного вяжущего определяет химический состав цемента. В результате технологической обработки сырья клинкер становится соединением различных химических веществ в виде четырех основных минералов:

  1. Алит – трехкальциевый силикат – составляет большую часть клинкера – 50-60%. Присутствие в молекулярной решетке ионов марганца, алюминия и железаопределяет прочность готовой растворной или бетонной смеси, набираемой в течении первых 28 суток.
  2. Белит – двухкальциевый силикат – составляет 15-30%, и он – основа прочности, набираемой конструкцией в более поздние сроки.
  3. Алюминатная фаза – трехкальциевый алюминат – 5-10%. Быстрая реакция алюмината с водой и возможное слишком быстрое схватывание требуют введения гипса, замедляющего этот процесс.
  4. Ферритная фаза – четырехкальциевый алюмоферрит – 5-15 %

Меняя процентный состав этих фаз, вводя дополнительные компоненты, можно производить цемент, состав и свойства которого будут наилучшим образом соответствовать конкретной ситуации в ходе строительства.

Виды цемента

Шлакопортландцемент получается при добавлении к портландцементному клинкеру гранулированного шлака – побочного продукта выплавки чугуна в доменных печах. Применение шлака снижает стоимость, а состав цемента, произведенного по такой технологии, придает конструкциям, выполненным на его основе, повышенную устойчивость к воздействию воды с насыщенным минеральным составом, например, морской.

Быстротвердеющий – это цемент с преобладанием в клинкере алита и алюминатной фазы, отличается особо тонким помолом – всё это ускоряет набор прочности.

Сульфатостойкий портландцемент применяется для гидросооружений, подводные части которых подвергаются постоянному воздействию веществ, вызывающих сульфатную коррозию. Из чего состоит цемент, предназначенный для таких ответственных конструкций? В клинкерном сырье до минимума сведено присутствие трехкальциевого алюмината и белита.

Портландцемент с пониженным тепловыделением при наборе прочности необходим для изготовления конструкций большой массы и объема, когда тепло, выделяемое экзотермической реакцией твердения, может привести к образованию трещин. Состав такого цемента похож на сульфатостойкий.

Белый цемент

Изделия, выполненные с использованием белого цемента, обладают повышенными эстетическими качествами. Присутствие в исходном сырье окиси железа и окиси марганца придает готовому порошку характерный серо-зеленый цвет, соответственно, состав белого цемента предполагает минимальное присутствие таких солей и использование для исходного сырья светлых, каолиновых сортов глины.

Существует еще много видов цементного вяжущего, обладающего специальными качествами: гидрофобный, глинозёмистый, водонепроницаемый расширяющийся, напрягающий, пластифицированный, песчанистый и т. д.

Состав и прочность

Важнейшим показателем качества цемента является прочность изделий, изготовленных на его основе. ГОСТом установлены необходимые показатели, которые обозначаются особой маркировкой. Цифра означает предел прочности на изгиб и сжатие при лабораторных испытаниях стандартных образцов, на устойчивость к нагрузкам которых влияет и состав цемента. М400 означает, что образцы выдержали нагрузку в 400 кг/см² (или 40 Мпа).

Исследования показывают, что минеральный состав исходного сырья – важнейший фактор, влияющий на прочность цементных растворов и бетонов. Правильный подбор компонентов позволяет найти нужную пропорцию между скоростью набора прочности и конечной величиной устойчивости к нагрузкам, которая только увеличивается с течением времени. Состав цемента М500 позволяет создавать балки и плиты, способные выдерживать колоссальные нагрузки.

Сегодня в мире производится огромное количество цемента самого различного качества. Выбор сырья для него часто определяется экономическими факторами, и при правильном отношении к строительному процессу следует знать, из чего состоит цемент, который будет использоваться, чтобы сделать правильный выбор и быть уверенным в прочности и долговечности будущего дома.

www.syl.ru