Портландцемент: виды, марки, технические характеристики, технология производства

Что такое Портландцемент?

Невозможно представить производство строительных работ без вяжущих материалов, соединяющих в монолитную конструкцию блоки, плиты, кирпич. Самым распространенным и востребованным в данной категории материалов является портландцемент.

Смешиваясь с водой или растворами различных солей, цемент образует эластичную массу, которая в процессе высыхания преобразуется в цементный камень. Без применения растворов на основе портландцемента невозможно изготовление железобетонных конструкций, монолитных сооружений, высококачественных смесей для каменных кладок и отделочных мероприятий.

Портландцемент получают путем соединения мелкоизмельченного клинкера с небольшим объемом гипса, который ускоряет процесс схватывания смеси. При производстве, в зависимости от предъявляемых к смеси требований, добавляются различные добавки, повышающие устойчивость материала к воздействиям негативных факторов.

Один из наиболее распространенных видов вяжущего вещества для бетонных смесей — портландцемент

Для придания готовому изделию определенных свойств, портландцемент обогащают минеральными добавками – белитом, алитом, целитом, браунмиллеритом. В зависимости от используемых минеральных составляющих портландцемент делится на следующие виды:

• Характеризующийся средней скоростью схватывания.
• Быстротвердеющий состав.
• Пластифицированный.
• Устойчивый к влаге, гидрофобный.
• С повышенной тепловой отдачей.
• Особо стойкий по отношению к химическим реагентам.
• Декоративный (цветной или белый), применяемый при отделочных работах.

Марки цемента

Опираясь на требования нормативной документации, предъявляемые к цементному образцу, подвергающемуся испытаниям на сжатие и изгиб, можно выделить основные марки портландцемента:

• М700 – особо прочный состав. Область применения ограничена изготовлением бетона с увеличенными прочностными характеристиками для возведения напряженных конструкций. Цена такого цемента высока, что делает его нерентабельным при ведении обычных строительных мероприятий;

Любой вид портландцемента марки 400 применяют для создания обычных и стандартных конструкций, не подвергающихся увеличенным нагрузкам

• М600 – состав увеличенной прочности. Область применения – производство ответственных железобетонных изделий и конструкций;
• М500 – цемент, обладающий достаточно хорошими прочностными показателями, что позволяет использовать его при реконструкции зданий и сооружений после аварий, возведении военно-технических объектов, укладке дорожного покрытия;
• М400 – самая доступная и широко используемая марка. Объясняется это тем, что заложенные показатели морозоустойчивости, влагостойкости позволяют применять его при возведении объектов любого назначения.

Предприятия-изготовители выпускают портландцемент марок М200 и М300, но в довольно ограниченном количестве. Такое ограничение закономерно, поскольку спрос на эти марки невелик.

Цифровой индекс, указанный в маркировке портландцемента, обозначает величину давления, которую способен воспринять эталонный образец материала. Например, портландцемент, маркируемый М500, воспринимает давление, превышающее 500 кг/см².

Используемое основное сырье

При изготовлении портландцемента используют известковые и глинистые породы в определенной пропорции, обеспечивающей требуемый химический состав для обжига.

Все виды портландцемента (ПЦ) изготавливают из разного сырья, общим компонентом для всех является только цементный клинкер

Из известковых пород наиболее часто применяют:

• Известняк, не содержащий включений кремния. Плотная порода с мелкокристаллической структурой.
• Мергель – переходная от известняковых к глинистым порода. Включает в свой состав мелкие частицы солей кальция с примесью полевого шпата, доломита и пр.
• Мел – податливая, легко измельчаемая осадочная порода.
• Ракушечный известняк.

К глинистой составляющей относятся:

• Глинистые сланцы. Благодаря своей слоистой структуре легко раскалываются, что значительно облегчает обработку.
• Лесс. Рыхлая мелкозернистая порода, содержащая большое количество карбоната кальция.
• Глина. Представляет собой смесь основного глинистого вещества – гидроалюмосиликата с соединениями железа, магния и других элементов.
• Суглинки. Отличаются от глины увеличенным содержанием песка.

Для экономии природных сырьевых ресурсов и удешевления производства цемента все чаще используются отходы металлургической промышленности (шлам, зола).

Минеральные составляющие клинкера

Для получения основного компонента портландцемента – клинкера, проводится обжиг сырьевой смеси (известняк + глина). В результате этой операции образуются минеральные соединения, процентное содержание которых не должно превышать допустимые значения.

В большинстве случаев клинкер получают из искусственных смесей, потому что в природе сырье, содержащее примерно 75% карбоната кальция и 25% глины, встречается довольно редко

К основным минералам, определяющим свойства получаемого клинкера относятся:

• быстро твердеющий алит. Этот компонент отвечает за скорость твердения состава и нарастание эксплуатационной прочности. Его количество регламентировано в пределах 45-60 процентов;
• медленно твердеющий белит. Его присутствие позволяет цементным составам достигать высоких прочностных показателей при длительном твердении. Чтобы белит не потерял вяжущих свойств, клинкер максимально быстро охлаждают. Количество минерала выдерживается в рамках 20-35 процентов, что позволяет достичь оптимальных сроков твердения;
• быстро гидратирующий трехкальциевый алюминат, ускоряет процесс гидратации, но параллельно с этим снижает прочностные характеристики и увеличивает возможность появления коррозии. Поэтому содержание ограничено 4-10 процентами;
• образующийся на определенной фазе обжига алюмоферрит, значительно не влияет на процессы твердения и тепловыделения. Его содержание в клинкере находится в пределе 10-18 процентов.

Поскольку портланд цемент получают из разного по химическому и минералогическому составу сырья, то на выходе получают цемент, отличающийся свойствами. Используя испытанные технологии производства, придерживаясь разработанных рекомендаций по процентному содержанию минеральных включений, предприятия-изготовители получат на выходе качественный продукт, отвечающий требуемым параметрам.

Технология производства

Споры по поводу, какой метод производства цементного состава лучше, не утихают долгие годы. Существует мнение, что, используя неоднородное по составу сырье повышенной влажности, предпочтительно воспользоваться мокрым способом. Параллельно с этим отстаивается позиция о применении сухого метода, как более экономически целесообразного, если предварительно подготовить должным образом шихту.

Клинкерную смесь обжигают при высоких температурах (до 1500°С), получая на выходе гранулы, которые потом измельчаются

Попытаемся разобраться в основных различиях существующих способов изготовления клинкера, из которого получают портландцемент. Известны три варианта получения смеси для обжига:

• Мокрый. Изначально проводят измельчение компонентов до нужной величины (известняк – размер частиц 8-10 мм, глина – куски до 10 см). Глину отмачивают до приобретения 70% влажности и отправляют в мельницы с известняком, где происходит смешивание.
• Сухой. Технология позволяет при уменьшенных затратах изготавливать портландцемент по сокращенному методу. Это обусловлено совмещением технологических стадий, обеспечивающих возможность одновременного выполнения сушки ингредиентов и их помола в специальных мельницах, в которые поступают горячие газы. Полученный шихтовый материал характеризуется порошкообразным составом.
• Полусухой (комбинированный). В данном методе совмещаются элементы сухой и мокрой технологии изготовления, которые используют производители цементных смесей. Допускается уменьшать влажность шихтового материала, произведенного мокрым методом, и получать шихтовой состав, влажность которого не превышает 18%. Согласно второму способу, готовится сухая смесь, которая насыщается водой до 14-процентной влажности, подвергается гранулированию и обжигается.

Свойства состава

Портландцемент обладает комплексом положительных характеристик, обеспечивающих его широкое применение в жилищном строительстве, при возведении промышленных конструкций. Главными характеристиками являются:

• удельный вес, зависящий от степени уплотнения состава. Для насыпных смесей составляет 1100 кг/м3, для уплотненных достигает величины 1600 кг/м3;
• гранулометрический состав, характеризующий тонкость цементной фракции и качество помола. Параметры влияют на эксплуатационные характеристики, интенсивность твердения раствора. Усредненный размер частиц цемента составляет порядка 40 микрон, что обеспечивает необходимую прочность и время твердения;

• потребление воды, влияющее на способность массива впитывать определенный объем жидкости. Недостаток влаги снижает прочность, а излишек – вызывает расслоение цементной массы. Согласно проверенной рецептуре, для замеса вводится 25-28 процентов воды от общего объема смеси;
• продолжительность схватывания, регламентированная стандартом, составляющая до 45 минут после смешивания с водой. Продолжительность окончательного твердения зависит от температурного режима и замедляется в зимний период;
• высокие прочностные характеристики, позволяющие воспринимать сжимающие нагрузки, что отражается в обозначении портландцемента.

Заключение

Представленная в статье информация о распространенном в строительной отрасли портландцементе знакомит с особенностями производства, свойствами, маркировкой и технологическими особенностями изготовления. Застройщики подтверждают, что это прочный материал, обеспечивающий высокий ресурс эксплуатации конструкций и сооружений.

Повышенные рабочие характеристики обеспечивают широкую сферу применения популярного материала.

На сайте: Автор и редактор статей на сайте pobetony.ru
Образование и опыт работы: Высшее техническое образование. Опыт работы на различных производствах и стройках — 12 лет, из них 8 лет — за рубежом.
Другие умения и навыки: Имеет 4-ю группу допуска по электробезопасности. Выполнение расчетов с использованием больших массивов данных.
Текущая занятость: Последние 4 года выступает в роли независимого консультанта в ряде строительных компаний.

Портландцемент: виды, характеристики, производство

Цемент – один из основных материалов, применяемых во всех отраслях строительства. Используется в качестве гидравлического вяжущего в растворах и смесях, необходимых для строительства монолитных сооружений и сборных конструкций, проведения ремонтных работ и отделочных мероприятий. Портландцемент – наиболее популярный тип цемента, получаемый путем тонкого помола клинкера с добавкой двуводного гипса в количестве 1,5…3,5%, необходимого для изменения сроков схватывания вяжущего.

Особенности производства

Изготовление портландцемента происходит в три стадии:

• Приготовление сырьевой смеси. Минералогический состав сырьевой смеси для изготовления портландцемента – карбонатные горные породы (мел, известняк, глинозем, кремнезем) и мергелий, содержащие оксиды кальция, кремния, железа, алюминия, магния. Сырье измельчают и смешивают в оптимальных пропорциях.
• Производство клинкера. Его получают обжигом подготовленной сырьевой массы в высокотемпературных печах при +1300…+1400°C.
• Приготовление портландцемента для поставки потребителям. Клинкер измельчают и смешивают с гипсом. При необходимости в материал добавляют другие компоненты, позволяющие получить определенные свойства готового продукта.

В зависимости от состава сырьевой смеси, меняется истинная плотность портландцемента. Максимальный показатель у бездобавочного цемента – 3100 кг/м 3 , у шлакопортландцемента и пуццоланового вяжущего она ниже и составляет – 2700-2900 кг/м 3 .

Основные реакции при затворении цемента водой

После смешивания портландцемента и составов на его основе происходят следующие химические реакции:

• Первоначальное упрочнение материала. Осуществляется, благодаря взаимодействию с водой гипса и трехкальциевого алюмината. В результате такой реакции формируется кристаллическая структура эттрингита, моносульфата и алюмината кальция гидрата.
• Вторая реакция – медленная. Она протекает между водой и трехкальциевым силикатом. При этом образуется силикат кальция, имеющий аморфную структуру. Иначе он называется CSH-гель. В ходе этого этапа продолжается твердение смеси или раствора на основе портландцемента и развитие внутренних сил натяжения. Образующиеся цементные структуры обволакивают и прочно связывают между собой отдельные зерна мелкого и крупного заполнителей.
• В результате третьей стадии в структуре появляется силикагельSiO₂.

Разновидности портландцемента и области их применения

В соответствии с ГОСТом 31108-2016 портландцемент по составу, а следовательно, по физическим и техническим характеристикам разделяют на 5 основных видов.

Бездобавочный

Обозначение – ЦЕМ I. В составе присутствуют только клинкер и гипс. Допустимое содержание минеральных добавок – до 5%. Основная особенность бездобавочного портландцемента – свойство быстро схватываться и набирать прочностные характеристики. Уже на следующий день после заливки бетон или цементно-песчаный раствор приобретают примерно 50% от марочной прочности. Бездобавочное вяжущее применяется при строительстве монолитных и сборных бетонных и железобетонных конструкций. Не рекомендуется для использования в особых условиях, отличающихся от нормальных.

С активными минеральными добавками

Маркировка – ЦЕМ II. Портландцементный клинкер и активные минеральные добавки могут перемалываться совместно или по отдельности. Количество добавок – 6-35%. Чем выше их содержание в портландцементе, тем медленнее бетон или цементно-песчаный раствор набирают марочную прочность. В качестве таких добавок используют горные породы – диатомит, опоку, трепел, пемзу, вулканический пепел и другие.

Введение этих компонентов в состав портландцемента позволяет снизить себестоимость, но при этом немного ухудшаются прочность и другие технические свойства конечного продукта. Есть еще один положительный момент использования активных минеральных добавок, основу которых составляет аморфный кремнезем. Этот компонент легко реагирует с гидроксидом кальция, который образуется при гидратации цемента. При этом происходит образование труднорастворимых гидроксидов кальция, не вымывающихся из цементного камня. Их присутствие значительно повышает водонепроницаемость конечного продукта.

Шлакопортландцемент

Обозначение – ЦЕМ III. Вяжущее, содержащее гранулированный шлак в количестве 6-35%, относится к нормально твердеющим. Его получают совместным помолом клинкера, шлака и гипса. В шлаках, как и в активных минеральных добавках, содержится амфорный кремнезем. Шлакопортландцемент стоит дешевле обычного цемента примерно на 15%. Он медленнее набирает прочность, но через 2-3 месяца по этому показателю опережает портландцемент такой же марки. Минус шлакосодержащего вяжущего – низкая морозостойкость. Поэтому оно используется при строительстве массивных наземных, подземных и подводных конструкций, которые не подвергаются частым циклам замораживания-оттаивания.

Пуццолановый

Обозначается как ЦЕМ IV. Его получают совместным помолом клинкера, минеральной добавки и гипса. Возможно перемалывать их отдельно, а затем тщательно смешивать. Ограничение по содержанию трехкальциевого алюмината – не более 8%. Для него характерно медленное твердение в первые сроки схватывания. Во влажных условиях бетон из пуццоланового цемента догоняет бетон из обычного портландцемента через 3-6 месяцев.

Благодаря медленному твердению, пуццолановые цементы выделяют меньшее количество тепла, поэтому они применяются при строительстве массивных конструкций, для которых важным моментом является отсутствие термических деформаций. ППЦ хорошо набирают прочность при повышенных температурах, поэтому они используются при изготовлении изделий, которые подвергаются тепловой и влажностной обработке в автоклавах. Бетоны на ППЦ имеют высокую водонепроницаемость и сульфатостойкость, но низкую морозостойкость. Поэтому они используются при строительстве подводных и подземных объектов или подводной и подземной частей наземных объектов, которые находятся в контакте с мягкими и сульфатсодержащими водами. Количество циклов замораживания-оттаивания для таких бетонных конструкций должно быть сведено к минимуму.

Что такое портландцемент, его характеристики и производство

Портландцемент – это разновидность цемента, который представляет собой гидравлическое вяжущее вещество. Он состоит в большей степени из силиката кальция (белита и алита). Этот компонент достигает около 70-80% от общего состава. Этот вид цемента наиболее популярен во всем мире. Свое название он получил от острова, находящегося на территории Великобритании, поскольку каменные породы с Портланда имеют идентичный цвет.

Характеристики

В состав портландцемента входит измельченный клинкер, гипс и, при необходимости, минеральные добавки. Эти компоненты обеспечивают ему быстрый процесс затвердевания в воде и на воздухе. Клинкер получается в специальных печах, где все составляющие компоненты проходят процесс обжига и плавления.

Когда процесс обжига завершен и клинкер полностью остыл, производят его тщательное измельчение. И далее добавляется гипс в определенном количестве, чтобы оксид серы в готовом продукте содержался в определенных пределах (1,5-3,5%).

Портландцемент может встречаться с добавками и без них. Дополнительные компоненты способны придать конечному продукту улучшенные свойства и характеристики. Согласно стандарту ГОСТам 10178 85 и 31108 2003 , портландцемент подразделяется на 5 марок: 400, 500, 550, 600, 700.

Они отличаются по сфере применения:

1. М400 — изготовление железобетона, для конструкций любого типа.
2. М500 и М550 — сборные конструкции из железобетона; изделия из асбестоцемента; дорожная сфера строительства.
3. М600 — изготовление железобетона для сборных конструкций, когда требуется сырье высоких марок.
4. М700 — для строительства напряженных конструкций; изготовление высокопрочного бетона.

На примере портландцемента марки М400 можно выделить основные свойства и характеристики,присущие данному строительному материалу:

• Состав клинкера насчитывает следующие химические составляющие: CaO, FeO, AlO, МgО, ТiO и SiO. Он также имеет сложный минеральный состав: алит, белит, алюмоферрит и алюминат. Суммарное содержание минеральных компонентов достигает 95-97%.
• Удельный вес данного цемента – это относительная величина, поскольку материал имеет сыпучую структуру. Между его частичками расположено пространство воздуха. В данном случае на удельный вес будет влиять несколько факторов: транспортировка, условия хранения, марка цемента и т. д. Средний показатель веса может колебаться от 1200 до 1300 кг/куб. м.
• Плотность отличается в зависимости от марки стройматериала и имеющихся в нем добавок (2,9-3,2 т/куб. м). В рыхлом состоянии он имеет плотность 1-1,1 т/куб. м, а в уплотненном – 1,5-1,7 т/куб. м.
• Скорость и сроки схватывания фиксируется на специальном приборе с температурными показателями 18-22оС. Обычно этот процесс приходит в действие спустя два часа и заканчивается на 4-6 час. На данный показатель может влиять ряд факторов: степень помола, наличие минералов, требуемая густота раствора и прочее. Полное затвердевание происходит на 25-27 день.
• Средняя цена на портландцемент будет зависеть от завода и страны-производителя, объема упаковки и марки продукции. Для портландцемента М400 цена может варьироваться от 150 до 250 рублей.

Как уже говорилось, портландцемент является одной из разновидностей цемента. В свою очередь он имеет достаточно большое количество подвидов , которые отличаются сферой применения, ценовой политикой и своими свойствами.

Особенности производства

Для того чтобы изготовить портландцемент необходимы такие карбонатные горные породы, как мел, известняк, кремнезем и глинозем. Не исключено использование мергелей (смеси глинистых и карбонатных пород).

Сам процесс заключается в измельчении сырья, тщательного его перемешивании в особых пропорциях и обжиг в печах. Температура 1300-1400оС обеспечивает обжиг и оплавление сырья. Продукт, получаемый на данном этапе производства, называется клинкером. Для получения готовой продукции, цементный клинкер хорошо измельчается и в него добавляется гипс.

Готовая продукция обязательно должна проходить проверку качества и иметь сертификат соответствия установленного образца.

Чтобы в конечном итоге получить портландцемент, существует четыре способа его производства:

1. сухой;
2. полусухой;
3. смешанный;
4. мокрый.

Наиболее востребованными являются два способа: мокрый и сухой. В конечном итоге сырье, произведенное таким образом, будет отличаться по физическим свойствам и характером его дальнейшей переработки.

Получение портландцемента на заводе:

Чем отличается портландцемент от цемента

Портландцемент – определяется как один из видов цемента. В большинстве случаев его используют при производстве бетона. А он, в свою очередь, необходим в строительстве конструкций монолитного и сборного типа из железобетона, высоковольтных линий, в покрытии дорог и аэродромов.

Отличия от обычного цемента состоят во внешнем виде, свойствах и характеристиках. Так портландцемент за счет добавок может иметь более высокую степень морозоустойчивости и прочности. У остальных разновидностей цемента эти показатели немного ниже.

Разница в оценочных характеристиках материала представлена в таблице:

Области применения

Бездобавочный портландцемент общестроительного назначения является неотъемлемым материалом в любой строительной области. И его крупнейшими потребителями считается нефтяная и газовая промышленность. Материалы, которые из него изготавливаются, успешно заменяют дерево, камень, известь и прочие природные компоненты, имеющие ограниченное количество.

Как разводить портландцемент

Данный вид цемента продается в любых строительных магазинах. Процесс приготовления раствора достаточно прост, чтобы самостоятельно его выполнить. Для этого потребуется от 1,4 до 2,1 литра воды на каждые 10 кг цементной смеси. Более точный объем воды рассчитывается в зависимости от необходимой густоты раствора.

Преимущества и недостатки

Главными преимуществами материала является его высокая прочность, устойчивость к низким температурным показателям и водонепроницаемость. Для малоэтажного строительства чаще всего применяется его марка М400 с минеральными добавками, а без добавок ее сферой использования являются железобетонные конструкции и монолитные строения.

Для возведения фундамента дома, который находится на сложных грунтах, рекомендуется использовать сульфатостойкий портландцемент с дополнительным содержанием минералов.

Портландцемент имеет высокую скорость схватывания и устойчивости к воде. Этот показатель определяется тонкостью помола цементного клинкера и минеральным составом. Высококачественный цемент имеет низкий показатель водопотребности при создании раствора. Также этот фактор обеспечивает отсутствие осадочной деформации и образования мелких трещин.

Если в состав портландцемента входят дополнительные добавки для улучшения водостойкости и коррозии, то при этом у него уменьшается морозоустойчивость. Для влажного климата обычный портландцемент не подходит, возможно использование шлакопортландцемента.

Видео расскажет о том, как правильно выбрать качественный портландцемент для строительных работ:

Портландцемент — разновидности, характеристики, производители

Цемент — порошкообразный материал, используемый в качестве связующего вещества при изготовлении строительных растворов. При смешивании с жидкостью из цемента образуется вязкая масса, твердеющая на воздухе в течении нескольких часов.

В сфере жилищного и промышленного строительства распространено использования портландцемента, о котором мы поговорим в данной статье. Будут рассмотрены виды портландцемента, его технические характеристики, технология производства и особенности твердения.

1 Состав и эксплуатационные характеристики

Наиболее распространенная марка цемента – нормальнотвердеющий портландцемент состоит из двух компонентов: гипса и клинкера, размер фракций которых варьируется в пределах 20-100 мкм. Клинкер представляет собой спекшуюся смесь из известняка и глины, содержащей в составе 75-90% силиката кальция. Помимо основного сырья в состав могут добавляться разнообразные модификаторы (отвердители, гидрофобизаторы) — примеси, благодаря которым итоговая смесь получает требуемые характеристики.

Среди ключевых характеристик портландцемента, влияющих на его эксплуатационные свойства, наиболее важными являются:

Коррозийная устойчивость. Коррозия является главной причиной разрушения арматурных каркасов, замоноличенных внутри бетонных конструкций. С целью предотвращения развития коррозийных процессов в состав цемента вводятся специальные присадки, уменьшающие выделение извести в процессе отвердевания кальция, что в свою очередь значительно снижает химическую активность солей. Также коррозия может уменьшаться посредством добавления в состав полимерных гидрофобизаторов, закупоривающих поры бетона, что препятствует проникновению влаги внутрь материала.

Портландцемент в порошковом состоянии

При выборе цемента в первую очередь необходимо учитывать условия окружающей среды, в которой бетон будет эксплуатироваться. Вам нужно точность знать такие параметры как средняя температура воздуха и границы ее колебаний, влажность, частота и обильность осадков.

1.1 Технология производства

Производство портландцемента может вестись по мокрому либо сухому методу, которые отличаются между собой способом смешивания сырья — мокрый метод предполагает смешивание компонентов в виде раствора, сухой — в виде порошка.

Мокрая технология производства портландцемента используется для приготовления составов на основе глины, мела и железосодержащих добавок. Данные компоненты смешиваются между собой в водной среде, в результате чего образуется шлам влажностью около 40%. Материал загружается в цилиндрическую печь обжига, длина которой может доходить до 200 м, где в течении 3-4 часов прогревается при температуре 1500 градусов. В процессе обжига печь непрерывно вращается вокруг своей оси. Нагрев способствуют выделению из шлама углекислоты, благодаря чему образовывается портландцементный клинкер, который измельчается до порошка требуемого размера. Далее портландцементный клинкер смешивается с гипсом, таким образом и получают итоговый материал.

Линия производства портландцемента

Также существуют комбинированная способы производства портландцемента, имеющие две разновидности:

• способ №1: в смешанное сухое сырье добавляется вода и состав доволится до влажности 17% (для корректировки влажности используются специальные фильтры), затем материал поступает в печь, обжигается и измельчается;
• способ №2: компоненты смешиваются в сухом виде, затем в шлам добавляется 10% воды, материал гранулируется и поступает в печь обжига, по завершению прогревы выполняется помол гранул.

Мокрый метод производства портландцемента применяется чаще, поскольку он обеспечивает более высокое качество итогового материала, а также отличается меньшим расходом электроэнергии на измельчение шлама.

1.2 Обзор маркировок портландцемента согласно ГОСТ (видео)

2 Разновидности портландцемента

На строительном рынке представлено свыше 10 разновидностей цемента, отличающихся между собой составом и техническими характеристиками. Рассмотрим основные из них:

1. Сульфатостойкий портландцемент. Устойчивость к сульфатам в нем достигается благодаря уменьшению в составе клинкера алюминатов кальция. Существует два вида сульфатостойкой смеси: портландцемент с минеральными добавками и без них, состав с добавками отличается увеличенной морозоустойчивостью.
2. Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) — в состав входит множество модификаторов, обеспечивающих повышенную скорость набора материалом прочности на первом этапе отвердевания. Быстротвердеющий портландцемент, как правило, используется при промышленном производстве железобетонных конструкций — свай, плит перекрытий, блоков.
3. Портландцемент тампонажный — состав предназначенный для изоляции нефтедобывающих и газовых скважин от грунтовых вод. Характерной особенностью данной марки является повышенная текучесть, которая не зависит от температуры и давления окружающей среды. Тампонажные смеси позволяют надежно зафиксировать обсадную трубу в скважине.
4. Гидрофобный портландцемент. Гидратация данного состава отличается от водопоглощения остальных марок цемента — он не впитывает влагу на протяжении первых 5-ти минут после замешивания и отличается минимальным водопоглощением после отвердевания. Гидрофобный портландцемент применяется при строительстве зданий и сооружений на воде.
5. Белый портландцемент. В состав смеси не входят придающие цвет оксиды (марганец, железо), из-за чего она отличается от других марок своим светлым оттенком. Используется белый портландцемент не только в строительстве, но и для отделочных работ. Распространено его применение и при создании скульптур. Также существуют цветные составы портландцемента, в которых присутствуют красящие пигменты, придающие раствору требуемый оттенок.

Отдельно выделим расширяющийся портландцемент, характерной особенностью которого является способность увеличения объема при отвердевании. Применение таких составов востребовано в ремонтных работах, где они используются для заделки трещин, замоноличивания шахт, скважин и с целью гидроизоляции. Расширяющийся портландцемент схватывается по истечению 30 минут после заливки.

2.1 Теория твердения портландцемента

Твердение портландцемента можно разделить на три последовательных этапа. На первой стадии, после смешивания состава с водой, клинкерные минералы смываются с поверхности цементного зерна и растворяются в воде, что приводит к образованию насыщенного минералами раствора. Данный процесс называется гидратация.

Следующий этап — рост вязкости цементного теста, провоцирующий начало схватывания раствора. Далее происходит перекристализация клинкерных минералов, в результате которой мелкие частицы соединяются и формируют в сравнительно крупные новообразования. В результате кристаллизации происходит остаточное твердение цементного раствора и его переход в каменное состояние.

Готовый к применению раствор

За первые 3-е суток после заливки раствора твердение портландцемента не превышает 30% от итоговой прочности. Спустя 2 недели твердость бетона доходит до 70%, и по истечению 4 недель (28 дней) — камень получает полную проектную прочность. Указанные данные верны при температуре окружающей среды 20 0 , в условиях пониженной температуры процессы отвердевания раствора значительно замедляются.

Что такое портландцемент и для чего он нужен

Состав портландцемента запатентован в 1824 году, с тех пор изменения претерпела лишь технология производства смеси. Материал содержит строго определенные пропорции определенных химических веществ. За счет этого его свойства существенно отличаются от обычного цемента, что определяет сферы применения этого материала.

Состав и свойства портландцемента

Основа состава портландцемента – окиси. Больше всего в нем содержится окиси кальция – до 66%. Далее следуют: окись кремнезема в количестве до 25%, глинозема от 4 до 8% и железа до 5%. Обязательный этап в изготовлении смеси – обжиг.

Название портландцемент получил за счет схожести с известняком Портленда в Америке.

Изготовление портландцемента начинается с отбора и измельчения сырья. Затем его смешивают в заданных пропорциях и обжигают в промышленной печи при температуре 1300-1400 градусов. Получается основа – клинкер. Затем его измельчают и смешивают с гипсом для улучшения характеристик продукта.

При производстве применяют несколько способов обжига:

• Сухой. Смесь сушат и измельчают в одно время, что ускоряет и удешевляет изготовление. Сырье получается порошкообразным.
• Мокрый. На первой стадии сырье измельчают. Затем замачивают глину до 70% влажности и смешивают с известняком.
• Комбинированный. В процессе влажность сырья доводят до 14%, а затем измельчают его и сушат в мельницах.

Состав карбоновых и глинистых смесей, а также количество добавок регулируется ГОСТом «Портландцемент и шлакопортландцемент».

Среди распространенных добавок, применяемых в составе, выделяют:

• алит – до 60%, используется для ускорения отверждения смеси;
• алюминат – до 15%, снижает скорость затвердевания, но может влиять на прочность;
• алюмоферрит – до 10-18%, также используется для замедления отверждения;
• белит – от 15 до 37%, увеличивает время затвердевания.

Остальные минеральные добавки используются в гораздо меньше процентном соотношении.

Характеристики портландцемента

Современные составы портландцемента ориентированы на универсализацию смесей. Однако есть и специализированные порошки, свойства которых могут сильно отличаться от стандартных. К традиционным техническим, физическим и механическим свойствам портландцемента относят:

• удельный вес – 1100 кг/м³ для насыпных и 1600 кг/м³ для уплотненных составов;
• влажность – от 25 до 28%;
• средняя тонкость помола – 40 мкм;
• изменение объема при застывании – на 0,5-1 мм/м на свежем воздухе и набухание до 0,5 мм/м в воде;
• плотность – 1,1 т/м³ в рыхлом состоянии и до 1,7 т/м³ в уплотненном;
• схватывание после смешивания – 40-45 минут минимум, но до 12 часов;
• подавляет химическую активность солей и защищен от коррозии;
• хранение – до 12 месяцев в закрытых бумажных мешках;
• 4 класса прочности на сжатие – 22,5, 32,5, 42,5, 52,5;
• механическая прочность не менее 42,5 мПа после 28 суток заливки.

Точные технические свойства портландцемента от разных производителей можно уточнить в сертификатах и на упаковках.

Портландцемент, или клинкерный цемент, отличается от обычного свойствами, составом и характеристиками. Обычный цемент нельзя использовать при строительстве монолитных конструкций, особенно для агрессивных сред. Портландцемент прочнее, устойчивее к морозу, влажности. Ему нет аналогов при строительстве объектов нефтяной и газовой промышленности. Портландцемент гораздо светлее обыкновенного.

Сферы применения

Вяжущий раствор выпускается под разными марками и делится на несколько групп. Каждая из них предназначена для использования в той или иной сфере – для подземных, подводных и наземных работ. Портландцемент применяют:

• при строительстве монолитных зданий и конструкций;
• при возведении крупногабаритных сооружений промышленного и гражданского строительства;
• при изготовлении ЖБИ-деталей повышенной прочности;
• при сооружении подводных конструкций;
• при изготовлении конструкций, рассчитанных на эксплуатацию в горячей среде – до нескольких тысяч градусов по Цельсию;
• при изготовлении сухих смесей для отделки полов и штукатурки поверхностей.

При выборе портландцемента для отделочных работ очень важно изучать состав и сертификаты. В нем не должны присутствовать вредные добавки. Применение портландцемента недопустимо в случае комбинирования добавок для улучшения морозостойкости и водонепроницаемости. Эти вещества противоречат друг другу и ухудшают качество цемента.

Морозостойкие смеси чаще всего изготавливаются без использования добавок. А для влажных климатов можно использовать только шлакопортландцемент.

Для монолитного строительства, при возведении мостов и высоковольтных линий нельзя использовать марку М400, так как она недостаточно прочна.

Использовать портландцемент можно только в статичных умеренных водах. В остальных случаях применяют специализированные марки.

Виды портландцемента

Существует 2 категории материала – с добавками и без них. Бездобавочные смеси используются преимущественно при строительстве монолитных объектов, ЖБИ-конструкций, предназначенных для использования в обычных средах.

Смеси с минеральными добавками повышают качество портландцемента. Такие составы можно использовать в водной среде, а также при контакте с агрессивными химическими факторами.

Добавление того или иного вещества определяет разновидность портландцемента:

• Нормальноотвердевающий. Не содержит добавки. Нет строгих указаний по степени помола.
• Быстросохнущий. Начинает твердеть в первые 3 суток после заливки. Содержит шлаки и минералы, должны быть минимальной степени помола. Чаще всего выпускается под марками М 400 и М 500. Используется для бетона в опалубках, когда нужно ускорить темпы строительства.
• Гидрофобный. Не впитывает воду и быстро схватывается, содержит мылонафты и асидолы. Используется во влажных климатах, а также при строительстве подтопляемых участков.
• Пластифицированный. Содержит вещества, обеспечивающие подвижность и термостойкость конструкции. Используется при строительстве сложных архитектурных объектов.
• Расширяющийся. Состав сильно увеличивается в объеме при приготовлении раствора. Используется для заполнения трещин и швов на объектах, подвергающихся действию влажности.
• Тампонажный. Используется при строительстве скважин для защиты от грунтовых вод. В 90% случаев применяется в газовой и нефтяной сферах.
• Сульфатостойкий. Состав защищает от коррозии и обладает высокой морозоустойчивостью. Часто используется на кислых и болотистых почвах в качестве свайного фундамента.
• Шлакощелочной. Усиленный по отношению к агрессивным средам и перепадам температур состав. Плохо поглощает воду и устойчив к морозам.

Выделяют несколько разновидностей портландцемента по цвету. Например, белый, подходит для отделочных и архитектурных работ. Его можно смешивать с другими цветами. В составе такого цемента отсутствуют вредные добавки.

Цветной портландцемент также используется для создания полов и покрытий стен. В качестве пигментов используется охра, сурик, окись хрома.

Магнезиальный состав с оксидом натрия – уникальная белая смесь, которая пластична и легко поддается обработке. Нередко используется в помещениях с повышенной влажностью, так как не боится грибка и плесени. Служит основой для создания искусственного камня.

Пуццолановый цемент с добавлением гипса и вулканических пород обладает высокой гидростойкостью и может использоваться под водой. Его нередко применяют для возведения гидротехнических сооружений, при облицовке бассейнов и резервуаров.

Марки составов

Разделяют смеси и по маркам, которые определяют прочность цемента на сжатие и изгиб. К наиболее распространенным маркам портландцемента относят:

• М 400. Универсальный состав, который подходит для частного строительства и стандартных бетонных конструкций.
• М 500. Смесь обладает увеличенным запасом прочности. Нередко используется для восстановления поврежденных объектов, дорог, а также для строительства военно-технических сооружений.
• М 600. Состав с большой прочностью для производства инженерных соединений и ЖБИ.
• М 700. Портландцемент используется для изготовления бетона для крупногабаритных конструкций с колоссальной нагрузкой. В обычном строительстве не применяется из-за высокой стоимости.
• М 900. Ультрапрочный цемент для военных объектов.

Иногда используются добавочные марки, например, М550 или М450. Они приближены к классическим составам, но отличаются повышенной прочностью.

Рекомендации по работе с материалом

При использовании портландцемента важно учитывать его специфические свойства и помнить об отличии от обычного цемента. Соблюдение некоторых условий облегчит работу с материалом:

• для надежного строительства на сложных грунтах мастера рекомендуют покупать сульфатостойкий портландцемент;
• для стяжки полов можно выбрать белый или цветной состав;
• при работе с цементом важно помнить, что схватываться он начинает в зависимости от выбранного состава, но не ранее чем через 30-40 минут;
• если в составе есть добавки для улучшения устойчивости к воде, морозостойкость уменьшается;
• при выборе смеси рекомендуется ознакомиться с сертификатами качества, так как подделки – не редкость;

При добавлении воды нужно руководствоваться пропорциями: от 1,4 до 2,1 л на 10 кг.

Портландцемент — разновидности, свойства и применение

Портландцемент является одной из разновидностей цемента. Он имеет достаточно большое количество подвидов, которые отличаются сферой применения, ценовой политикой и своими свойствами.

Блок: 1/14 | Кол-во символов: 191
Источник: http://stroyres.net/vyazhushhie-materialy/neorganicheskie/cementi/portlandcement/raznovidnosti-i-ih-osobennosti.html

Быстротвердеющий (быстросохнущий)

Главной особенностью цемента — быстрота его твердения на первые три дня. Этот результат достигается путем введения гранул шлака или активных минералов. При этом клинкер рекомендуется более тщательно измельчить.Выпускаемые марки М400 и М500 предназначены для напряженных конструкций и сооружений.

Благодаря быстроте схватывания цемента, уменьшается время выдержки монолита в съемной опалубке.Важно помнить, что быстротвердеющий цемент не может подлежать длительному хранению. Уже через несколько месяцев он может полностью потерять свои главные преимущества.

Быстротвердеющий портландцемент марки М500

Блок: 2/14 | Кол-во символов: 636
Источник: http://stroyres.net/vyazhushhie-materialy/neorganicheskie/cementi/portlandcement/raznovidnosti-i-ih-osobennosti.html

Нормальнотвердеющий

Данная разновидность отличается от предыдущей по своему составу и скорости твердения. Цемент не требует более трудоемкого процесса производства и особенных составляющих компонентов. Чтобы соответствовать своему типу, цемент должен отвечать требованиям ГОСТ 31108-2003.

Блок: 3/14 | Кол-во символов: 289
Источник: http://stroyres.net/vyazhushhie-materialy/neorganicheskie/cementi/portlandcement/raznovidnosti-i-ih-osobennosti.html

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:
  • 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.
  • 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.

  Блок: 3/6 | Кол-во символов: 3168
  Источник: http://o-cemente.info/cement/24-cement-harakteristiki.html

  Гидрофобный

  Гидрофобный портландцемент получается путем применения гидрофобизирующих добавок (асидола, мылонафта и др.). Цемент предназначен для длительного хранения в любых условиях, поскольку не способен впитывать в себя влагу.

  Имеет несколько замедленную скорость схватывания. Применяется в гидротехническом строительстве и возведении аэропортов, дорог.

  Блок: 5/14 | Кол-во символов: 357
  Источник: http://stroyres.net/vyazhushhie-materialy/neorganicheskie/cementi/portlandcement/raznovidnosti-i-ih-osobennosti.html

  Область применения портландцементов

  Ниже в таблице 2 приводятся основные характеристики и область применения самых распространенных портландцементов.

  По таблице можно определить какой именно вид портландцемента целесообразнее применить для данного случая.

  1. Скорость набора прочности: средняя
  2. Атмосферостойкость: высокая
  3. Морозостойкость: высокая
  4. Сульфатостойкость: низкая и средняя
  5. Значение деформации усадки: средние
  1. Скорость набора прочности: средняя
  2. Атмосферостойкость: высокая
  3. Морозостойкость: высокая
  4. Сульфатостойкость: низкая
  5. Значение деформации усадки: среднее
  1. Скорость набора прочности: высокая
  2. Атмосферостойкость: высокая
  3. Морозостойкость:
  1. Сульфатостойкость:низкая
  2. Значение деформации усадки: среднее
  1. Скорость набора прочности: средняя
  2. Атмосферостойкость: высокая
  3. Морозостойкость:средняя
  4. Сульфатостойкость:низкая
  5. Значение деформации усадки: низкие
  1. Скорость набора прочности: высокая
  2. Атмосферостойкость: высокая
  3. Морозостойкость:высокая
  4. Сульфатостойкость:низкая
  5. Значение деформации усадки: средние
  1. Скорость набора прочности: средняя
  2. Атмосферостойкость: высокая
  3. Морозостойкость: высокая
  4. Сульфатостойкость:низкая
  5. Значение деформации усадки: средние
  1. Скорость набора прочности: высокая
  2. Атмосферостойкость: высокая
  3. Морозостойкость:высокая
  4. Сульфатостойкость:низкая
  5. Значение деформации усадки: средние
  1. Скорость набора прочности: средняя
  2. Атмосферостойкость: средняя
  3. Морозостойкость: средняя
  4. Сульфатостойкость:средняя
  5. Значение деформации усадки: средние и высокие
  1. Скорость набора прочности: средняя
  2. Атмосферостойкость: средняя
  3. Морозостойкость:средняя
  4. Сульфатостойкость:средняя
  5. Значение деформации усадки: средние и высокие
  1. Скорость набора прочности: низкий
  2. Атмосферостойкость: низкая
  3. Морозостойкость:низкая
  4. Сульфатостойкость: высокая
  5. Значение деформации усадки: высокие
  6. Эффективный с ТВО (тепловлажностная обработка)
  1. Скорость набора прочности: средняя
  2. Атмосферостойкость: средняя
  3. Морозостойкость: средняя
  4. Сульфатостойкость: высокая
  5. Значение деформации усадки: высокие
  6. Эффективный с ТВО (тепловлажностная обработка)
  7. Низкотермичный цемент
  1. Скорость набора прочности: средняя
  2. Атмосферостойкость: средняя
  3. Морозостойкость:средняя;
  4. Сульфатостойкость: средняя
  5. Значение деформации усадки: средние
  6. Эффективный с ТВО (тепловлажностная обработка)
  7. Низкотермичный цемент
  1. Скорость набора прочности: средняя
  2. Атмосферостойкость: высокая
  3. Морозостойкость:высокая
  4. Сульфатостойкость: высокая
  5. Значение деформации усадки: низкие
  6. Низкотермичный цемент
  1. Скорость набора прочности: средняя
  2. Атмосферостойкость: высокая
  3. Морозостойкость:средняя
  4. Сульфатостойкость: высокая
  5. Значение деформации усадки: средние
  1. Скорость набора прочности: низкий
  2. Атмосферостойкость: средняя
  3. Морозостойкость:низкая
  4. Сульфатостойкость: высокая
  5. Значение деформации усадки: высокие
  1. Скорость набора прочности: низкий
  2. Атмосферостойкость: низкая
  3. Морозостойкость:низкая
  4. Сульфатостойкость: высокая
  5. Значение деформации усадки: высокие
  1. Скорость набора прочности: высокая
  2. Атмосферостойкость: высокая
  3. Морозостойкость:высокая
  4. Сульфатостойкость:низкая и средняя
  5. Значение деформации усадки: среднее
  6. Подвижность бетоной смеси: повышенная
  1. Скорость набора прочности: средняя
  2. Атмосферостойкость: высокая
  3. Морозостойкость:высокая
  4. Сульфатостойкость: средняя
  5. Значение деформации усадки: среднее
  6. Пластичность бетоной смеси: повышенная
  7. Не теряет длительное время своей активности
  8. Повышенная водонепронгицаемость

  Конев Александр Валерьевич

  Блок: 3/3 | Кол-во символов: 11596
  Источник: http://gidproekt.com/vidy-i-marki-cementa-oblast-primeneniya-portlandcementov.html

  Белый портландцемент

  Сырьевой базой для белого цемента являются белые глины и чистые известняки. Смесь проходит обжиг на газовом топливе. Дополнительный процесс отбеливания проходит путем резкого охлаждения клинкера при помощи воды.

  Выпускается двух марок (400 и 500). Начинает твердеть на 45 мин и заканчивается процесс на 12 час. Активно применяется в архитектурных и отделочных работах, а также является основой для производства цветного портландцемента.

  Блок: 7/14 | Кол-во символов: 458
  Источник: http://stroyres.net/vyazhushhie-materialy/neorganicheskie/cementi/portlandcement/raznovidnosti-i-ih-osobennosti.html

  Заключение

  Представленная в статье информация о распространенном в строительной отрасли портландцементе знакомит с особенностями производства, свойствами, маркировкой и технологическими особенностями изготовления. Застройщики подтверждают, что это прочный материал, обеспечивающий высокий ресурс эксплуатации конструкций и сооружений.

  Повышенные рабочие характеристики обеспечивают широкую сферу применения популярного материала.

  Тампонажный портландцемент

  Незаменим при необходимости цементирования газовых или нефтяных скважин. Главными составляющими являются: клинкер, гипс и минеральные добавки. «Холодный» цемент предназначен для работ с температурами (до 50оС), а «горячий» — в диапазоне 100-150оС.

  Имеет высокую степень твердения в первые несколько суток. Остальные его характеристики схожи с другими видами цемента и регламентируюися ГОСТом 1581 96.

  Блок: 11/14 | Кол-во символов: 428
  Источник: http://stroyres.net/vyazhushhie-materialy/neorganicheskie/cementi/portlandcement/raznovidnosti-i-ih-osobennosti.html

  Бетон на сульфатостойком портландцементе

  Бетон является популярным стройматериалом. Однако подземная часть дома и его фундамент из бетона подвержены негативному влиянию влаги и грунтовых вод. Вода состоит из высокого количества сульфатов и различных солей, которые наносят вред структуре материала.

  Поэтому для увеличения срока службы и надежности строения рекомендуется остановить свой выбор на таком цементе. Чтобы приготовить раствор лучше брать пластифицированный и гидрофобный цемент. Все добавки должны быть проверены, чтобы не отражаться негативно на бетоне.

  Обязательное условие: в процессе кипячения образца в воде, его объем должен изменяться в равной степени. Процесс схватывания начинается минимум через 45 минут, а завершение — до 10 ч.

  По цене он выше остальных, однако имеет превосходство в своих характеристиках.

  Поделитесь с друзьями в социальных сетях:

  И подписывайтесь на обновления сайта в Контакте, Одноклассниках, , Google Plus или .

  Блок: 14/14 | Кол-во символов: 966
  Источник: http://stroyres.net/vyazhushhie-materialy/neorganicheskie/cementi/portlandcement/raznovidnosti-i-ih-osobennosti.html

  Кол-во блоков: 10 | Общее кол-во символов: 18518
  Количество использованных доноров: 4
  Информация по каждому донору: