Что такое портландцемент? Где можно использовать?

Портландцемент. Состав. Свойства. Применение.

Портландцемент — гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем совместного тонкого измельчения клинкера и гипса, а иногда и специальных добавок. Гипс добавляют для регулирования скорости схватывания и некоторых других свойств.

В практике строительства портландцемент является основным вяжущим материалом для производства бетона, железобетона и строительных растворов, на нем также изготовляют асбестоцементные, теплоизоляционные и другие материалы.

Клинкер — полуфабрикат, получаемый в виде гранул прн обжиге тонкоизмельченной смесн известняка с глиной.

Клинкер получают обжигом до спекания тонкодисперсной сырьевой смеси, состоящей из известняка, глины и других материалов (доменных шлаков, мергелей, нефелинового шлама), при этом обеспечивается преобладание в клинкере силикатов, алюминатов и алюмофер- ритов кальция.

Плотность портландцемента 3050—3150 кг/м3. Его насыпная плотность зависит от уплотнения и в среднем составляет 1300 кг/м3.

Тонкость помола — один из факторов, определяющих скорость схватывания и прочность цементного камня.

Водопотребность портландцемента характеризуется количеством воды (в % по массе цемента), которое необходимо для получения цементного теста нормальной густоты, т.е. заданной стандартной пластичности. Нормальную густоту цементного теста измеряют (ГОСТ 310.3—76) погружением пестика, укрепленного на штанге прибора Вика. Она колеблется в пределах 21—28% и зависит от минералогического состава цемента и тонкости помола. Чем меньше нормальная густота цементного теста, тем лучше качество цемента.

Сроки схватывания и равномерность изменения объема портландцемента определяют на тесте нормальной густоты. На сроки схватывания портландцемента влияют его минералогический состав, тонкость помола, температура окружающей среды и другие факторы.

Прочность портландцемента — важная физико-меха-ническая характеристика, от которой в основном зависит прочность бетонов и растворов в различных условиях твердения.

Активностью называют предел прочности при осевом сжатии половинок призм, испытанных в возрасте 28 сут стандартного твердения. В зависимости от активности с учетом предела прочности при изгибе портландцемент подразделяют на марки 400, 500, 550 и 600. Портландцемент марки 400 рекомендуется для монолитных бетонных и железобетонных деталей, портландцемент марок 500, 550 и 600 — для высокопрочных сборных обычных и предварительно напряженных железобетонных конструкций.

Портландцемент не следует применять для конструкций и сооружений, подвергающихся воздействию морской, минерализованной, а также пресной проточной или работающих под напором воды. В этих случаях используют специальные цементы (цементы с добавками, сульфатостойкие и др.)

30. Портландцемент. Состав. Свойства. Применение.

Портландцемент — гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе. Его получают тонким измельчением обожженной до спекания сырьевой смеси известняка и глины, обеспечивающей преобладание в клинкере силикатов кальция. Спекшаяся сырьевая смесь в виде зерен размером до 40 мм называется клинкером; от качества его зависят важнейшие свойства цемента: прочность и скорость ее нарастания, долговечность, стойкость в различных эксплуатационных условиях.

Сырье, пригодное для получения портландцемента должно иметь 75-78% карбоната кальция и 22-25% глины. Такое природное сырье встречается крайне редко, поэтому заводы производящие цемент отлично работают на искусственных смесях из карбонатных пород и глины.

Получение портландцемента хорошего качества зависит от содержания главнейших оксидов в клинкере, процент которых должен быть в пределах: CaO – 60-68%. SiO₂ – 19-25%, оксида алюминия 4-8%, оксида железа 2-6%.

Основные свойства портландцемента и методы их определения нормируются ГОСТами. К ним относятся: плотность и объемная масса, тонкость помола цементного порошка, способность схватываться и приобретать прочность в определенные сроки, равномерность изменения объема при схватывании и твердении, нормальная густота цементного теста.
Кроме того, портландцемент может характеризоваться такими свойствами, как выделение тепла при схватывании и твердении, изменение объема при твердении (усадка на воздухе, набухание в воде) и др.
Плотность портландцемента зависит от минералогического состава и колеблется в пределах 3,0-3,2 т/м 3 . Объемная масса его в рыхлом состянии 0,9-1,3 т/м 3 , в уплотненном – 1,5-2,0 т/м 3 .
Тонкость помола портландцемента существенно влияет на его свойства, она обуславливает суммарную поверхность зерен цемента в единице массы. Чем тоньше помол, тем полнее использован цемент в образовании цементного клея. Тонкость помола определяют просевом высушенной навески цемента 50 г через сито №008. В соответствии с требованиями необходимо, чтобы через сито №008 проходило не менее 85% от веса пробы; при этом важно, чтобы его гранулометрический состав был неоднородный, что улучшает условия твердения. Удельная поверхность для обычного портландцемента колеблется в пределах 2500-3000 см 2 /г, а для быстротвердеющих – 4000 см 2 /г, иногда – до 6000 см 2 /г.

Схватывание и твердение цемента
Скорость схватывания является существенной технологической характеристикой цемента. Скорость схватывания цемента зависит от минералогического состава, тонкости помола, количества воды для затворения, температуры и др.
Для портландцемента начало схватывания должно наступить не ранее 45 мин., а конец – не позднее 12 ч от начала затворения. Обычно же начало схватывания у портландцемента наступает через 2-3 ч, а конец – через 5-8 ч. Как быстрое, так и очень медленное схватывание затрудневает и усложняет организацию производства строительных работ. На сроки схватывания цементного теста большое влияние оказывает температура. Чем выше температура окружающего воздуха и материалов, тем быстрее наступает начало и конец схватывания, и наоборот.
Нормальная густота – условное количество воды, которое необходимо для достижения заданной пластичности. Обычно для портландцемента нормальная густота составляет 20-25%.
Нормальная густота цементного теста определяется при помощи прибора Вика.
Начало и конец схватывания теста нормальной густоты определяют на приборе Вика, но вместо пестика вставляют иглу с подвижным стержнем, которую опускают в тесто через каждые 5 мин до начала схватывания, а затем – через 15 мин до конца схватывания.
За начало схватывания принимают время в часах и минутах, прошедшие от времени затворения до момента, когда игла не дойдет до дна на 1-2 мм. За конец схватывания принимают время от начала, затворения до момента, когда игла опускается в тесто не более, чем не 1 мм. Для определения начала « конца схватывания я нормальной густоты теста можно использовать автоматический прибор АПСС-6 для шести образцов одновременно.
Портландцемент, применяемый для бетонных покрытий автомобиль-ных дорог, должен иметь начало схватывания не ранее 2 ч с момента его затворения.
Равномерность изменения объема цемента при твердении является одним из главных его свойств. Основной причиной неравномерности изменения объема портландцемента является присутствие свободной, или несоединившейся извести или окиси магния выше известного предела.
Равномерность изменения объема определяется на четырех лепешках, изготовленных из теста нормальной густоты массой до 75 г каждая. Лепешки после 24 ч хранения их в шкафу с повышенной влажностью подвергают кипячению в воде в течение 4 ч. После охлаждения две лепешки подвергают дополнительному испытанию в автоклаве при давлении пара до 2 МПа в течение 3 ч. Цемент считается выдержавшим испытание, если на лицевой стороне всех четырех лепешек не обнаружится радиальных доходящих до краев трещин или сетки мелких трещин, которые видны невооруженным глазом, а также каких-либо искривлений и увеличения объема лепешки.
Плотность цемента определяют в объемомере.

Изделия и конструкции, изготовленные с использованием портландцемента, широко используют в надземных, подземных и подводных условиях. Его применяют для изготовления монолитного и сборного бетона и железобетона в жилищном, промышленном, гидротехническом, до-рожлом строительстве и т. д. На нем изготовляют тяжелые и легкие бетоны, ячеистые бетоны, строительные растворы высоких марок, теплоизоляционные материалы и т. д. Портландцемент не следует применять для конструкций, подвергающихся воздействию морской, минерализованной и даже пресной воды проточной или под сильным напором. В этих случаях рекомендуется использовать цементы специальных видов (сульфатостойкие, цементы с добавками).

Строительно-технические свойства портландцемента и его применение

Материалы

Для выполнения строительных работ требуется качественный материал. Портландцемент — это та основа, без которой строительство будет считаться сомнительным, особенно, где необходимо придерживаться требований к прочности выстроенного сооружения.

Портландцемент: что это такое — определение и история получения

Портландцемент по определению — это гидравлическое вяжущее вещество, непосредственно представляет собой цемент, отличающийся составом и количеством используемых материалов для его производства от привычного цемента.

Портландцемент впервые был создан в 1824 году англичанином Джозефом Аспдином, и в этом же году, 21 октября, он запатентовал свое творение. Название обозначенный строительный материал получил согласно наименованию острова Портланд, который находится в Англии. Основной горной породой непосредственно для получения портландцемента является известняк (мел, ракушечник, мраморная крошка).

Технология создания состоит из нескольких основных этапов, при этом используемые материалы должны составлять строго утвержденное процентное число. Производится портландский цемент вследствие измельчения клинкера и гипсового камня в порошкообразное состояние. Готовый материал после фасуется.

Чтобы добыть клинкер, необходимо соответствующие компоненты нагреть. Для этого используется специальная печь цилиндрической формы, которая должна находиться под небольшим уклоном. Температура нагрева достигает 1480 градусов, а время обжигания составляет от 2 до 4 часов.

При такой температуре применяемые минералы не плавятся, а преобразуются в целостную структуру (агрегируют). В конце процесса получается готовый продукт (клинкер), определяющий его прочность

Область применения портландцементов

Применение портландцементов возможно в различных видах строительных работ в соответствии с маркировочными значениями:

• В жилищном, сельскохозяйственном и промышленном строительстве для производства непосредственно фундаментов, плит перекрытия, балок и железобетона.
• Для создания строительных, бетонных растворов, штукатурных и кладочных работ.
• Дополнительно применяется обозначенный вид цемента для выполнения аварийных, ремонтных и восстановительных работ. В особенности, где требуется повышенная прочность бетона из-за высокого уровня влажности и наличия низких температур.

Использовать цемент портланд можно для строительных работ, в которых особое место занимает долговечность, прочность, влаго- и морозостойкость.

Чем портландцемент отличается от обычного цемента

Портландцемент — это улучшенная разновидность цемента за счет добавления в него соответствующих компонентов. Основным отличием считается наличие в составе химических продуктов, имеющих более короткий срок хранения в сухом виде. В обычный цемент добавляются только пластификаторы и соответствующие минеральные добавки:

• кремнеземистые отходы;
• пемза;
• вулканические туфы.

В портландцементе же присутствуют различные силикаты и алюминаты. Для создания клинкера используются:

Главными особенностями строительного материала в данном случае считаются:

• Долговечность, так как портландцемент имеет повышенную стойкость к износу.
• Возможность противостоять низким температурам, что актуально, если работы будут выполняться в регионах, где постоянно минусовые показатели ртутного столбика.
• Достаточно низкая цена, поскольку используемый сырьевой материал является доступным и не требует больших расходов на его добычу.

Портландцемент еще отличается от обычного тем, что первый быстрее можно довести до эксплуатационного состояния.

Особенности состава

Из чего же делают портландцемент? Основной состав строительного материала — это алит и белит, известковый камень. Дополнительно для производства портландцемента добавляются специальные минералы в соответствующей пропорции. Основные из них:

• кальций – 44%
• кремний – 14,5%;
• алюминий – 3,5%
• железо –2%;
• магний –1,6%.

Могут добавляться и такие компоненты, как глина, железная руда, и даже остатки литейных материалов. При этом их количество в общем должно составлять не более 1%.

Отвечая на вопрос, какой процент известняка непосредственно используется при производстве портландцемента, то он составляет 75-78%.

Как разводить портландцемент

Портландцемент — это простой в использовании строительный материал, поэтому, чтобы сделать раствор, требуется смешать сухой состав с водой. Пропорции обозначенных компонентов могут разниться в зависимости от требуемой густоты раствора на выходе. Поэтому примерное количество воды может составлять от 1,4 до 2,1 (десятилитровых ведер) на 10 килограмм портландцемента. Более подробно можно посмотреть пропорции в таблице.

(ведро 10 л.)

(ведро 10 л.)

(ведро 10 л.)

Количество воды для создания раствора нужной консистенции еще зависит непосредственно от влажности песка и щебня. Приблизительно расчет должен выполняться по таким показателям:

• для цементно-песчаного раствора – 1 часть цемента на 0,6 литра воды;
• для бетона В25 (М350) –1:0,4;
• для бетона В15 (М200) – 1:0,6;
• для бетона В7,5 (М100) – 1:0,7.

[info-box type=»warning»]Обязательно требуется соблюдать обозначенные пропорции, чтобы в последующем не возникли проблемы с качеством выполненных работ.[/info-box]

Разновидности портландцемента, какие бывают основные марки

Портландцемент — это достаточно прочный строительный материал с наличием нескольких разновидностей. Основными из них считаются нижеперечисленные.

Быстротвердеющий (БТЦ)

Добавление этого вида портландцемента в бетонные смеси позволяет им застывать в течение 3-х суток. Ведь обычный портландцемент набирает свою прочность спустя 28 дней. Чтобы повысить крепость строительного материала, к основному составу клинкера производится добавление 10% пепла или пемзы и 15% гранулированного шлака.

Сульфатостойкий

Чтобы создать этот вид цемента, в клинкер домешивается трепел и диатомит, а, чтобы смесь имела большую пластичность, кладут глину, которая имеет низкое содержание глинозема. При этом, в клинкере должны отсутствовать активные добавки, поскольку они способствуют усилению процесса выделения тепла непосредственно при затвердевании раствора.

Тампонажный

Используется этот вид строительного материала для тампонирования нефтяных и газовых скважин. Портландцемент изготавливают непосредственно из материалов, утвержденных согласно ГОСТу, поэтому производство должно соответствовать установленным требованиям технологического процесса. В учет берется норма текучести, прочности и время застывания.

Дополнительно нужно обозначить и такие разновидности высококачественного стройматериала:

• нормальнотвердеющий;
• пластифицированный;
• гидрофобный;
• дорожный;
• с умеренной экзотермией;
• с поверхностноактивными органическими добавками.

Существует еще белый и цветной портландцемент. Основное отличие заключается в добавлении в них специальных пигментов и красящих оксидов.

Маркировка на упаковках свидетельствует о том, где можно применять усовершенствованный стройматериал. На сегодня в продаже встречаются такие марки портландцемента:

• ПЦ500Д20;
• ПЦ400Д0;
• ПЦ500Д0;
• ПЦ400Д20.

Значения 400 и 500 подразумевают под собой выдержку нагрузки определенного количества килограмм на квадратный метр (кг/м3). При этом буква «Д» показывает, какой процент примесей использовался в клинкере.

Технические характеристики и физические свойства

В качестве технических характеристик и основных свойств портландцемента, определяющих его востребованность, выделяют:

• Тонкость помола приблизительно 40 микрон. Соответствие стандарту определяется способностью цементного порошка просыпаться сквозь сито №008.
• Удельный вес продукта составляет 1600 кг/м3 – для уплотненных смесей и 1100 кг/м3 – для насыпных.
• Водопотребность указанного строительного материала достаточно мала, поэтому для приготовления раствора используют не более 25-28% воды относительно массы применяемого цемента. Если жидкости добавить больше, то бетон при затвердевании будет расслаиваться. При использовании меньшего количества воды, непосредственно на готовом изделии станут образовываться трещины.
• Схватывается раствор в основном за 40-45 минут, но в зависимости от условий окружающей среды, процесс затвердения может отличаться. Например, если используется раствор зимой, то время схватывания происходит в пределах 10-12 часов.
• При застывании раствора на улице, он может уменьшиться в объеме до 0,5-1 мм/м, а при смешивании сухого цемента с водой, он способен увеличиваться до 0,5 мм/м.

Плотность готового продукта зависит от присутствующих в цементе добавок. К примеру, если смесь находится непосредственно в рыхлом состоянии, то ее плотность составляет 1,1 т/м3, в уплотненном – до 1,5-1,7 т/м3.

Физические свойства портландцемента отображают его главные преимущества. Основными из них считаются:

• Устойчивость к антикоррозийным процессам, так как в материал добавляются вещества, которые препятствуют химактивности солей. Дополнительно в состав портландцементов включаются примеси, снижающие пористость бетона.
• Период хранения цемента в заводской упаковке при соблюдении правил составляет 1 год. Обусловлено это тем, что, спустя 3 месяца после изготовления портландцемента даже при хранении его в упаковке теряется активный состав до 20%. Через 12 месяцев потери могут составлять уже 40%.
• Прочность сжатия обозначает насколько быстро может схватываться цементный раствор. Есть 3 класса прочности: 22,5; 42,5; 52,5.

Главные свойства портландцемента свидетельствуют об улучшенной структуре материала, поэтому его допускается применять даже в холодных климатических зонах.

Рассмотрев, что такое портландцемент и его особенности, главное – помнить, что требуется соблюдать соответствующие правила создания раствора при строительстве.

Цемент портланд (портландцемент) – что это такое, свойства, марки, разновидности, отличия

Цемент портланд – современный ремонтно-строительный материал общего назначения, который используется в самых разных сферах и работах. Разновидностей цемента существует огромное множество, все они отличаются по характеристикам и свойствам, обусловленным особенностями производства и входящими в состав компонентами.

Портландцемент представляет собой гидравлическое вяжущее, произведенное на базе силиката кальция и его производных.

Основная особенность материала – быстрое застывание, а также хорошие эксплуатационные свойства и параметры. Для выполнения тех или иных работ подбирают цемент с нужным составом и показателями, предварительно тщательно изучив все характеристики и выполнив расчеты.

Раствор портландцемента – это эластичная масса, в процессе высыхания превращающаяся в цементный камень. В современном строительстве без применения таких растворов невозможно создание монолитных зданий/конструкций, железобетонных изделий, качественных кладочных и отделочных смесей.

Особенности и изготовление

Портландцемент используют там, где нужно приготовить прочный и стойкий к различным воздействиям раствор. Это один из видов вяжущего, применяемый для замеса бетона.

Портландцемент – это сухой порошок, который необходимо затворять водой. Через некоторое время он схватывается, застывает и превращается в прочный и способный противодействовать немалым нагрузкам монолит. В зависимости от состава и их пропорций портландцемент бывает разных видов, демонстрируя соответствующие параметры.

В основе сухого порошка работает клинкер мелкого помола с добавлением гипса, призванного ускорить схватывание раствора. Марки и виды материала предполагают введение в состав различных добавок, примесей, присадок.

Название цемент («портландцемент») получил от места производства. Впервые смесь создали в далеком 1824 году при участии американского каменщика, а внешний вид материала схож с известняком Портленда, добываемого в английском графстве.

Чтобы получить состав, используют разные карбонатные породы горного происхождения (кремнезем, глинозем, мел, известняк) и мергелий (специальная смесь глины и карбонатных пород, представляющая собой переходную породу от известнякового типа к глинистому).

• Тщательное измельчение сырья, создание смеси из разных компонентов, взятых в определенных пропорциях.
• Обжиг сырья в специальных печах при очень высокой температуре (около +1400 градусов) – получение клинкера.
• Тщательное измельчение клинкера, смешивание его с гипсом.
• Добавление различных элементов для повышения эксплуатационных характеристик и свойств, установленных ГОСТом и подтверждаемых соответствующими сертификатами.

• Сухой – смесь мелется и сушится одновременно, что существенно сокращает расходы производства и труда. Мельницы выдают готовый порошок.
• Мокрый – сначала компоненты мелют, потом замачивают глину до повышения уровня влажности, равного 70%. Далее глину смешивают с известняком в мельнице.
• Комбинированный – способы производства совмещены: сырье насыщают влагой до 14% и измельчают, сушат в мельницах.

Виды и марки портландцемента могут быть разными. Производство и параметры материала регламентируются нормативными документами:

• ГОСТ Р 31108-2003
• ГОСТ 10178-85

Свойства портландцемента по маркам указаны также тут. Но нужно учитывать, что более свежий документ указывает еще и марку 900, в ГОСТе 1985 года ее нет. Правда, этот нюанс интересен больше проектировщикам и инженерам, выполняющим обоснование возведения военных объектов, так как в других сферах материал не применяют.

Состав и свойства

Портландцемент производят из клинкера. Ввиду того, что в природе готовые гранулы практически невозможно найти, клинкерная крошка создается искусственно из смеси глинистых и карбоновых смесей. Готовым клинкер смешивается с гипсом (его доля не превышает 5%), чтобы сделать раствор подвижным.

Высокие эксплуатационные и технические характеристики определяются пропорцией и типом вводимых в состав портландцемента компонентов. Данный аспект регулируется ГОСТом 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент». На упаковке с порошком обязательно указывают особенности производства, соответствие ГОСТу.

Если на таре указано ТУ (технические условия) вместо ГОСТа, это говорит о том, что свойства материала могут отличаться от регламентированных.

Чтобы придать цементу те или иные свойства, в порошок добавляют разнообразные минеральные добавки (в объеме, равном максимум 20-25% общего веса). Их взаимодействие влияет на химический состав портландцемента, во многом определяет характеристики и параметры.

• Алюминат – продлевает время схватывания, но демонстрирует низкую прочность, в связи с чем вводится в смесь в объеме, не превышающем 15%.
• Алюмоферрит – обладает идентичными свойствами алюминату, но его в составе не должно быть больше 10-18%.
• Белит – вяжет, продлевает время затвердевания, но в больших объемах понижает прочность (добавляют не более 37%).
• Алит – чаще всего вводится в составы жидких марок для ускорения твердения (до 60%).

Основные свойства портландцемента определяются его составом. При выборе порошка для приготовления раствора необходимо сразу определиться со сферой применения и требуемыми (желаемыми) характеристиками, оптимальными параметрами.

• Скорость схватывания – стандартным считается время в 40-45 минут. На данный показатель влияют тонкость помола, состав минеральных добавок, температура на объекте.
• Водопотребность – нужный для затворения объем воды (обычно не больше 25% общей массы раствора). Для понижения нужного объема воды могут применяться пластификаторы, сульфитно-дрожжевая бражка.
• Морозостойкость – определяется количеством циклов замораживания/оттаивания, которые способен перенести камень без потери качеств и деформаций. С целью повышения уровня морозостойкости часто в смесь вводят смыленный древесный пек или абиетат натрия, специальные присадки.
• Водоотделение – отжим воды в замешанном растворе, который появляется из-за оседания тяжелых частиц цемента. Для понижения показателя используют минеральные добавки.
• Тепловыделение – в процессе гидратации (затвердения). Если состав очень быстро отдает тепло, он может деформироваться. Чтобы этого избежать, используют активные минеральные добавки.
• Стойкость к коррозии – определяется степенью пористости застывшего монолита (тонкостью помола смеси).

Характеристики

Портландцемент характеристики предполагает более высокие в сравнении с другими типами цемента. Но многое зависит от добавок. При выборе вяжущего обращают внимание на все основные показатели и цифры, важные при выполнении расчетов. Редко какая-то одна характеристика становится основополагающей и влияет на выбор цемента – как правило, для выполнения тех или иных работ важен комплекс параметров.

Современные производители все чаще предлагают составы универсального типа, по максимуму улучшая свойства материала. Но есть и специализированные порошки, актуальные для тех или иных задач: например, пуццолановый цемент демонстрирует наилучшие показатели стойкости ко влаге и коррозии, но не слишком прочный в первые дни после заливки. Также могут отличаться и другие разновидности портландцемента.

Технические

Именно на эти свойства обращают внимание в первую очередь. Они определяют эксплуатационные качества готового раствора. Во многом влияет на то, какие качества проявляет портландцемент, марка. Многие показатели указаны на упаковке.

• Удельный вес – около 1100 кг/м3 (насыпной) и 1600 кг/м3 (уплотненный).
• Потребление воды – максимум 25-28%, в противном случае бетон будет расслаиваться, покрываться трещинами в процессе застывания.
• Тонкость помола – стандартное значение равно 40 микронам (проходит сквозь сито №008), что дает нужную прочность и скорость твердения.
• Плотность – напрямую зависит от марки цемента и добавок в составе: плотность цемента в рыхлом виде составляет 1.1 т/м3, в уплотненном виде около 1.6 т/м3.
• Скорость схватывания – от 45 минут до 12 часов.
• Изменение объема в процессе застывания – когда цементное тело уменьшается на 0.5-1 мм/м на свежем воздухе и набухает до 0.5 мм/м в водной среде. Изменения должны быть равномерными по текстуре раствора.

Физические

Применение портландцемента во многом обусловлено его физическими свойствами.

• Стойкость к коррозии – за счет добавок для уменьшения пористости и гидроактивных материалов, не позволяющих солям химически взаимодействовать.
• Срок хранения – максимум 12 месяцев без нарушения заводской тары (бумажные мешки с 3-4 слоями), но нужно помнить, что через 3 месяца порошок теряет около 20% активности, через 12 – все 40%.
• Прочность на сжатие – определяется маркой, может соответствовать одному из четырех показателей (22.5 и 32.5, 42.5 и 52.5), зависит от скорости схватывания смеси.

Механические

Механическая прочность портландцемента равна минимум 42.5 мПа через 28 суток после замеса. Определяют параметр обычно в условиях лаборатории, после чего выдают сертификат с указанием марки. Коэффициент марки (М500, М600) говорит о том, какое давление свободно выдерживает образец (измерения производятся в кг/м3). Прочность зависит от тонкости помола и присадок в составе.

Отличия от простого цемента

Портландцемент – это вид цемента, который считается наиболее подходящим и оправданным для заливки бетона. Бетон используют в монолитном/железобетонном строительстве, в процессе возведения разных объектов, предполагающих повышенные требования по прочности и способности противостоять нагрузкам.

Гранулы клинкера и другие добавки в составе портландцемента делают его более прочным, стойким к морозу, воздействию внешних негативных факторов и агрессивных сред. Нужно отметить, что такое описание подходит практически ко всем видам портландцемента, что делает его востребованным в процессе строительства объектов газовой, нефтяной промышленности.

Также данный тип вяжущего подходит для заливки фундамента на неустойчивых сложных почвах – обычно выбирают сульфатостойкий портландцемент, который исключает усадку и распространение трещин по монолиту.

Пытаясь определить, чем отличается цемент от портландцемента, нужно помнить, что они соотносятся как общий класс вяжущего и один из его видов. Портландцемент – более прочный тип цемента. И явные отличия можно определить, рассматривая конкретные марки и виды портландцемента по составу. Такие же аспекты, как технология схватывания, особенности замеса, способ монтажа, применение и т.д. схожи.

Портландцемент бывает чистым и с добавками. Вяжущее без добавок не включает в состав минеральных веществ, только гипс. Такой материал используют в монтаже подземных/наземных и подводных монолитных объектов, сборных бетонных/железобетонных конструкций, эксплуатируемых при отсутствии явно выраженной агрессивной среды.

Минеральные добавки способны значительно улучшить определенные свойства материала, который может применяться в воде, агрессивных условиях. Самые популярные добавки: активные минеральные вещества, доменный шлак. Они улучшают стойкость к коррозии, воде, морозу, химии и т.д.

Марки

Марка портландцемента базируется на показателе прочности опытного образца при исследовании его на сжатие и изгиб. Образец делают из цемента и песка в соотношении 1:3, размер тестового камня составляет 4х4х16 сантиметров. Ему дают застыть за 28 суток при высокой влажности, могут пропаривать, а потом проводят исследования.

Самыми популярными сегодня считаются марки от М400 до М600, но в Москве и регионах можно найти и иные виды материала.

• М400 – самая востребованная смесь с актуальными показателями.
• М500 – смесь с большим запасом прочности, применяется в ремонтно-дорожных работах, реконструкции, ремонте, строительстве военно-технических объектов и т.д.
• М600 – прочность повышена, раствор актуален для создания ответственных ЖБИ, инженерных сооружений, конструкций.
• М700 – максимальная прочность, смеси для напряженных конструкций. В индивидуальном строительстве не применяется из-за высокой цены и неактуальности высоких показателей.
• М900 – цемент сверхпрочного типа, его выбирают исключительно для создания сложных военных объектов (бункеров, к примеру).

Что касается промежуточных марок (М550, к примеру), то они не очень сильно отличаются от ближайших (в данном случае это М500 и М600) и не предполагают уникальных свойств. Обычно такие марки близки по параметрам к меньшему коэффициенту (М500), но с повышенным запасом прочности.

В каких случаях не подходит

Портландцемент на рынке представлен в большом ассортименте, поэтому подходит практически для всех задач, объектов, зданий, конструкций. Самое важное при расчетах – точно определить предполагаемые нагрузки и ожидаемые свойства, а потом в соответствии с ними приобретать материал.

Но нужно помнить, что разные добавки могут взаимоисключать одна другую и просто сводить к нулю полезные свойства.

К примеру, если одновременно вводить присадки для стойкости ко влаге и морозу, первые ухудшат второе качество. То есть, цемент с добавками лучше не использовать в условиях существенно пониженной температуры окружающей среды. А вот пуццолановый цемент не стоит эксплуатировать при сильном морозе.

Применение материала определяется и его назначением. Для создания монолитных конструкций и объектов гражданского назначения (мосты, высоковольтные линии и т.д.) лучше брать цемент минимум М500, а вот для возведения частного дома нет смысла применять М600 или М700 – это будет пустая трата финансов.

Все виды портландцемента нельзя использовать в соленых водоемах, текучих водах, руслах рек проточного типа, водах с повышенным содержанием разных минералов. Так, даже сульфатостойкий цемент может эксплуатироваться лишь в умеренных статичных водах, а вот для плотин, дамб и других подобных сооружений выбирают специальные виды цемента.

Ввиду того, что в портландцементе содержится много силикатов кальция, не стоит выбирать данный тип смеси для создания конструкций и блоков специального назначения.

Цемент портланд – качественный и прочный материал, позволяющий создавать бетонные растворы с различными характеристиками для реализации тех или иных задач. При условии верного выбора и использования в соответствии с технологией портландцемент обеспечит наилучший результат.

Портландцемент: что это такое

Портландцемент – стройматериал, о котором многие знают или слышали. А известно ли вам почему он носит такое название, знаете ли его качества, состав, где он используется? Интересно? Тогда вперед!

Портландцемент – один из немногих стройматериалов, которое имеет такое благородное имя. Знаете, как оно появилось, и почему цемент называют портланд? Минеральную смесь, которую изобрел и запатентовал Джозеф Аспдин в начале 19 века, назвали портландский цемент. К слову сказать, свое изобретение господин Аспдин сделал на кухне. Он нагрел смесь измельченной извести с глиной в печи, а затем растер комки в порошок. После смешивания с водой состав приобрел твердость натурального камня. По цвету, полученный бетон, был похож на те самые камни с карьера острова Портланд. Именно поэтому цемент обрел такое красивое имя и сокращенно стал называться портландцемент.

Особенности и изготовление

— Доктор, мой ребенок наелся песка, и я дала ему немного воды. Что мне теперь делать?
— Следите, чтобы он не подходил к цементу!

Примерно так выглядит создание песчано-цементной смеси. Интересно, а кто-то пробовал так делать? Любопытно, это работает внутри человека? Кажется, ничего не получится, мы внутри очень кислотные. Хотя… Нет, только пожалуйста не пробуйте повторить. Это всего лишь анекдот.

Так вот, портландцемент – это вяжущее вещество, которое связывает воедино все, что попадает в его объятия. Его имя должно вызывать прямые ассоциации с прочными монолитными конструкциями. Дальше, между делом, расскажу, как работает внутренняя химия при сотворении рукотворного камня.

Что касается состава строительного порошка. В него входят натуральные неорганические вещества, запеченные при высоких температурах:

• глина;
• известняк;
• мел;
• кремнезем;
• глинозем.

Минеральные зерна, которые состоят из перечисленных веществ, называют клинкером. Их перемалывают вместе с гипсом, получая гидравлический цемент.

Клинкер на 97 % состоит из минералов. В него входят оксиды кальция, железа, алюминия, титана, кремния.

Чтобы что-то продать, нужно сначала что-то купить. А чтобы что-то сделать, нужно сначала что-то добыть. Так и здесь. Главным этапом производства портландцемента является добыча правильных ископаемых. Известняк с характерным желто-зеленым цветом добывают открытым способом. Самые нижние его слои расположены на глубине 10 м. Добытый материал перевозят к месту производства. После первичного дробления приступают к его обработке.

Теперь самое интересное. Записывайте (вдруг пригодится). Процесс изготовления портландцемента такой:

1. Сначала минералы перемалывают в порошок.
2. Затем полученную смесь тщательно пропекают при температуре 1400 градусов Цельсия. Домашняя печка, как у Аспдина уже не поможет. Нужен специальный вращающийся тепловой агрегат с барабаном. После обжига получаются минеральные гранулы.
3. Полученный клинкер снова измельчают. Порошок перемешивают в нужной пропорции с гипсом, вносят добавки.

С первого взгляда процесс не такой сложный. Но пытливый ум человека не ищет легких путей. Было изобретено 3 варианта обжига горных минералов. Каждый создан с целью получить бетон с определенными свойствами.

• Мокрый тип обработки. Перемалывание минералов происходит в воде. Затем влажную смесь отправляют в печь. На выходе получаются минеральные шарики (клинкер) которые снова перемалывают и смешивают с гипсом.
• Сухой способ производства. Минеральные составляющие измельчаются и обжигаются в сухом виде. Этот тип производства считается более экономичным, потому что тратится меньше электричества. При мокром варианте в печах расходуется много электроэнергии на испарение воды.
• Смешанный (комбинированный) вариант. Используют мокрый и сухой способ. Сырье немного увлажняют, запекают, а затем смешивают компоненты уже в сухом виде.

Таким способом получают знакомый нашему глазу порошковый состав. Но часто портландцемент обогащают полезными добавками, чтобы улучшить его качества. По их наличию портландцемент делят на марки. Изготовленный продукт проходит контроль качества и получает сертификат.

Особенностью портландцемента является то, что его компоненты в правильных пропорциях позволяют составу быстро схватываться практически при любых условиях, даже под водой.

Состав и свойства

Внешне «портланд» цемент выглядит как порошок серого цвета с зеленоватым оттенком. Мы уже говорили, из чего он состоит. А вот из чего состоит главный компонент клинкер, как он влияет на конечные свойства бетона, обсудим сейчас.

На фотографии вы видите зерна клинкера.

Итак, после обжига минералов в разном соотношении получают:

• Белит. Не очень прочный материал, медленно твердеет. Его добавляют в бетон, чтобы уменьшить скорость схватывания. Но при этом бетон теряет свою марочную прочность.
• Алит. Если его количество будет составлять около 37%, получится прочный, быстроотвердевающий состав высокой марки.
• Алюминат. Быстро схватывается. Его добавляют не больше чем 15%, потому что коэффициент его прочности не очень велик.
• Алюмоферрит. Достаточно прочен, быстро схватывается. Добавляют в рабочую смесь в размере 15 %.

Чтобы производителю контролировать качество продукции, а покупателю не сомневаться в заявленных характеристиках, написан ГОСТ 10178-85. Его название «Портландцемент и шлакопортландцемент технические условия». Зная это, ищите надпись о соответствии ГОСТу на упаковке.

Название ГОСТа прописывают в конце буквенно-цифровой аббревиатуры, характеризующей цемент. Например «Портландцемент ЦЕМ I 32,5Н ГОСТ 31108-2003»

Исходя из состава, цемент может быть наделен такими свойствами:

• Время, за которое происходит схватывание раствора. Гостовское время для качественной смеси составляет примерно 40 минут. На время затвердевания влияет также качество помола компонентов.
• Прочность, которая предписана Гостом (это 250-300 мг/кг) тоже зависит от тонкости помола.
• Количество воды, необходимое для получения бетона нужной прочности. Вода – главный компонент, который запускает все химические и физические процессы. Жидкость делает раствор пластичным и подвижным. Ее нормативное количество должно быть около 25% от массы всей смеси. Чтобы по неопытности не перелить воды, для удобства укладки рекомендуется добавлять в растворы пластификаторы.
• Водоотделение или объем жидкости, который выделяется при оседании цементных частиц. Чтобы снизить показатель выделения воды, вносят минеральные добавки.
• Морозоустойчивость. Эта характеристика показывает, сколько циклов изменений температуры может выдержать бетон без потери своих качеств. Для улучшения стойкости к морозам существуют специальные добавки. Одни исключают проникновение влаги в поры. Другие присадки наоборот делают бетон пористым. Тогда вода при замерзании расширяется не толщу бетона, а в каналы пор.
• Устойчивость к коррозии. Коррозия бетона – это разрушение его структуры. Поверхность становится хрупкой из-за воздействия агрессивных сред. Такое же влияние оказывают атмосферные явления. Для повышения коррозионной устойчивости важна тонкость помола компонентов, а также контроль порообразования при укладке.
• Тепловыделение. Это показатель повышения температуры при схватывании раствора. Не рекомендуется использовать материал, слишком интенсивно выделяющий тепло. При высокой температуре окружающей среды (выше 25 градусов) такой раствор схватывается в разы быстрее, но наполовину теряет свои качества. Для оптимизации этого процесса вносят специальные присадки.

Процесс гидратации (химическое взаимодействие минеральных частиц с водой) сопровождается выделением тепла. Быстрое возрастание температуры происходит в начале процесса и достигает максимума к окончанию схватывания состава.

Характеристики

Главное, чего все ожидают от портландцемента – это его прочность. Это качество делает его способным противостоять различным физическим, химическим воздействиям. Такой материал долгое время сохраняет форму и внешний вид постройки.

Портландцемент никогда не используют самостоятельно. Его применяют, чтобы связать песок, щебень. Именно в таком сочетании получается прочный бетон или стойкие отделочные материалы.

Технические

На крупный производствах портландцемент и бетон, полученный из него, подвергают разным испытаниям. Его морозят, топят в воде, кладут под пресс, дробят, обрабатывают химией. Всему этому качественный бетон должен гордо противостоять. В этом ему помогает состав нужного помола, разные добавки, правильный замес.

Вот каким должен быть портландцемент, участвующий в изготовлении правильного бетона:

• Во-первых, он должен быть нужной плотности. На это влияет тонкость помола и минеральный состав. Одна цементная частичка диаметром 40 микрон должна проходить через сито № 0,008.
• Во-вторых, портландцемент, как советский ГТОшник должен укладываться в определенное время схватывания. Увеличение времени или наоборот быстрое схватывание может привести к нарушению процесса строительства. Обычно твердение раствора начинается через 40-45 минут.
• Равномерное изменение объема. Важно, чтобы готовая смесь равномерно набухала, а потом оседала во всей своей массе. Такой тест в лаборатории проводят на цементных лепешках.
• Водоцементное соотношение или количество впитываемой воды. Тоже важная характеристика. Излишек или недостаток влаги пагубно влияет на прочность бетона.
• Для строительных расчетов нужно знать удельный вес материалов. Свежий портландцемент обладает удельной плотностью, меньшей, чем уже слежавшийся. Поэтому разбег по плотности может быть от 1100 кг/м3 до 1300 кг/м3.

Историческая шутка. Исследователями раскрыт секрет небывалой прочности римского бетонного акведука. Оказывается, в начале строительства было казнено более 100 строителей, которые воровали цемент со стройки.

Физические

Вспоминайте курс школьной химии. Что такое физические процессы? Правильно. Это когда одно вещество не превращается в другое, а только меняет свои физические свойства (температуру, плотность, агрегатное состояние). Для портландцемента физические характеристики – это его способность противостоять внешним физическим воздействиям. Например, сжатию или растяжению.

Первая физическая характеристика – это устойчивость к коррозии. Чтобы снизить активность солей, вносят гидроактивные добавки.

Чтобы представить, как действует коррозия, сначала нужно представить, как устроен бетон внутри. Как было обещано в начале, несколько фактов о химии создания бетона. Это сложный процесс, но в общих чертах представить его можно так:

1. Попав в цемент, вода начинает окружать каждую минеральную частичку. Начинается гидратация (химическая реакция).
2. Начинают расти игловидные кристаллы алюмината. Это стадия загустевания раствора. Спустя примерно 8 часов иглы заполняют все внутреннее пространство, объединяют частички смеси между собой и не дают им двигаться.
3. Затем начинается набор прочности. В этот период образуются другие кристаллы, силикатные. Через сутки эти мелкие кристаллы вытесняют иглоподобные структуры алюмината, а через 28 дней полностью заменяют их.

Теперь, понимая строение бетонного камня, легко представить действие коррозии. Эта зловредная штука медленно и постепенно разрушает кристаллы, которые склеивают компоненты бетона и камень начинает крошиться.

Сроки хранения — это сохранение физических и химических свойств какое-то определенное время. Так, качественный портландцемент хранится не более 12 месяцев. При слеживании, нарушении герметичности упаковки, проникновении влаги происходит комкование и частичное схватывание состава. Этот материал уже нельзя использовать. Если только снова не подвергнуть его измельчению в порошок.

Чтобы проверить качество цента в мешке, ударьте по нему кулаком. Вам не должно показаться, что вы ударили по камню. Проверьте углы упаковки. В первую очередь именно там, при неправильном хранении, порошок напитывается влагой и каменеет.

Механические

Не верьте продавцам, которые говорят, что если поковырять бетонную плитку гвоздем и в ней проковыривается дырка, то это нормально. Нет, такого не должно быть, если использован качественный материал. Портландцемент обладает повышенной прочностью, которая даже возрастает со временем. Именно механические характеристики определяют свойства прочности бетона или цементно-песчаной заливки.

Лабораторные испытания говорят о том, что портландцемент должен обладать устойчивостью к давлению не меньше 42,5 мПа. В зависимости от которого, может вынести застывший состав, его маркируют. Марки бывают такие: М400, М500, М600, М700. О характеристиках марок и немного об их применении поговорим чуть ниже.

Как же тестируют бетон в лаборатории? Есть разные приборы. Один из них называется игла Вика. Можете увидеть ее строение на картинке. Ее функция — определять период схватывания смеси. Это тоже играет свою роль в присвоении марочности составу. Происходит процесс так:

1. Отсчет времени начинают с момента, когда игла еще легко погружается в раствор.
2. Через пару часов смесь становится неподвижной. Острие проникает уже с усилием.
3. А когда игла опускается в состав только на 1 мм – это считается окончанием периода схватывания.

Ну и факторы, от которых зависит та самая механическая прочность:

• Тонкость помола минералов. Чем она мельче, тем лучше происходит реакция компонентов, тем прочнее получается монолит. Но слишком мелкий помол увеличивает поглощение воды. Поэтому для домашних строительных работ лучше брать порошок фракции от 40 до 80 мкм.
• Наличие специфических добавок. Это могут быть армирующие вещества, гидрофобные растворы, пластификаторы.
• Способа заливки. К примеру, вибробетон достигает максимальной плотности по сравнению с другими типами.

Чем отличается простой цемент от портландцемента

Вопрос спорный в той части, что названия «простой цемент» не существует. Ему просто дают разные названия в зависимости от типа клинкера:

• Если в состав добавлен клинкер алит, то это портландцемент.
• При использовании белита получается романцемент.
• Глиноземный вид получается с применением алюмината.
• Магнезит позволяет сделать магнезиальный цементный состав.
• Если в составе присутствует гидросиликат натрия, то это кислотоупорный цемент.

Как видим, портландцемент это лишь разновидность строительных смесей. Благодаря своей прочности, морозостойкости, устойчивости к агрессивным жидкостям этот тип цементной смеси используют для серьезного строительства. Например, с его использованием возводят:

• объекты химической, нефтяной, газовой промышленности;
• мосты, гидротехнические сооружения;
• сооружения в сейсмоопасных зонах;
• прочные фундаменты, которые не трескаются даже на неустойчивых почвах.

Одновременно с этим, портландский цемент идет на изготовления разных отделочных материалов, декоративных скульптур и объектов ландшафтного дизайна.

Мы уже немного затронули вопрос о видах портландцемента, которые отличаются по минеральному содержимому. Еще есть несколько классификаций, по которым различают порошковые составы с приставкой «портланд».

Так, составы делят на цементы с добавками и без. Смеси без добавок используют при строительстве в неагрессивных условиях. А присадки применяют для улучшения качеств бетона. Если нужна водонепроницаемость, обрабатывают гидрофобными средствами. Если важно, чтобы бетон был прочный, застывал быстро без усадки с растрескиванием – используют армирующие волокна.

Другая классификация делит составы по скорости схватывания, а также характеристикам стойкости к разным агрессивным воздействиям:

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 что это такое — где используют, пропорции

Довольно часто люди, впервые столкнувшиеся со строительством, задаются вопросом портландцемент что это такое, и чем он отличается от обычного цемента. Давайте разберемся, что же это за материал, каким он бывает, а также для каких целей применяется.

Общее описание

Цемент портланд часто называют материалом общестроительного назначения, но на самом деле это не совсем так. Имеется несколько его разновидностей, которые отличаются по составу и характеристикам.

Это гидравлическое вяжущее вещество, в основе лежит силикат кальция, а также производные от него. Основной особенностью, является способность раствора к быстрому застыванию. Сейчас такая разновидность цемента наиболее популярна.

Особенности состава

Основой материала является клинкер, его измельчают. Перед приготовлением его обжигают. Также добавляют гипс, его в составе не слишком много, достаточно количества, которое обеспечивает количество оксида серы в пределах 1,5-3,5%. В некоторых случаях используются минеральные добавки. Это позволяет добиться определенных показателей.

В составе можно найти большое количество различных оксидов. Это позволяет сделать данный материал довольно пластичным в использовании. Он одновременно обладает высоким уровнем прочности после застывания, при этом быстро застывает, а также удобен в приготовлении раствора.

Тут стоит выделить сульфатостойкий портландцемент, который несколько отличается по составу, что позволяет ему быть более устойчивым к целому ряду воздействий. Помимо этого, в составе порядка 95-97% минералов. Больше всего тут следующих веществ:

• белит;
• алит;
• алюминат;
• алюмоферит.

Большое количество в составе белита и алита не только определяют внешний вид материала, но и являются основными источниками клинкера. Так как сочетание разных минералов в составе может быть разным, то портландцемент белый может различаться по плотности и удельному весу.

Портландцемент может регламентироваться сразу несколькими нормативными документами. Частично они пересекаются, поэтому на упаковках можно увидеть упоминания одного или сразу двух ГОСТов.

• ГОСТ 10178-85.
• ГОСТ Р 31108-2003.

Тут же указано подразделение материала на несколько различных марок. Но, имеется небольшое отличие, в более свежем документе имеется цемент 900 марки, которого нет в ГОСТе 1985 года. Хотя этот нюанс больше интересен проектировщикам, а также инженерам, которые занимаются обоснованием строительства военных объектов.

Производство

Для производства обычно применяются карбонатные горные породы. Чаще всего, используют:

• Глинозем;
• Кремнезем;
• Известняк;
• Мел.

В некоторых случаях могут использовать мергели, но в этом случае контролируют содержание оксида серы и при необходимости добавляют в состав серу. К такому материалу относят мальцовский портландцемент. Именно он произведен по такой технологии. В состав портландцемента могут входить различные минерализованные добавки, такой материал часто производят на площадках ЮУГПК.

При производстве производят измельчение компонентов, с последующим их смешиванием. Далее полученное сырье обжигают в печах, при этом выдерживают температуру 1300-1400°C, этого вполне достаточно для достижения оптимального обжига.

После обжига получают клинкер, его измельчают, добавляют гипс. В итоге получается готовый продукт, если планируется получить цемент со шлаком, то добавляют шлак в нужной пропорции.

Разновидности

Часто в обиходе строители используют обозначение материала по производителю, например, мальцовский портландцемент. Причиной такого деления являются разные характеристики портландцементного сырья, из-за чего конечные показатели отличаются. Но, такое деление считается ошибочным.

Правильным будет подразделение по маркам. Они характеризуются максимальной прочностью, а также возможностями для использования.

• М400 – наименее прочный. Широко используется в строительстве. Портландцемент 400 применяют для изготовления железобетона, а также в различных конструкциях. Зачастую портландцемент с минеральными добавками имеет маркировку 400 д20. Это наиболее доступный по стоимости материал.
• М500, а также М550 применяют в дорожном строительстве. Может использоваться для изготовления асбестоцемента. Из пц М500 делают сборные конструкции.
• М600 – сборные конструкции, которые требуют использование железобетона с высоким уровнем прочности.
• М700 – для изготовления высокопрочного бетона.
• М900 – применяется только в военном строительстве для создания бункеров и других подобных конструкций.

Отличается повышенной устойчивостью к любым воздействиям.

Сульфатостойкий портландцемент

Обычно его выделяют в отдельную группу, давайте посмотрим, что такое он из себя представляет и чем отличается от других разновидностей. Сульфатостойкий портландцемент имеет в своем составе целый ряд веществ, которые делают его устойчивым к сульфатам, а также другим схожим веществам, эта его особенность ценится высоко.

Поэтому, именно сульфатостойкий портландцемент применяют для создания свай и фундаментов на болотистых и кислых почвах. Если смотреть по другим показателям, тут наиболее распространен портландцемент марки М500. Технические характеристики этой марки подходят для большей части требований современного строительства.

Применение

Для начала стоит уточнить, что бездобавочный портландцемент м400 может применяться повсеместно. При этом, в отличие от цемента, он позволяет ускорять строительство. Об этом говорят отзывы строителей. В зависимости от марки особенности использования отличаются.

Если для фундамента используется простой портландцемент с пуццоланой, то должна применяться жидкая резина для гидроизоляции. Это позволит избежать проблем в дальнейшем. Вообще пуццолановый портландцемент наиболее восприимчив к воздействиям.

Давайте рассмотрим, пример практического использования материала. Как стандарт мальцовский портландцемент возьмем белого цвета. Тут стоит заметить, что количество песка и наполнителя (щебня, шлака) зависит от конкретного рецепта бетона. Тут мы только упомянем, сколько воды требуется для портландцемента.

В отличие от других типов цементов, тут не требуется большого объема воды, в зависимости от необходимой густоты раствора на 10 кг портландцемента добавляют 1,4-2,5 литра воды. Этого вполне достаточно. При использовании портландцемента стоит помнить, что он затвердевает достаточно быстро, поэтому следует использовать его как можно быстрее. Так вы избежите неоправданных потерь раствора.

Виды и марки цемента. Область применения портландцемента

Цемент (от лат. «caementum» – «щебень, битый камень») – это неорганическое вяжущее вещество (порошок), которое при затворении водой образует пластичное тесто и через определенное время вследствие физико-химических процессов способно переходить в камнеобразное состояние. Цемент, как гидравлическое вяжущее, способен твердеть и сохранять свою прочность как в воде, так и на воздухе.

Виды и марки цементов

Существуют следующие виды цементов:

1. Романцемент.
2. Портландцемент.
3. Магнезиальный цемент.
4. Кислотоупорный цемент.
5. Глинозёмистый цемент.

Так как в настоящее время портландцемент является одним из наиболее распространенным. Рассмотрим более подробно, что такое портландцемент, его разновидности и область применения.

Портландцемент – гидравлическое вяжущее вещество, продукт тонкого измельчения цементного клинкера с небольшой добавкой гипса (3… 5%), состав которого состоит из силикатов кальция (алит и белит – 70…80%).

Цементный клинкер – это зернистая смесь, состоящая из карбоната кальция (разные виды известняка) и алюмосиликатов (глины, мергель, доменный шлак и др.), который получается путем обжига до спекания при температуре 1400…1450 о С. Гипс добавляется в портландцементе для урегулирования сроков схватывания. Название «портландцемент» произошло от названия острова Портленд (Portland, England), на котором добывается природный камень, таким же цветом.

Разновидности портландцемента получаются путем регулирования минералогического состава, введением минеральных и органических добавок, которые имеют свои особенные свойства и область применения. Существуют следующие разновидности портландцемента:

1. Портландцемент бездобавочный (ПЦ).
2. Портландцемент с минеральными добавками.
3. Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ).
4. Особо быстротвердеющий портландцемент (ОБТПЦ).
5. Шлакопортландцемент (ШПЦ).
6. Сульфатостойкие портландцементы (СПЦ).
7. Пластифицированный портландцемент.
8. Гидрофобный портландцемент.
9. Портландцемент на основе клинкера нормированного состава (Н)
10. Декоративные портландцементы.

1. Портландцемент бездобавочный (ПЦ)

Цемент серо-зеленного цвета, в составе которого, кроме гипса, отсутствуют минеральные добавки. Согласно ГОСТ 10178-85 портландцемент без добавок выпускается таких марок: 400, 500, 550 и 600. Обозначение: ПЦ-500-Д0 (ПЦ – портландцемент, 500 – марка цемента, Д0 – без добавок (0% добавок)). Применяется для строительства надземных, подземных, подводных монолитных и сборных бетонных, железобетонных конструкций при отсутствии агрессивного воздействия минерализованной или пресной воды. ПЦ-400-Д0 идеальный для приготовления бетонных смесей и строительных растворов.

2. Портландцемент с минеральными добавками

Цемент в состав, которого вводят следующие добавки:

• гранулированный доменный шлак – до 20%;
• природные активные минеральные добавки (опока, трепел) – до 10%;
• разные активные минеральные добавки – до 15%.

Введение минеральных добавок в портландцемент улучшает его свойства, такие как водонепроницаемость, коррозионная стойкость, уменьшает тепловыделение, но и есть негативное влияние – ухудшается его морозостойкость. За счет ввода минеральной добавки, экономится цементный клинкер без существенного изменения прочностных характеристик, таким образом, он дешевле по сравнению с бездобавочным портландцементом.

Согласно ГОСТ 10178-85 портландцемент с минеральными добавками выпускается таких марок: 400, 500, 550 и 600. Обозначение: ПЦ-500-Д5 или ПЦ-400-Д20 (Д5 или Д20 – процентное содержание минеральной добавки в портландцементе).

Применяется такой цемент во всех сферах строительства, им можно заменять обычный портландцемент, за исключением тех случаев, где необходимо получить конструкции с высокой маркой по морозостойкости. Например, цемент марки ПЦ-400-Д20 широко используют для закладки фундамента, используют для приготовления штукатурных растворов.

3. Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ)

Данный цемент получается путем тонкого помола алито-алюминатного клинкера (удельная поверхность 3500…4000 см 2 /г) и регулированием минералогического состава, – вводится большое количество трехкальциевого силиката и трехкальциевого алюмината (С₃S>50%, (C₃S+C₃A)>60 – 65%). Такой состав и тонкий помол БТЦ обеспечивает быстрый набор прочности: примерно, через 3 суток с момента затворения водой прочность на сжатие составляет не менее 25…28 МПа. Далее, после 3 суток скорость набора прочности замедляется, и на 28 сутки прочность практически не отличается от обычного портландцемента в том же возрасте. Таким образом, БТЦ востребованный там, где необходимо получить высокую прочность бетона в начальные сроки твердения.

Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ), согласно ГОСТ 10178-85 выпускается марки М400 и М500.

Применение . Эффективно применять при больших объемах производства сборных железобетонных изделий и бетонировании при отрицательных температурах. Преимущества в применении таких цементов заключается в значительном уменьшении расхода цемента, на предприятиях по изготовлению железобетонных изделий уменьшается время тепло-влажностной обработки или совсем обойтись без пропарки.

Ограничения: Запрещается применять данный цемент для строительства массивных конструкций. Бетон, изготовленный из БТЦ не сульфатостойкий.

4. Особо быстротвердеющий портландцемент (ОБТПЦ)

Состоит из ПЦ клинкера, содержащего алит C₃S в пределах 65 ÷ 68% и трехкальциевого алюмината С₃А не более 8%, а также добавляется гипс. Особо тонкий помол (удельная поверхность 4000…4500 см 2 /г и более) обеспечивает быстрый набор прочности в начальные сроки твердения, а также высокую марку цемента (М600, М700)

Применяется для строительства монолитных и сборных бетонных, железобетонных конструкций. В состав ОБТПЦ не допускается вводить минеральные добавки.

5. Шлакопортландцемент (ШПЦ)

Цемент, в состав которого добавляют гранулированный доменный шлак (20…80%). Шлакопортлан-дцемент обладает пониженным тепловыделением, меньшей усадкой при твердении и набухании в воде по сравнению с обычным портландцементом, более медленными сроками схватывания и твердения. Согласно ГОСТ 10178‑85 шлакопортландцемент выпускается таких марок: 300, 400, 500. Обозначение: ШПЦ-400 (Ш – добавка шлака).

Применение: в основном, предназначен для строительства наземных конструкций, а также для подземных и подводных конструкций, которые подвергаются воздействию пресной и минерализованной воды.

6. Сульфатостойкие портландцементы (СПЦ)

Производится путем регулирования минералогического состава: трехкальциевого силиката – не более 50%, трехкальциевого алюмината – не более 5%, C3A+C4AF – не больше 22%. В состав включают оксид магния (5%) и оксид алюминия (5%).

СПЦ подразделяются на:

• сульфатостойкий портландцемент (марка 400);
• сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками (марка 400, 500);
• сульфатостойкий шлакопортланцемент (марка 300, 400);
• пуццолановый портландцемент (марка 300, 400).

Данные цементы предназначены для изготовления бетонов, эксплуатируемых в очень сильной агрессивной среде. Их также применяют для изготовления бетона с повышенной морозостойкостью. Для подземных и подводных гидротехнических конструкций и сооружений, которые подвергаются сульфатной коррозии целесообразно применять сульфатостойкий шлакопортландцемент и сульфатостойкий пуццолановый портландцемент. Так как, сульфатостойкий портландцемент обладает пониженной экзотермией его можно использовать для строительства массивных конструкций.

Согласно ГОСТ 10178-85, в таблице 1 представлен минералогический состав некоторых сульфатостойких портландцементов.

7. Пластифицированный портландцемент

На цементном заводе в ПЦ клинкер на этапе помола вводится гидрофильно-пластифицирующая добавка, например лигносульфонат технический (ЛСТ). Данная добавка ПАВ (поверхностно-активные вещества) при затворении водой образует адсорбционные пленки гидрофильного характера, которые осаждаются на поверхности частицы цемента и таким образом «помогают» более полно смачивать воде цемент, что приводит к увеличению пластичности бетонной смеси. ПАВ вводится в количестве 0,1…0,3% от массы цемента. Благодаря пластифицированным добавкам увеличивается прочность бетона, за счет уменьшения В/Ц (водоцементное отношение), или помогают снизить расход дорогостоящего цемента на 8…10%. Пластифицированный портландцемент обладает улучшенными свойствами, такими как плотность, водонепроницаемость, морозостойкость.

8. Гидрофобный портландцемент

В ЦП клинкер вводятся гидрофобные ПАВ, в количестве 0,1÷0,3% от массы цемента. Существует множество гидрофобных добавок, самые распространенные это мылонафт, асидол, окисленный петролатум, синтетические жирные кислоты. Гидрофобные добавки уменьшают водопоглощение и капиллярный подсос, увеличивают водонепроницаемость и морозостойкость бетона до F1000.

Согласно ГОСТ 970-61 пластифицированный портландцемент выпускается следующих марок: 300, 400, 500, 600, 700.

Гидрофобный портландцемент может почти полностью сохранять свою активность на протяжении длительного времени, даже в помещениях с повышенной влажностью.

Применение: Гидрофобный цемент целесообразно применять для строительства гидротехнических, дорожных и аэродромных конструкций.

9. Портландцемент на основе клинкера нормированного состава (Н)

Строго нормируется минералогический состав и используется для строительства очень ответственных и важных конструкций (мосты, опоры ЛЭП и контактной сети, аэродромные покрытия).

10. Белый и цветные портландцементы

Это декоративные гидравлические вяжущие вещества, получаемые путем использования карбонатных пород и глин с очень малым содержанием оксидов железа (до 0,4…0,5%) и марганца (до 0,005…0,15 %) для получения белого клинкера, введения добавок гипса, белого диатомита (до 6%) и пигментов в цементный клинкер.

Белый портландцемент еще подвергают отбеливанию, вследствие восстановления Fe₂C>3 до Fe₃O₄.

При вводе в состав клинкера пигментов, таких как сурик, ультрамарин, кобальт, хром, марганец и другие получают цветные цементы. Пигменты добавляют в следующем количестве:

• минеральные и синтетические – не более 15%;
• органические – не более 0,3%.

Выпускают декоративные портландцементы следующих марок: 300, 400 и 500.

В декоративные цементы применяют для отделочных работ и предназначены для улучшения эстетического вида зданий и сооружений.

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

Автор публикации — эксперт GIDproekt

Конев Александр Валерьевич

Если у вас нет времени почитать наши публикации прямо сейчас, подпишитесь на обновления, и мы будем высылать извещения о новых заметках вам на почту