Domvorot54.ru

Электронный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Бетон на портландцементе

Бетон на портландцементе

ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ И ШЛАКОПОРТЛАНДЦЕМЕНТ

Portland cement and portland blastfurnace slag cement. Specifications

МКС 91.100.10
ОКП 57 3100, 57 3290,
57 3310, 57 3320

Дата введения 1987-01-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством промышленности строительных материалов СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 10.07.85 N 116

Изменение N 2 принято Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС) 20.05.98

За принятие изменения проголосовали:

Наименование органа государственного управления строительством

Министерство градостроительства Республики Армения

Минстройархитектуры Республики Беларусь

Агентство строительства и архитектурно-градостроительного контроля Республики Казахстан

Государственная инспекция по архитектуре и строительству при Правительстве Киргизской Республики

Министерство территориального развития, строительства и коммунального хозяйства Республики Молдова

Госстрой Республики Таджикистан

3. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 5683-86

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

Номер пункта, приложения

3.1, приложение А

Вводная часть, 1.2, 4.1

6. ИЗДАНИЕ (декабрь 2004 г.) с Изменениями N 1, 2, утвержденными в апреле 1988 г., ноябре 1998 г. (ИУС 8-88, 3-99), Поправкой (ИУС 6-2001)

ПЕРЕИЗДАНИЕ (по состоянию на октябрь 2008 г.)

Настоящий стандарт распространяется на цементы общестроительного назначения на основе портландцементного клинкера.

Стандарт не распространяется на цементы, к которым предъявляются специальные требования и которые изготовляются по соответствующим стандартам и техническим условиям.

Классификация, термины и определения — по ГОСТ 30515.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Цемент должен изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическим регламентам, утвержденным в порядке, установленном министерством-изготовителем.

1.2. По вещественному составу цемент подразделяют на следующие типы:

— портландцемент (без минеральных добавок);

— портландцемент с добавками (с активными минеральными добавками не более 20%);

— шлакопортландцемент (с добавками гранулированного шлака более 20%).

(Измененная редакция, Изм. N 2).

1.3. По прочности при сжатии в 28-суточном возрасте цемент подразделяют на марки:

— портландцемент — 400, 500, 550 и 600;

— шлакопортландцемент — 300, 400 и 500;

— портландцемент быстротвердеющий — 400 и 500;

— шлакопортландцемент быстротвердеющий — 400.

Примечание. Допускается с разрешения минстройматериалов выпускать портландцемент с минеральными добавками марки 300.

1.4. Условное обозначение цемента должно состоять из:

— наименования типа цемента — портландцемент, шлакопортландцемент. Допускается применять сокращенное обозначение наименования — соответственно ПЦ и ШПЦ;

— марки цемента — по п.1.3;

— обозначения максимального содержания добавок в портландцементе по п.1.6: Д0, Д5, Д20;

— обозначения быстротвердеющего цемента — Б;

— обозначения пластификации и гидрофобизации цемента — ПЛ, ГФ;

— обозначения цемента, полученного на основе клинкера нормированного состава, — Н;

— обозначения настоящего стандарта.

Пример условного обозначения портландцемента марки 400, с добавками до 20%, быстротвердеющего, пластифицированного:

Портландцемент 400-Д20-Б — ПЛ ГОСТ 10178-85

Допускается обозначение (за исключением случаев поставки цемента на экспорт):

ПЦ 400-Д20-Б — ПЛ ГОСТ 10178-85

(Поправка. ИУС N 6-2001).

— гипсовый камень по ГОСТ 4013. Допускается применение фосфогипса, борогипса, фторогипса по соответствующей нормативно-технической документации;

— гранулированные доменные или электротермофосфорные шлаки по ГОСТ 3476 и другие активные минеральные добавки по соответствующей нормативно-технической документации;

— добавки, регулирующие основные свойства цемента, и технологические добавки по соответствующей нормативно-технической документации.

1.6. Массовая доля в цементах активных минеральных добавок должна соответствовать значениям, указанным в табл.1.

Активная минеральная добавка, % по массе

доменные гранулированные и электротермофосфорные шлаки

осадочного происхождения, кроме глиежа

прочие активные, включая глиеж

Допускается замена части минеральных добавок в цементах всех типов добавками, ускоряющими твердение или повышающими прочность цемента и не ухудшающими его строительно-технические свойства (кренты, сульфоалюминатные и сульфоферритные продукты, обожженные алуниты и каолины). Суммарная массовая доля этих добавок не должна быть более 5% массы цемента.

(Поправка. ИУС N 6-2001).

1.7. Предел прочности цемента при изгибе и сжатии должен быть не менее значений, указанных в табл.2.

при изгибе в возрасте, сут

при сжатии в возрасте, сут

Изготовитель должен определять активность при пропаривании цемента каждой партии .

1.2-1.7. (Измененная редакция, Изм. N 1).

1.9. Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, а конец — не позднее 10 ч от начала затворения.

1.10. Тонкость помола цемента должна быть такой, чтобы при просеивании пробы цемента сквозь сито с сеткой N 008 по ГОСТ 6613 проходило не менее 85% массы просеиваемой пробы.

ПЦ 400-Д0, ПЦ 500-Д0, ПЦ 300-Д5, ПЦ 400-Д5,
ПЦ 500-Д5, ПЦ 300-Д20, ПЦ 400-Д20, ПЦ 500-Д20

ПЦ 550-Д0, ПЦ 600-Д0, ПЦ 550-Д5, ПЦ 600-Д5,
ПЦ 550-Д20, ПЦ 600-Д20, ПЦ 400-Д20-Б, ПЦ 500-Д20-Б

ШПЦ 300, ШПЦ 400, ШПЦ 500, ШПЦ 400-Б

1.12. Допускается введение в цемент при его помоле специальных пластифицирующих или гидрофобизирующих поверхностно-активных добавок в количестве не более 0,3% массы цемента в пересчете на сухое вещество добавки.

Пластифицированный или гидрофобный цемент должен поставляться по согласованию изготовителя с потребителем.

Пластифицированный или гидрофобный цемент не должен поставляться потребителям, использующим суперпластификаторы при приготовлении бетонных смесей.

Подвижность цементно-песчаного раствора состава 1:3 из пластифицированных цементов всех типов должна быть такой, чтобы при водоцементном отношении, равном 0,4, расплыв стандартного конуса был не менее 135 мм.

Гидрофобный цемент не должен впитывать в себя воду в течение 5 мин от момента нанесения капли воды на поверхность цемента.

(Измененная редакция, Изм. N 1; Поправка. ИУС N 6-2001).

1.13. При производстве цемента для интенсификации процесса помола допускается введение технологических добавок, не ухудшающих качества цемента, в количестве не более 1%, в том числе органических не более 0,15% массы цемента.

Эффективность применения технологических добавок, а также отсутствие отрицательного влияния их на свойства бетона должны быть подтверждены результатами испытаний цемента и бетона.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.14. Для бетона дорожных и аэродромных покрытий, железобетонных напорных и безнапорных труб, железобетонных шпал, мостовых конструкций, стоек опор высоковольтных линий электропередач, контактной сети железнодорожного транспорта и освещения должен поставляться цемент, изготовляемый на основе клинкера нормированного состава с содержанием трехкальциевого алюмината ( ) в количестве не более 8% по массе.

Для этих изделий по согласованию с потребителем должен поставляться цемент одного из следующих типов:

— ПЦ 400-Д0-Н, ПЦ 500-Д0-Н — для всех изделий;

— ПЦ 500-Д5-Н — для труб, шпал, опор, мостовых конструкций, независимо от вида добавки (для напорных труб должен поставляться цемент I или II группы по эффективности пропаривания согласно приложению А;

— ПЦ 400-Д20-Н, ПЦ 500-Д20-Н — для бетона дорожных и аэродромных покрытий при применении в качестве добавки гранулированного шлака в количестве не более 15%.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

1.15. Массовая доля щелочных оксидов ( и ) в пересчете на ( +0,658 ) в цементах, предназначенных для изготовления массивных бетонных и железобетонных сооружений с использованием реакционно-способного заполнителя, устанавливается по согласованию с потребителем.

1.18. Изготовитель должен испытывать цемент на наличие признаков ложного схватывания равномерно по мере отгрузки, но не менее чем 20% отгруженных партий.

(Введен дополнительно, Изм. N 1).

2. ПРАВИЛА ПРИЕМКИ

2.1. Приемку цемента производят по ГОСТ 30515.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

2.2. Группы цемента по эффективности пропаривания приведены в приложении А.

(Введен дополнительно, Изм. N 2).

3. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

3.1. Определение физико-механических свойств цементов производят по ГОСТ 310.1 — ГОСТ 310.4.

3.2. Химический анализ клинкера и цемента производят по ГОСТ 5382.

При этом массовую долю в клинке* оксида магния ( ) устанавливают по данным приемочного контроля производства.
______________________
* Текст документа соответствует оригиналу. — Примечание изготовителя базы данных.

3.3. Вид и количество добавок в цементе определяют по методике головной организации по государственным испытаниям цемента в пробе, отобранной на заводе-изготовителе.

3.5. Наличие признаков ложного схватывания цемента проверяют по методике головной организации по государственным испытаниям.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3.6. (Исключен, Изм. N 1).

4. УПАКОВКА, МАРКИРОВКА, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ

4.1. Упаковку, маркировку, транспортирование и хранение цемента производят по ГОСТ 30515.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

Читать еще:  Сколько нужно цемента для бетона

5. ГАРАНТИИ ИЗГОТОВИТЕЛЯ

5.1. Изготовитель гарантирует соответствие цемента всем требованиям настоящего стандарта при соблюдении правил его транспортирования и хранения при поставке в таре в течение 45 сут после отгрузки для быстротвердеющих и 60 сут — для остальных цементов, а при поставке навалом — на дату получения цемента потребителем, но не более чем 45 сут после отгрузки для быстротвердеющих и 60 сут — для остальных цементов.

Разд.5. (Измененная редакция, Изм. N 1).

Портландцементный бетон

В обозримом будущем бетон на портландцементе по-прежнему останется преобладающим строительным материалом. Так же как и в других областях промышленности, при развитии технологии бетона необходимо учитывать широкую потребность в сохранении природных ресурсов и окружающей среды в правильном использовании энергии. Поэтому следует ожидать, что основной акцент в технологии цемента и бетона будет делаться на использование отходов и побочных продуктов. Усилия будут направлены также на применение «вторичных» материалов, таких, как отходы, получающиеся при разрушении конструкций и готовых бетонных смесей.

Значение побочных продуктов и отходов становится очевидным из посвященной этой теме библиографии, опубликованной в 1972 году Строительной научно-исследовательской станцией в Великобритании. Эта библиография охватывает работы, проведенные после 1960 г., за исключением данных о доменных шлаках, а также большей части публикаций, относящихся к исследованию золы-уноса. Тем не менее она охватывает 161 публикацию. С 1972 г. в этой области наблюдается интенсивная исследовательская деятельность.

Рассмотрим некоторые способы возможного использования побочных продуктов и отходов в технологии цемента и бетона.

Сырье при производстве цементного клинкера.

Зола-унос и доменный шлак были также предложены в качестве сырья. Фосфогипс в сочетании с глиной, оксид железа и кокс используются в производстве цемента и серной кислоты. К другим потенциально возможным к применению материалам относятся отходы производства глинозема, карбонатный шлам, отход производства сернокислого аммония и бумаги, а также гидроксид кальция, образующийся при действии воды на карбид кальция

Производство цемента.

Многие побочные продукты или отходы могут быть размолоты вместе с портландцементным клинкером или смешаны с портландцементом в качестве минеральных добавок. Для этой цели широко используют золу-унос и гранулированные доменные шлаки. Рисовая шелуха также была предложена в качестве частичной замены портландцемента. Гипс, получаемый как попутный продукт в различных отраслях промышленности, представляется обещающей заменой природного гипса. Было получено много патентов на использование побочных продуктов промышленности в качестве химических добавок.

Заполнители.

Отходы и побочные продукты могут найти широкое применение в качестве заполнителей без всякой обработки или после обработки такими методами, как агломерация, спекание, дробление и т. д. Именно это применение может быть очень полезным, так как бетон на 75% состоит из заполнителей. Были исследованы многие виды материалов, включая шлаки, отходы электростанций, регенерированный бетон, отходы при закрытой и открытой разработках полезных ископаемых, отвалы угольных шахт, битое стекло, материал, остающийся после сжигания мусора, добычи бокситов, обожженная глина и древесные опилки. Однако применение многих из этих материалов ограничивается тем, что их часто производят на больших расстояниях от строительных площадок, где существует потребность в них.

Многие разновидности материалов могут быть использованы для производства бетонных блоков методом пропаривания.

Существуют многие отходы, применяемые или потенциально пригодные в качестве заполнителей. Их можно распределить по трем группам.

Материалы I группы наиболее пригодны для применения в качестве заполнителей, т. е. там, где они в разном степени уже используются в настоящее время. Доменный шлак и зола-унос получили широкое признание в технологии бетона. Доля доменного шлака, используемого в Японии, США, Канаде и Великобритании, составляет соответственно 91, 95, 100 и 100 %. Материалы I группы обычно обладают такими ценными свойствами, как высокая прочность, определенная форма, стойкость к истиранию и соответствующий гранулометрический состав.

Материалы II группы можно рекомендовать к применению только после дальнейших исследований и разработок. В настоящее время масштабы их применения не так велики, как материалов I группы; они используются только в ограниченной степени и требуют некоторой обработки.

Материалы III группы проблематичны для применения в качестве заполнителей в бетонах. Они нуждаются в обширной обработке, их свойства нестабильны и не удовлетворяют стандартным требованиям к хорошим заполнителям. Поскольку они находятся в виде шлама, перед употреблением их необходимо обезводить, что повышает стоимость обработки.

Доменный шлак.

Железная руда в доменной печи превращается в железо, тогда как при высоком содержании извести образуется C2S.

При медленном охлаждении шлака на воздухе образуется кристаллический плотный продукт, известный под названием «шлак воздушного охлаждения». Когда шлак быстро выгружается и обрабатывается в струе воды, образуется легкий продукт, известный как «вспученный шлак».

Шлак воздушного охлаждения пригоден в качестве заполнителя для бетона.

Результаты свидетельствуют о том, что у бетона на шлаке прочность при сжатии больше, чем у бетона на гравии. Шлаковые мелкозернистые заполнители можно использовать как полноценные заменители песка. Постоянство объема, хорошие сульфатостойкость и коррозионная стойкость к действию растворов хлоридов (для железобетона) делают бетон на шлаковом заполнителе пригодным для многих областей применения. Возможно, что коррозионная стон-кость железобетона объясняется наличием щелочей, образующихся при реакции шлака с водой.

Все вещества, входящие в состав шлака, кроме P-C2S, устойчивы при использовании в нормальных условиях. Однако при температуре окружающей среды 3-C2S может оказаться термодинамически неустойчивым и переходить в у-форму, что сопровождается 10 %-ным объемным расширением и самопроизвольным разрушением шлака. Примеси, присутствующие в шлаке, могут стабилизировать 3-форму, но трудно предсказать, являются ли отдельные включения f5-C2S в шлаке устойчивыми или нет. В Великобритании считается нежелательным наличием в шлаках C2S; так, например, в нормы BSS—1047 входят критерии стабильности, основанные на ограничениях состава; в этом документе содержится также подробное описание методов микроскопического исследования для определения 3-C2S. В редких случаях шлак может стать недоброкачественным в результате присутствия восстановленного железа, которое, окисляясь, вызывает его объемное расширение.

Вспученный шлак.

Обычно принято считать, что вспученный шлак получается вследствие резкого выделения газов и пара. Недавно было высказано предположение, что более вероятной причиной вспучивания следует считать Н, и СО, которые образуются при гидролизе карбида кальция, присутствующего в шлаке.

По сравнению со шлаком воздушного охлаждения этот шлак производится лишь в небольшом количестве. Он начадит применение при изготовлении легкого бетона. Поскольку его получают в результате быстрого охлаждения, то эта технология предупреждает образование кристаллического C2S, и опасность объемного расширения уменьшается. Объемная плотность такого шлака изменяется от 800 до 950 кг/м3. В нем содержится меньше серы, чем в шлаке воздушного охлаждения, так как некоторое ее количество освобождается в виде H2S во время процесса вспучивания.

Прочность бетона на вспученном шлаке при сжатии в возрасте 28 сут сопоставима с прочностью других легких бетонов того же возраста. Блоки из бетона на вспученном шлаке применяют как для несущих, так и для не несущих стен. Такой бетон обладает высокой огнестойкостью, а его удельная теплопроводность составляет 75 % удельной теплопроводности других легких бетонов.

Вспученный шлак может выпускаться также в виде гранул. Такой ид шлака был разработан в Канаде; то получают, направляя тонкую струю расплавленного шлака в воду, находящуюся во вращающемся лопастном барабане. Чтобы выяснить, насколько успешно можно применить этот процесс к шлакам, получаемым другими способами, потребуются дальнейшие исследования. Утверждается, что при изготовлении гранулированного шлака не так сильно загрязняется воздух, как при нормальном процессе закаливания шлаков.

Сталеплавильные шлаки.

Сталь получают путем извлечения из чугуна таких примесей, как углерод, кремнии, марганец и фосфор. Это достигается плавлением чугуна совместно с известняковым или доломитовым флюсом в окисляющей среде: Известняк или доломит соединяются с окисленными составляющими чугуна, образуя сталеплавильный шлак. Сталеплавильные шлаки могут быть богаты фосфором или кальцием, в них содержится метастабильный C2S, п поэтому их применяют только как заполнители дорожных асфальтобетонов, но они непригодны для использования в цементном бетоне. Сталеплавильный шлак перед использованием обычно до одного года выдерживают в штабелях, чтобы предотвратить изменение объема, обусловленное нестабильностью C2S. При этом выдерживании допускается гидратация зерен обожженного доломита и магнезита.

Читать еще:  Пескобетон м300 характеристики

Другие металлургические шлаки.

По сравнению с доменными и сталеплавильными шлаками количество других шлаков, получаемых в результате производства меди, цинка, свинца, никеля и олова, сравнительно невелико. Проблемы использования этих шлаков еще нуждаются во всестороннем исследовании. Шлаки, получаемые при производстве цинка и свинца, могут в бетоне вызвать щелочную коррозию кремнезема. Они были изучены в качестве заполнителей для асфальтобетона. Шлаки воздушного охлаждения, получаемые при производстве фосфора, исследовались в качестве заполнителей для цементного бетона.

Отходы тепловых электростанций.

При сжигании угля в тепловых электростанциях (ТЭС) образуется несколько типов побочных продуктов. В ТЭС старой конструкции, работающих на кусковом твердом топливе, остается так называемый печной клинкер. На современных предприятиях, где используется распыленное твердое топливо, остающиеся после сгорания частицы подвергают электростатическому осаждению н собирают. Такие частицы называются золой-уносом или порошкообразной топливной золой. Некоторые из частиц золы совместно с котельным шлаком оседают на дно обжиговых агрегатов, поэтому их называют печной подовой золой. В некоторых печах образуется также расплавленный остаток, известный как котельный шлак.

Печной клинкер содержит заметное количество несгоревшего угля и других загрязнений; его применяют, главным образом, при производстве заполнителей, требования на которые даны в нормах BSS—1165—1966. Этот материал, содержащий сульфаты и хлориды, не рекомендуется использовать при изготовлении железобетона. По мере перехода на порошкообразное топливо ТЭС печной клинкер станет применяться все реже.

Печная подовая зола составляет примерно 2,5 % всей производимой золы. Ожидается, что потребление золы будет возрастать по мере повышения масштабов использования угля.

Химические анализы печной подовой золы аналогичны результатам анализов золы-уноса, за исключением щелочей и сульфатов, которых больше содержится в первом из них. Печная подовая зола и котельный шлак могут быть использованы в качестве легких заполнителей при изготовлении бетонный блоков.

Зола-унос пригодна для производства легких заполнителей, однако объем ее применения для этих целей невелик: в США, Великобритании и ФРГ ежегодно используется лишь около 0,13, 0,26 и 0,2 млн. т золы-уноса.

Для производства легкого бетона легкие заполнители вспученные глина, шлак, пемза смешивают с цементом. Преимущество от применения золы-уноса, описанное выше, заключается в том, что несгоревший уголь, содержащийся в золе, обеспечивает тепло, до-2 статочное не только для испарения влаги, но и для спекания гранул.

Исходную золу-унос смешивают с водой и формуют гранулы с помощью конических дисков или барабанов либо путем экструзии. Обнаружено, что добавление небольших количеств щелочи приводит к получению гранул с лучшим сопротивлением динамическому механическому воздействию и термическому удару.

При агломерации на колосниковой решетке температура достигает 1150— 1200 °С; это способствует тому, что дисперсные частицы золы-уноса плавятся, образуя брикеты. Затем эти брикеты дробят до получения гранул. Бетон, изготовленный на таких заполнителях, имеет через 28 сут прочность при сжатии 56 МПа и плотность 1100—1800 кг/м3. Поскольку эти заполнители имеют хорошие форму, прочность и умеренную абсорбцию воды, они пригодны для изготовления легкобетонных блоков и конструкций из легкого бетона. Требования к заполнителям из золы-уноса содержатся в нормах BSS—3797.

Значения оптимальной крупности-золы-уноса для процесса их агломерации и производства гранул еще не изучены, так как необходимые размеры фракций лежат ниже 10 мкм. Большее практическое значение имеет подход, основанный на измерении площади поверхности золы. Химический состав золы не играет важной роли, поскольку температура агломерации лежит ниже той температуры, при которой была изготовлена зола. Тем не менее известно что заполнители нужного качества могут быть получены при содержании в них карбонатов между 3 и 10 %. Избыточные количества железа вызывают окрашивание бетона.

Хотя процесс производства легких наполнителей из золы-уноса протекает при высоких температурах, имеются сведения о том, что золы с удельной поверхностью выше 450 м2/кг обладают пуццоланическими свойствам.

Портландцемент (ПЦ)

Портландцемент (ПЦ) – наиболее распространенная разновидность строительных цементов, производство которых регламентирует ГОСТ 31108-2016. Это гидравлическое вяжущее, изготавливаемое из карбонатных пород (известняка, мела, кремнезема, глинозема), твердеет при затворении водой. Оно широко используется для изготовления цементно-песчаных растворов, бетонов, сухих строительных смесей различного назначения, применяемых в гражданском, промышленном, военном строительстве. Ассортимент различных видов и марок портландцемента позволяет выбрать подходящее вяжущее для индивидуального домостроения, массового многоэтажного строительства, сооружения объектов промышленного и инженерного назначения.

Состав портландцемента

Портландцемент получают спеканием сырьевой смеси, в состав которой входят глина (22-25 %) и известняк (75-78 %). Добыча известняка, залегающего на глубинах до 0,7-10 м, ведется открытым способом. Для изготовления портландцемента используется слой известняка желтовато-зеленоватого цвета.

Спеченная при высоких температурах гранулированная сырьевая смесь называется «клинкер». Именно его состав и характеристики определяют важные свойства цемента: прочность цементного камня и скорость ее нарастания, долговечность и стойкость к сложным эксплуатационным условиям отвердевших растворов и смесей, изготовленных на базе портландцемента.

Особенности производства портландцемента

Известняк от места добычи доставляют к месту производства портландцемента. Сырье сушат и осуществляют его первичный помол с введением специальных добавок. Полученную смесь обжигают. Образованный клинкер повторно перемалывают с введением активных добавок. Поскольку разные виды сырьевых смесей имеют индивидуальный состав, влажность и другие характеристики, каждое производство организуется по собственной технологии. Наиболее распространенные варианты:

  • Сухой способ. Сырье во время или после первичного измельчения сушится. На обжиг материал поступает в сухом виде. Это наиболее экономичный вариант, не требующий затрат энергии на удаление лишней воды из шихты.
  • Мокрый. Используется при производстве портландцемента из сырья, в состав которого входят мел, глина, железосодержащие добавки. Сырье измельчается в воде. Суспензия после удаления лишней воды обжигается в печи. В результате обжига получают небольшие шарики, из которых после тонкого помола образуется цемент.
  • Комбинированный. Эта технология совмещает две предыдущие. Сырьевую смесь (шлам) готовят мокрым способом, после чего ее отправляют на фильтры. В результате фильтрования смесь осушается до 16-18 %. После фильтров сырье поступает на обжиг. Есть и другой вариант комбинированного способа. Шлам готовят сухим способом, добавляют в него воду, гранулируют. После обжига получают клинкер в виде гранул 10-15 мм.

Технические характеристики портландцемента

Оценка качества портландцемента осуществляется по следующим характеристикам:

  • Плотность. Эта величина определяется минералогическим составом материала. В рыхлом состоянии она находится в пределах 0,9-1,3 т/м3, в уплотненном – 1,5-2 т/м3.
  • Период схватывания. Эта техническая характеристика является важным свойством портландцемента. Она зависит от минералогического состава сырья, тонкости помола, водоцементного соотношения, температуры окружающей среды. Схватывание должно начаться не ранее чем через 45 минут, а закончиться – не позже, чем через 12 часов после затворения портландцемента. По нормативам портландцемент, предназначенный для создания бетонных покрытий дорог, может схватываться только через 2 часа после его затворения.
  • Тонкость помола. Эта величина, равная суммарной поверхности зерен в единице массы цемента, существенно влияет на технические характеристики материала, в частности, на скорость его твердения. У обычного портландцемента тонкость помола равна 2500-3000 см2/г, быстротвердеющего – 4000-6000 см2/г.
  • Равномерность изменения объема во время твердения цементной лепешки. Это одна из главных технических характеристик портландцемента. Неравномерное схватывание характерно для вяжущего, в составе которого присутствует слишком большое количество свободной извести или оксида магния. Равномерность изменения объема измеряется на четырех лепешках, которые изготавливаются из цементного теста нормальной густоты. Испытания проводят способом кипячения. Цемент считается прошедшим испытания, если на лицевой стороне всех лепешек отсутствуют: сетка мелких трещин или крупные радиальные трещины, доходящие до края.
  • Водоцементное соотношение (водопотребность). Этот термин означает количество воды, необходимое для изготовления продукта требуемой пластичности. Для портландцемента водоцементное соотношение составляет примерно 25 %. При необходимости его снижения в состав сырьевой смеси вводят пластификаторы.
  • Водоотделение. Этот процесс происходит при твердении строительного раствора или смеси из-за опускания частиц вяжущего и заполнителей под действием силы тяжести. Вода может выступать на поверхности бетонного элемента, между слоями укладываемой смеси или раствора, вокруг частиц заполнителя или арматурных стержней. Наличие таких тонких водных пленок внутри бетонного элемента значительно снижает его прочность и долговечность.
  • Морозостойкость. Это свойство характеризует способность отвердевшего цементно-песчаного слоя или бетонной конструкции, изготовленных на базе портландцемента, выдерживать циклы замерзания/оттаивания без потери рабочих характеристик.
  • Коррозионная стойкость. Ее обычно разделяют на химическую и физическую коррозионную стойкость. Химическая коррозионная стойкость зависит от минералогического состава, а именно, от способности компонентов выдерживать воздействие химически агрессивных сред. Физическую коррозионную стойкость улучшают снижением пористости бетона, уменьшением радиуса пор и их обработкой гидрорфобизирующими составами.
  • Тепловыделение. Это свойство характеризует величину тепла, выделяемого в процессе гидратации цемента. Портландцемент, слишком активно выделяющий большое количество тепла, нельзя использовать при строительстве массивных сооружений из-за большой разницы в температурах на поверхности и внутри бетонного элемента. Для регулирования тепловыделения цемента применяют специальные активные добавки.
Читать еще:  Краска для окраски бетонных поверхностей

Разновидности портландцемента

Все виды портландцемента делятся на бездобавочные и добавочные. Бездобавочные ПЦ в качестве добавок содержат только гипс. Такие цементы используются для строительства надземных, подземных, подводных конструкций, изготовления железобетонных изделий, не контактирующих при эксплуатации с агрессивными средами. Активные минеральные добавки изменяют технические характеристики портландцемента в нужном направлении. С их помощью повышают водонепроницаемость, коррозионную стойкость и другие полезные свойства готовых продуктов, изготовленных на базе цемента.

В зависимости от присутствующих в составе добавок различают следующие разновидности портландцемента:

  • Быстротвердеющий (БПЦ). Для этого цемента характерен быстрый набор прочности в первые дни после заливки смеси или раствора. В его составе преобладают трехкальциевый силикат и трехкальциевый алюминат. Он имеет очень высокую тонкость помола, поэтому быстро впитывает влагу из воздуха. При неправильном хранении такой цемент очень быстро теряет товарные характеристики. Быстротвердеющие портландцементы используются при производстве ЖБИ с высокой отпускной прочностью. Коррозионная стойкость быстротвердеющих цементов пониженная.
  • Пластифицированный. Получают введением поверхностно-активных добавок. Применение этой разновидности портландцементов позволяет снизить водоцементное соотношение, повысить прочность и морозостойкость получаемых растворов и бетонов после твердения.
  • Гидрофобный. При производстве гидрофобного портландцемента в состав клинкера добавляют гидрофобные ПАВ, которые образуют на зернах цемента водоотталкивающие пленки. Обычно в качества ПАВ востребованы продукты нефтепереработки. При хранении даже во влажных условиях такой цемент не портится, не слеживается и не комкуется. Строительные смеси и растворы на базе гидрофобного цемента отличаются хорошей пластичностью, а после твердения – водонепроницаемостью и морозостойкостью.
  • Сульфатостойкий. Цемент изготавливают из клинкера, который имеет в составе пониженное содержание трехкальциевых силиката и алюмината. Такой портландцемент повышает стойкость бетона к коррозии при эксплуатации строительной конструкции в контакте с сульфатсодержащими средами.
  • Белый. Цемент получают с использованием белых коалиновых глин, мела, чистых известняков. На основе белого ПЦ изготавливают цветные цементы путем добавления красящих пигментов.
  • Шлакопортландцемент. Изготавливают совместным помолом портландцементного клинкера, гипса и доменного гранулированного шлака.
  • Пуццолановый. Получают смешиванием портландцементного клинкера, активной миндобавки, гипса. Активные минеральные добавки, входящие в состав этого цемента, – вулканические туфы, пемзы, пеплы, трепел, золы тепловых электростанций. Это вяжущее активно используется при строительстве гидротехнических сооружений, подземных объектов.

Классы и марки прочности портландцементов

В соответствии с ГОСТом 31108-2016 основная характеристика портландцемента – прочность – определяется классом. Ранее это свойство характеризовала марка. Наиболее популярные портландцементы:

  • В 32,5 (М400). Вид цемента, востребованный практически во всех областях частного и массового строительства, для изготовления ЖБИ, устройства дорожек, площадок, отмосток.
  • В42,5 (М500). Портландцемент, имеющий прекрасные прочностные характеристики, применяется в ремонтно-строительных работах на объектах ответственного назначения, при восстановлении строительных конструкций после аварий, проведении дорожно-ремонтных работ.
  • В52,5 (М600). Портландцемент, используемый при строительстве особо ответственных объектов.

В каких случаях портландцемент не применяется?

При выборе вида цемента учитывают условия, в которых будет эксплуатироваться объект. Портландцементы с активными добавками, пуццолановые цементы не применяют в регионах с низкими температурами. Все виды портландцементов не используются:

  • в соленых водах;
  • в руслах рек проточного типа;
  • в водоемах, имеющих в составе большое количество различных минералов.

Сульфатостойкий цемент подходит для применения только в статичных водах невысокой агрессивности. Для плотин, дамб, конструкций, эксплуатируемых в проточных водах, используют специальные виды цемента.

Выбор цемента для приготовления бетона

Создание основания конструкции или проведение работ по ее возведению требуют особых умений. В частности, это касается замешивания бетона соответствующего качества. Каждый процесс постройки индивидуален и нуждается в определенной пропорции материалов – количество цементного вещества, раствора и тому подобное. Каждый такой расчет нужен, как для определения должного количества компонентов, так и для установления общих финансовых затрат на строительство.

Процесс создания

Под цементом имеется ввиду вяжущее вещество неорганического искусственного происхождения. Как правило, его использование связано с изготовлением двух стройматериалов – это бетон и раствор. Выделяют 3 этапа изготовления цементного материала.

1 этап – добывание и обрабатывание материалов, путем проведения следующих операций:

  • добыча известняковых, глиняных и гипсовых материалов;
  • измельчение известняка, его сушение;
  • перемешивание полученной смеси с глиной в соотношении 1:3 (известняк : глина);
  • приготовленное вещество имеет название «шлам».

2 этап охватывает процесс производства клинкера, а именно промежуточный продукт перед образованием цемента. Для этого нужны следующие действия:

  • обжечь шлам (температура должна достигать 140 градусов);
  • дождаться его преобразования в клинкер, который на вид напоминает керамзитные зерна;
  • измельчить клинкер до состояния порошка.

3 этап – портландцемент, который образуется после следующих действий:

  • порошок клинкера смешивается с гипсом, количество которого равно 5% от общей массы;
  • в состав включаются минеральные вещества для создания определенного вида и марки цементного раствора.

Вернуться к оглавлению

Виды и их применение

Вяжущее вещество имеет множество разновидностей.

Портландцемент

Самый распространенный материал. Его использование, как правило, связано со строительством различных целей, изготовлением как тяжелых, так и легких бетонов, ячеистых бетонных конструкций, материалов для теплоизоляции, самых высоких растворных марок. Условия эксплуатации не ограничены. Его хранение должно происходить в закрытых складских помещениях. Смешивание нескольких марок цемента в единое целое недопустимо.

В свою очередь, для соблюдения требований строительства к качеству цементной смеси, портландцемент делится на подкатегории. Их главным отличием являются присущие им свойства. Рассмотрим эти цементы детально.

Пластифицированный

Его изготовление связано с измельчением соответствующего клинкера, который состоит из гипса и пластификатора, количество которого должно быть не выше 0,15-0,25% от массы всего раствора. Данному раствору соответствует 400 и 500 марки. Главными особенностями этого материала являются:

  • повышенная подвижность;
  • пластификация, суть которой заключается в сокращении количества воды, содержащейся в готовом изделии;
  • плотность;
  • стойкость к низким температурам;
  • гидроизоляционные свойства бетона.

Как правило, применяется при укладке покрытий дорог, аэродромов и гидросооружений.

Гидрофобный

Образуется в ходе добавления в клинкер веществ, обладающих гидрофобизирующими свойствами. Они включают в себя:

  • жирные кислоты из синтетических материалов;
  • петролатум, подданный окислению;
  • асидол;
  • мылонафт и прочие.

Адсорбция данных веществ служит защитным слоем для цемента на мономолекулярном уровне от воздействия влаги. Гидрофобизирование помогает цементу избежать коррозии и разрушения в процессе оттаивания. Его достоинства:

  • стойкость к минусовым климатическим условиям;
  • слабо поддается коррозийному разрушению и воздействию влаги;
  • влажность воздуха не влияет на срок хранения.

Применяется при постройке конструкций гидротехнического, портового, аэродромного и дорожного направлений. Кроме того, возможно использование при облицовке поверхностей зданий.

Быстротвердеющий

Главная особенность такого цемента основывается на процессе затвердевания. Это свойство упоминается в маркировке смеси буквой «Б». Прочность материала достигается при замешивании. Именно благодаря этому качеству цементная смесь становится популярной. Кроме того, железобетонные конструкции изготавливаются без использования камер пропаривания. Чаще всего применяется для создания специального бетона.

Сульфатостойкий

Данный портландцемент характеризуется низким тепловыделением, что обеспечивается благодаря высокой сульфатостойкости. Благодаря этому становится возможным использование бетона, полученного в результате применения этого цемента, при строительстве конструкций с высоким сульфатным влиянием.

Белый и цветной

Белый портландцемент образуется в ходе использования клинкера с невысокой концентрацией в нем железа. Что же касается цветного материала, то он получается при добавлении в их состав разных пигментных веществ, таких как охра, окись хрома и другие. Применение обоих растворов характерно для декорирования зданий.

Расширяющийся цементный раствор