3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Бетон на портландцементе

Портландцемент: разновидности, свойства и применение

Для изготовления бетона применяются неорганические вяжущие вещества, которые при смешивании с водой образуют тестообразный раствор, набирающий прочность по мере застывания. Разновидностью такого вяжущего состава является портландцемент.

Особенности и изготовление

О портландцементе нередко ведут разговор, когда речь заходит о необходимости прочного и устойчивого к негативным воздействиям среды раствора. Портландцемент представляет собой разновидность вяжущего вещества для бетонных растворов.

Он является сухой смесью, которую разводят водой. Спустя определенное время происходит схватывание продукта при взаимодействии с воздухом.

Портландцемент в основе имеет мелко смолотый клинкер, а также гипс, ускоряющий схватывание смеси. В зависимости от вида и марки изделия его формула может включать те или иные добавки и примеси.

Смесь была изобретена еще в 1824 году американским каменщиком, а своим названием обязана внешнему сходству с известняком Портленда, который добывался в одном из английских графств.

Для получения данного состава используются карбонатные горные породы (известняк, мел, глинозем и кремнезем), а также мергелий (смесь карбонатных пород и глины, переходная порода от известняковых к глинистым). Процесс производства начинается с тщательного измельчения сырья и смешивания его в определенных пропорциях. Следующий этап – обжиг сырья в печах при температуре 1300-1400°С. Результатом оплавления становится материал, называемый клинкером.

Клинкер вновь измельчается и смешивается с гипсом. При необходимости добавляются прочие элементы, повышающие эксплуатационные характеристики готового продукта. Данная смесь проходит контроль качества и при соответствии принятым стандартам получает сертификат соответствия.

Существует несколько вариантов обжига сырья:

  • Мокрый. Сначала происходит измельчение компонентов, затем глина замачивается до тех пор, пока показатель влажности не достигнет 70%. После этого она в мельницах смешивается с известняком.
  • Сухой. Процесс перемалывания и сушки смеси происходит одновременно, что позволяет сократить трудозатраты и расходы производства. В результате обработки в мельницах получают порошкообразное сырье.
  • Комбинированный. При данной технологии совмещаются 2 типа производства – сухой и мокрый. Влагонасыщение сырья поднимается до 14%, после чего продукция измельчается и высушивается в специальных мельницах.

Состав и свойства

Как уже говорилось, портландцемент состоит из клинкера. В природе готовые гранулы встречаются достаточно редко, поэтому клинкерную крошку получают искусственным методом путем смешивания и обжига карбоновых и глинистых смесей.

Готовый клинкер смешивают с гипсом, содержание которого в составе не превышает 5%. Его вводят для того, чтобы обеспечить подвижность раствора в течение 45 минут, что необходимо при формовке изделий или выполнении некоторых видов работ.

Состав и процентное содержание компонентов смеси регулирует ГОСТ 10178 85 «Портландцемент и шлакопортландцемент». Именно соблюдение гостребований при производстве гарантирует высокие технические и эксплуатационные характеристики продукта.

На его упаковке обязательно должно быть указание на производство по ГОСТу. При отсутствии последнего имеется ввиду, что портландцемент изготовлен в соответствии с ТУ (технические условия), а это значит, что его свойства отличаются от принятых.

Для придания портландцементу определенных технических характеристик, в состав вводят минеральные добавки, содержание которых не превышает 20-25%.

Наиболее востребованными являются следующие:

  • Алюминат увеличивает сроки схватывания цемента, но имеет невысокие показатели прочности (возможное содержание в портландцементе – не более 15%).
  • Алюмоферрит имеет те же свойства, что и предыдущая добавка, однако его содержание в готовом продукте уменьшается до 10-18%.
  • Белит оказывает вяжущее действие, способствует увеличению времени затвердевания, однако чрезмерное содержание способно негативным образом сказываться на прочностных характеристиках состава (допустимое содержание – не более 15-37%).
  • Алит широко используется (процентное соотношение может достигать 60%) в составах высоких марок, поскольку обеспечивает быстрое их отвердение.

Свойства портландцемента определяются его составом. Основными критериями, по которым производится оценка качества продукта, являются следующие:

  • Период схватывания. Схватывание смеси при соблюдении технических требований ее разведения должно происходить спустя 40-45 минут. Минералогический состав, тонкость помола и температура, при которой ведутся работы – именно эти факторы в первую очередь влияют на скорость схватывания изделия.
  • Водопотребность. Под данным термином понимается количество воды, требуемое для получения густого, подходящего для работы цементного теста. Обычно влага не должна превышать 25% от состава смеси. С целью снижения требуемого количества воды применяется сульфитно-дрожжевая бражка или пластификаторы.
  • Водоотделение. Данный термин обозначает отжим воды в готовом растворе, возникновение которого обусловлено оседанием более тяжелых цементных частиц. Снизить этот показатель позволяют минеральные добавки.
  • Морозостойкость – способность продукта переносить определенное количество циклов заморозки и разморозки без потери своих эксплуатационных характеристик.

Для повышения морозостойкости в состав добавляют абиетат натрия или смыленный древесный пек.

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.

Читать еще:  Столешница из цемента своими руками

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.

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.

Читать еще:  Изготовление тротуарной плитки из бетона

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.

Что такое Портландцемент?

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

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

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

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

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

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

Марки цемента

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

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

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

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

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

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

Используемое основное сырье

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

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

Из известковых пород наиболее часто применяют:

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

К глинистой составляющей относятся:

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

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

Минеральные составляющие клинкера

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

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

К основным минералам, определяющим свойства получаемого клинкера относятся:

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

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

Читать еще:  Сколько цемента уходит на куб бетона

Технология производства

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

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

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

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

Свойства состава

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

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

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

Заключение

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

Повышенные рабочие характеристики обеспечивают широкую сферу применения популярного материала.

Какие бывают цементы для бетона

Способность бетонного раствора превращаться в цементный камень и связываться с заполнителями зависит от связующего — основного компонента, который добавляется в виде порошка и вступает в реакцию гидратации с водой. Обычно этот процесс начинается в первые часы после заливки, продолжается около суток и переходит в следующую фазу, которую называют набором прочности. При гидратации происходит кристаллизация частиц цемента, они формируют вокруг себя связи, охватывающие заполнитель, что и дает возможность создать прочную структуру цементного камня с включениями.

Способность цемента к гидратации

В зависимости от состава цемента процесс гидратации может протекать с разными условиями. В период первоначального схватывания любой бетона максимально уязвим — если кристаллические связи нарушены в первые часы и сутки, то они не восстановятся. Монолит не получится, камень окажется слоистым, хрупким, склонным к появлению трещин. Свойства конкретного бетона определяет вид и марка цемента, связующего бетонного монолита. Самым распространенным в общестроительной практике остается портландцемент, представляющий собой смесь измельченных материалов, прогретых до состояния агрегирования, обращенных в клинкер и и становящихся цементом после добавления извести и гипса. Древние бетоны, известные со времен Рима, замешивались на основе гипса, содержание других веществ, составляющих клинкер, в них было минимальным.

Одна из основных характеристик бетона — прочность на сжатие устанавливается в зависимости от марки и типа цемента. Так, бетон М400 получают из соответствующей марки портландцемента, смешивая компоненты в заданном соотношении. Исходными компонентами при производстве портландцемента в состоянии клинкера являются кальций, кремний, алюминий, магний и железо при значительном, до 45 % содержании основы — кальция. Силикат кальция и алюминат феррита составляют основу клинкерной смеси.

Критерии подбора цемента для бетона

Изменяя соотношения и компоненты смеси, можно получать разные виды цементов. Большая часть производств ориентирована на портландцементы с различными профилями применения. Принцип массовости в строительстве требует соответствия исходного состава связующего большинству стандартных запросов. Происхождению и типу цемента для общестроительных задач обычно не придается решающего значения, а расшифровка маркировки бетона указывает на свойства конечного продукта.

Основные критерии, по которым выбирается цемент для бетона:

  • коррозионная стойкость, способность не изменять состав и свойства под воздействием воды после гидратации и обращения в цементный камень;
  • прочность на сжатие — предельное усилие, которое кубик затвердевшего бетона перенесет без разрушения;
  • взаимодействие с водой, способность впитывать воду, переходить к гидратации и формировать кристаллическую структуру связующего в цементном камне;
  • способность переносить низкие температуры, отраженная в морозостойкости бетона (в циклах промерзания).

Важная для практического применения характеристика — время схватывания раствора, промежуток, в течение которого находящийся в спокойном состоянии бетон переходит в следующую фазу, начинает кристаллизоваться.

Разница в свойствах цементов

Все распространенные виды цементов принято различать не столько по составу, сколько по назначению и свойствам. Это могут быть быстротвердеющие составы для строительства с короткими сроками, гидрофобные смеси, которые способны не сразу поглощать воду, ПАД-цементы повышенной пластичности, тампонажные составы для перекрытия скважин, белые и цветные цементы с разным содержанием красящих добавок. Второй по распространенности вид — портландцемент сульфатостойкий, способный переносить воздействие сильно минерализованных вод. С точки зрения строительной практики имеют ценность растворы бетона с расширяющимися цементами и глиноземистые смеси без добавления гипса и кальция.

Стоит особо отметить, что для производителя бетона в промышленных масштабах важно и происхождение цемента, поскольку его состав может незначительно отличаться в зависимости от места добычи компонентов. Это предмет отдельного описания — на уровне заказчика важно узнать цену бетона с доставкой за 1 м3, быть уверенным в том, что марка и качество соответствуют проектным требованиям, пластичность и скорость схватывания позволяют заполнить опалубку без пустот. В конечном итоге стоимость раствора на рынке определяет спрос и конкуренция, а затраты, которые несет производитель на закупку цемента, менее всего интересуют покупателя бетона.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector