Цемент его виды и свойства

Цемент в строительных работах

Цемент в строительных работах

Содержание:

Цемент – это обобщающее название гидравлических вяжущих веществ. Их основу составляют алюминаты и силикаты кальция, образовавшиеся при обработке сырьевых материалов при высокой температуре. Применение различных добавок обуславливает наличие различных видов цемента.

При взаимодействии с водой или другой жидкостью составляющих цемента, сначала образуется пластична масса, затем она затвердевает и превращается в искусственный камень. Цемент – один из важнейших строительных материалов.

Его используют для получения:

  • строительных растворов;
  • железобетонных и бетонных конструкций;
  • асбестоцементных изделий.

На данный момент существует большое количество видов цемента.
Среди них наиболее популярны:

  • портландцемент и его разновидности;
  • пуццолановые цементы;
  • шлаковые цементы;
  • расширяющиеся цементы;
  • глиноземистый цемент;
  • и другие.

Портландцемент

Портландцемент – наиболее распространенная разновидность гидравлического вяжущего вещества. В его составе преобладают силикаты кальция (до 70-80%). Сырье для его получения:

  • портландцементный клинкер;
  • гипс СaSO4·2H2O;
  • специальные добавки.

Клинкер получают обжигом до спекания тонкодисперсной сырьевой смеси. Она состоит из:

  • известняков (ракушечник, мел и др.) – 73-75%;
  • глин (суглинков, глинистых сланцев) или известняковых мергелей – 22-25%;
  • корректирующих добавок: пиритные огарки, колошниковая пыль, пески, бокситы, опоки, трепелы.

Гипс необходим для регулирования скорости схватывания. Его количество регламентируется химическим составом и, в пересчете на ангидрид серной кислоты (SO3), колеблется в пределах 1,5-3,5%.
Активные минеральные добавки вводятся для улучшения некоторых характеристик и снижения стоимости цемента. Их содержание может достигать 15% от общей массы продукта.

Основные характеристики портландцемента:

  • плотность3,05—3,15 г/см3;
  • насыпная плотность в среднем составляет 1,3 г/см3 (зависит от уплотнения);
  • начало схватывания по ГОСТ 10178-76 (с изм.) наступает не раньше, чем через 45 мин с момента затворения, а окончание – не позднее 12 ч.

Производится этот цемент марок 400, 500, 550 и 600. Цемент марки 400 используется для получения строительных растворов, монолитных железобетонных и бетонных деталей. Продукция более высоких марок применяется при производстве высокопрочных сборных, предварительно напряженных, и обычных железобетонных конструкций. Также на портландцементе изготовляются теплоизоляционные, асбестоцементные, и другие материалы.

Не рекомендуется применение портландцемента для сооружений и конструкций, подвергающихся воздействию минерализованной, морской, а также проточной пресной воды. Для этих случаев предусмотрены специальные портландцементы.

Белый портландцемент

Белый портландцемент – продукт тонкого помола маложелезистого клинкера с гипсом и небольшой добавкой диатомита.
Сырье для производства этого портландцемента – известняки и глинисто-песчаные породы с минимальным содержанием красящих оксидов марганца и железа.

Белый цемент характеризуется:

  • высокой прочностью;
  • плотностью 3,12-3,18 г/см3;
  • насыпная плотность 1,1 г/см3;
  • схватывание наступает через 45 мин., полное высыхание достигается через 12 часов;
  • повышенной стойкостью к разным атмосферным явлениям.

Конструкции, изготовленные с применением этого цемента, устойчивы к образованию трещин и отличаются эстетичным видом.
Производится белый портландцемент двух марок (400 и 500) и трех сортов (высший, БЦ-1 и БЦ-2).

Используется этот вид цемента:

  • в отделочных фасадных работах;
  • для наливных полов;
  • для изготовления разных строительных элементов, малых архитектурных форм, скульптур, ступенек, колонн, бордюров, цветников, фрагментов декора;
  • в дорожном строительстве для разметки дорожного и аэродромного полотна и др.

На основе белого портландцемента изготовляются цветные цементы, сухие декоративные смеси.

Сульфатостойкий портландцемент – продукт тонкого совместного помола гипса и портландцементного клинкера.
Состав, используемого в производстве клинкера, должен удовлетворять требованиям по содержанию:

  • трехкальциевого силиката 3СaO·SiO2 – не более 50%;
  • трехкальциевого алюмината 3СaO·Al2O3 – не более 5%.

Выпускается цемент:

  • без добавок;
  • с минеральными добавками – гранулированными шлаками (10-20%), активными добавками из осадочных пород (5-10%).

Марка сульфатостойкого портландцемента без добавок – 400, с добавками – 400 и 500.
При других одинаковых характеристиках этот вид цемента отличается повышенной устойчивостью к действию сульфатных вод. Потому он применяется для обустройства наружных зон гидротехнических сооружений, морозостойких железобетонных и бетонных конструкций, в том числе и предварительно напряженных, подвергающихся сульфатной агрессии воды при переменном уровне горизонта, или регулярном многократном попеременном увлажнении и высыхании, либо замораживании и оттаивании. Также применяется сульфатостойкий портландцемент при изготовлении сооружений опор мостов, молов, свай, предназначенных для эксплуатации в минерализованных водах.

Пуццолановый цемент

Пуццолановые цементы – гидравлически вяжущие вещества. Основой для их производства могут быть активные минеральные гидравлические добавки (не менее 20%) и портландцемент или известь.

Выделяют несколько разновидностей цемента:

  • пуццолановый портландцемент;
  • известково-пуццолановый;
  • известково-зольный;
  • известково-глинитный.

Пуццолановый портландцемент бывает обыкновенный и сульфатостойкий.
Известково-пуццолановый цемент в зависимости от вида применяемых активных минеральных добавок может быть:

  • с добавками вулканического происхождения (пемза, пепел, трасс и др.);
  • с добавками осадочного происхождения (опока, диатомит, трепел и т.д.);
  • с обожженными глинистыми (кремнеземистыми) веществами.

Пуццолановый портландцемент

Пуццолановый портландцемент наиболее распространенный из данного вида цементов. Сырье для его получения:

  • портландцементный клинкер (60-80%);
  • активные минеральные добавки (20-40%);
  • небольшое количество гипса.

Пуццолановый портландцемент выпускается двух марок: 300 и 400. Он отличается:

  • повышенной водонепроницаемостью;
  • невысокой скоростью твердения;
  • повышенной коррозионной устойчивостью (особенно в сульфатных и мягких водах);
  • пониженной морозостойкостью;
  • повышенной усадкой и истираемостью;
  • повышенной связующей способностью.

Плотность такого цемента равна 2,7—2,9 г/см3.

Пуццолановый цемент в основном применяют в сооружениях, подвергающихся воздействию пресных вод:

  • в водопроводных сооружениях;
  • при строительстве портов, каналов, плотин, шлюзов и других речных гидротехнических сооружений для подводных конструкций;
  • при проходке шахт;
  • при строительстве туннелей, метро и других подземных сооружений;
  • при заливке фундаментов и кладке подвалов промышленных и гражданских зданий.

Шлаковые цементы

Шлаковый цемент – группа гидравлически вяжущих цементов, получаемых совместным помолом доменных гранулированных шлаков и добавок-активизаторов (ангидрит СaSO4, строительный гипс CaSO4•0,5H2O, известь СаСО3 и др.) или смешением ранее раздельно измельченных компонентов.

В эту группу цементов входят:

  • известково-шлаковый – содержание активизаторов: извести 10-30%, гипса до 5% от общей массы цемента;
  • сульфатно-шлаковые – не содержат или содержат в незначительных количествах портландцементный клинкер. К ним относят цемент: шлаковый бесклинкерный состоит из шлака, гипса или ангидрита (10%), обожженного доломита СаСО3·MgCO3 (3-7%); гипсошлаковый состоит из шлака, ангидрита или гипса, портландцемента или извести (2%);
  • шлакопортландцементы могут содержать шлаков от 20 % до 80% от общей массы готового продукта. Они делятся на:
  • обычные;
  • быстротвердеющие – изготовляют из клинкера соответствующего цемента и доменных шлаков высокой активности. Такие цементы характеризуются более интенсивным нарастанием прочности в начальный период.

Свойства шлаковых цементов

Вяжущие свойства всех групп шлаковых цементов существенно зависят от:

  • состава цемента;
  • металла, при выплавке которого образовался шлак;
  • особенностей технологического режима печи;
  • способа и температуры грануляции и др.

Шлаковые цементы выпускаются марками от 200 до 400. Они отличаются:

  • медленным твердением и схватыванием;
  • достаточно высокой механической прочностью;
  • удовлетворительными показателями морозо- и воздухостойкости.

Сульфатно-шлаковый цемент не оказывает на сталь корродирующего действия, выделяет при твердении мало тепла.
Начало схватывания известково-шлакового цемента наступает обычно через 5-6 часов, а конец – через 12-30 часов.

Применение шлаковых цементов

Шлаковые цементы применяются для получения бетонов и строительных растворов, используемых преимущественно в подводных и подземных сооружениях. Известково-шлаковый цемент максимально эффективен в изготовлении автоклавных материалов и изделий.

Быстротвердеющий шлакопортландцемент нашел применение в производстве железобетонных изделий, подвергающихся интенсивной тепловлажностной обработке.
Сульфатно-шлаковые цементы часто используются в железобетонных и бетонных конструкциях сооружений, подвергающихся воздействию сульфатных вод.
Не следует использовать эти цементы в конструкциях, подвергающихся частому увлажнению и высыханию, замораживанию и оттаиванию.

Глиноземистый цемент

Глиноземистый цемент – вид гидравлического быстротвердеющего вяжущего вещества. Сырье для его получения в основном бокситы Al2O3·nH2O или глинозем Al2O3 и известняки СаСО3. Исходная масса подвергается обжигу и плавлению, полученный клинкер измельчают.
Химический состав цемента включает Al2O3 (от 35%), CaO (минимум 36%), Fe2О3 (10-14%) и SiO2 (2-4%).

Глиноземистые цементы по содержанию в готовом продукте глинозема делят на:

  • обычный – содержание окиси алюминия до 55%;
  • высокоглинозёмистый – содержание Al2O3 в пределах 60-65 %;
  • особочистый высокоглиноземистый – 73-75 % Al2O3.

Свойства глиноземистого цемента
Глиноземистый цемент характеризуется:

  • в рыхлом состоянии средней плотностью – 1-1,2 г/см3;
  • высокой огнеупорностью;
  • быстрым нарастанием прочности;
  • повышенной устойчивостью против коррозии в кислых (сульфатных) средах;
  • высокой экзотермией (выделением тепла) при твердении.

Глиноземистый цемент производится трех марок: 400, 500 и 600.

Для достижения нормативной прочности при твердении этого вида цемента, особенно на ранних стадиях, важно придерживаться температурного режима (15-200С). Также во избежание быстрого схватывания и снижения прочности недопустимо смешивания глиноземистого цемента с портландцементом и его разновидностями.

Применение глиноземистого цемента
Характеристики глиноземистого цемента позволяют применять его при:

  • возведении подземных сооружений;
  • строительстве или срочном ремонте специальных сооружений, промышленных объектов и мостов, железобетонных конструкций;
  • железобетонных и бетонных сооружений, работающих в морской, сульфатной или других минерализованных водах;
  • зимних бетонных работах;
  • шахтостроении;
  • скоростном тампонировании холодных газовых и нефтяных скважин;
  • замоноличевании трещин в породах при значительном дебите воды.

Также этот вид цемента используют для:

  • быстрого сооружения фундамента под технику;
  • для заделки пробоин в морских судах;

Еще один вид применения глиноземистого цемента – изготовление огнеупорных бетонов, а также расширяющихся цементов на его основе.

Расширяющиеся цементы

У обычных цементов есть один существенный недостаток – при затвердении они дают усадку, что очень нежелательно при проведении некоторых ремонтно-строительных работ. Этой проблемы не возникает у расширяющегося цемента, потому что в процессе затвердения он увеличивается в объеме, становится плотным и влагонепроницаемым. При нормальных эксплуатационных условиях расширение такого цемента составляет от 0,2 до 2%.

Расширяющийся цемент понятие собирательное. Это гидравлические быстротвердеющие вяжущие вещества, в начальный период твердения которых, происходит увеличение объема цементного камня. К ним относят:

  • гипсоглиноземный расширяющийся цемент (ГГРЦ);
  • расширяющийся портландцемент (РПЦ);
  • напрягающий цемент (НЦ);
  • водонепроницаемый расширяющийся цемент.

Каждый из видов имеет свои достоинства и области применения.

Гипсоглиноземный расширяющийся цемент

Гипсоглиноземный расширяющийся цемент изготавливается согласно ГОСТ 11052-74. Сырьем для этого вида цемента являются: природный гипс, высокоглиноземные доменные шлаки или клинкер. Изготавливают две марки расширяющегося гипсогленоземного цемента 500 и 400. Марка расширяющегося цемента зависит от показателя линейного расширения.

Положительными качествами этого вида цемента расширяющегося являются низкая усадка, сохранение объема при высыхании, а также прекрасные технические характеристики:

  • окончательное схватывание происходит в течение 4 часов;
  • предел прочности при сжатии составляет 28 МПа;
  • морозостойкость составляет 200 циклов;
  • высокая деформационная способность.

Цемент гипсоглиноземный расширяющийся – основа для изготовления водонепроницаемого бетона. Его основные области применения:

  • гидроизоляционные работы;
  • омоноличивание железобетонных конструкций, постоянно контактирующих с водой;
  • буровые работы.
Расширяющийся портландцемент

Расширяющийся портландцемент получают из клинкера портландцементного, шлака глиноземного, природного двуводного гипса и активных минеральных добавок (например, доменного шлака). В зависимости от степени линейного расширения он делится на:

  • безусадочный расширяющийся цемент – линейное расширение не более 0,3%;
  • слабо-, средне-, сильнорасширяющиеся – у них этот показатель достигает 2,5%.

Этот вид цемента имеет довольно длительный период расширения (до 30 суток), благодаря чему обеспечивается равномерное заполнение всего необходимого объема.

Расширяющийся портландцемент не теряет своих свойств при перепаде температур, потому чаще всего применяется для ремонта гидросооружений и в качестве дорожного покрытия.

Водонепроницаемый расширяющийся цемент

Еще один вид расширяющегося цемента – водонепроницаемый. Его получают смешиванием гипса строительного, цемента глиноземистого и расширяющей добавки.
Расширяющийся водонепроницаемый цемент характеризуется низким временем схватывания (окончание не позднее 10 мин.) и высокой скоростью твердения. Благодаря этим качествам он получил широкое распространение в подземном и подводном строительстве, для гидроизоляционных работ и ликвидации трещин.

Напрягающий цемент

Сырье для напрягающего цемента: строительный гипс (5 %), глиноземный шлак или цемент глиноземистый (15 %) и портландцементный клинкер (65%). Отличительными особенностями этого вида расширяющегося цемента являются:

  • полная схватываемость до 4 часов;
  • высокая водонепроницаемость;
  • быстрое твердение.

Широкое применение получил в производстве напорных труб, возведении резервуаров для топлива и воды, при бетонировании чаш бассейнов.

Учитывая широчайшее разнообразие видов цемента, выбор наиболее подходящего для проведения запланированных строительных работ лучше доверить профессионалу. Мастер своего дела подберет материал, который обеспечит надежность и прочность будущей конструкции.

Все о цементе: состав, разновидности способы производства на заводе и дома

Цемент – это искусственное порошкообразное вещество, которое выполняет функцию вяжущего при замешивании бетонной смеси. В сочетании с водой он образует пластичную массу, которая в дальнейшем застывает и становится камневидной. То, из чего состоит цемент, в первую очередь зависит от способа производства. В общем случае основой служит клинкер в сочетании с минеральными добавками и гипсом.

История цемента

Слово «цемент» происходит от латинского caementum, что переводится как «дробленый, битый камень». Это вещество стало результатом поиска способов справиться с низкой водостойкостью гипсовых и известняковых пород. С этой целью в их состав вводились водостойкие минеральные вещества. В самом начале ими выступали остатки кирпичей из обожженной глины и вулканические породы. Древние римляне применяли отложения пепла знаменитого вулкана Везувия – пуццоланы.

Оптимальная технология производства цемента была выработана много лет спустя, когда потребность в большом количестве недорого и прочного вяжущего не стала наиболее острой. Наибольший вклад в исследования внесли:

  1. Каменщик Джон Аспинд, который в 1824 г. получил патент на портландцемент.
  2. Русский строитель Егор Челиев, написавший в 1825 г. книгу о цементе для подводных работ.

Название портландцемент происходит от английского острова Портленд, состоящего из известковых пород. В Англии камни с этого острова считались самым престижным строительным материалом. Аспинду удалось получить искусственный камень, который по прочности и цвету был очень похож на указанный материал.

Но он изготавливался без обжига исходного сырья. Большее соответствие технологии тому, что сегодня является портландцементом, отмечается именно в процессе производства Челиева.

Из чего делают цемент: состав и основное сырье

В состав цемента входят следующие компоненты:

  1. Известь (оксид кальция, CaO) – 60%.
  2. Кремниевый диоксид (SiO2) – 20%.
  3. Алюминий (глинозем, Al2O3) – 4%.
  4. Гипс и оксиды железа (Fe2O3) – 2%.
  5. Магния оксид (MgO) – 1%.

Указанное процентное соотношение перечисленных компонентов характерно для наиболее популярного вида цемента – портландцемента. Оно может несколько видоизменяться. Все зависит от технологии производства и класса цементной продукции.

Важно! Существованием различных видов и марок объясняется отсутствие точной химической формулы цемента. Всю важную информацию дают показатели минералогического состава.

Основное, из чего делают цемент – это клинкер. Так называют продукт обжига исходного сырья – известняка и глины, которые берут в пропорции 3:1. Клинкер – это полуфабрикат для получения цемента. После обжига при температуре до 1500 °C клинкер измельчают, в результате чего он оказывается представлен в форме гранул диаметром до 60 мм.

При измельчении в состав клинкера вводят добавки:

  1. Гипс (CaSO42H2O), регулирующий сроки схватывания.
  2. Корректирующие добавки (до 15-20%), улучшающие определенные свойства цемента: пластификаторы, присадки и пр.).

В качестве главного исходного сырья для производства цемента используются разные горные породы:

  1. Ископаемые карбонатного типа. Могут иметь аморфную или кристаллическую структуру, которая определяет, насколько эффективно материал будет взаимодействовать с другими компонентами в составе при обжиге.
  2. Осадочного происхождения. Это глинистое сырье с минеральной основой, которое при избыточном увлажнении становится пластичным и разбухает, т. е. увеличивается в объеме. Главная особенность материала – вязкость, которой обусловлено его применение при сухом процессе производства.

Карбонатные породы

Среди карбонатных пород для производства цемента используются:

  1. Мергелистый известняк, или мергель. Содержит в себе примеси глины, поэтому считается переходным материалом между карбонатными и глинистыми породами.
  2. Мел – разновидность мажущего известняка, которая характеризуется легкостью в перетирании.
  3. Ракушечник. Для него характерна пористая структура, которая не слишком устойчива к сжимающим нагрузкам.
  4. Доломитовые породы. Из всех видов карбонатных пород отличаются самыми ценными физическими свойствами.

Глинистые породы

К глинистым породам, используемым при изготовлении цемента, относятся:

  1. Глина. Основная разновидность глинистых пород с минеральными включениями в составе.
  2. Суглинок. Отличается от глины увеличенной концентрацией пылеобразных частиц и песчаной фракции.
  3. Лёсс. Менее пластичная горная порода. Для нее больше характерны пористость, рыхлость и мелкозернистость. В составе лесса могут присутствовать включения кварца или силиката.
  4. Глинистый сланец. Из всех видов подобных пород имеет наиболее высокую прочность. При измельчении сланец преобразуется в пластинчатые частицы. В материале мало влаги, его характеризует стабильный гранулометрический состав.
Читайте также:  Песок речной

Корректирующие добавки

С целью корректировки в состав цемента вводят специальные минеральные добавки. В первую очередь это модификаторы на базе ископаемых, содержащих:

  1. железо,
  2. кремнбелитовый
  3. плавиковый шпат,
  4. апатиты,
  5. глинозем.

Еще корректирующие добавки могут быть представлены промышленными отходами с других производств. В качестве них используются:

  1. пиритные огарки;
  2. пыль из доменных печей;
  3. белитовый шлам;
  4. минерализаторы.

Применение добавок позволяет улучшить характеристики цемента и бетонного раствора, который готовится на его основе. Каждый из модификаторов придает смеси особые свойства, к примеру:

  1. CemFrio – обладает противоморозным, пластифицирующим и ускоряющим действиями.
  2. CemPlast – позволяет получить высокоподвижную бетонную смесь с повышенной удобоукладываемостью, а также повысить активность вяжущего, т. е. цемента, и обеспечить полноту гидратации.
  3. CemAqua и CemAquaStop – гидроизолирующая дводоредуцирующаясное водоотталкивающее средство для обработки поверхностей.
  4. CemBase – увеличивает прочность, морозостойкость, водонепроницаемость и долговечность бетонных изделий.
  5. Plastix – многофункциональная водоредуцирующая и пластифицирующая добавка, повышающая марочную прочность бетонных изделий.
  6. CemFix – добавка-ускоритель, используемая для бетонных смесей, к которым предъявляются требования высокой ранней прочности.

Как делают цемент: 3 главных способа

Производство цемента в современных условиях осуществляется одним из трех способов:

  1. Мокрым. Ее главная особенность – замена извести мелом, а также процесс производства с добавлением воды. Сырьем для изготовления здесь становится шихта (смесь исходных материалов) с влажностью до 50%.
  2. Сухим. Эта технология с минимальными энергозатратами и себестоимостью, поскольку здесь несколько технологических операций объединены в один процесс. Поступая в шаровую мельницу, все компоненты одновременно и размалываются, и сушатся.
  3. Комбинированным. Этот способ производства объединяет особенности процессов сухой и мокрой технологии. Здесь по результатам обжига получается полусухой состав с влажностью 18%.

Сухой способ производства

Как делают цемент по сухой технологии:

  1. Исходное сырье подвергают дроблению.
  2. Просушивают его до определенного уровня влажности.
  3. Высушенную смесь измельчают до состояния муки.
  4. Ее обжигают внутри вращающейся печи, после чего охлаждают и отправляют на склад.

Мокрая технология производства

В отличие от сухого метода изготовления здесь после измельчения компонентов к ним дополнительно добавляют воду. В результате получается не мука, а сырьевой шлам, который и попадает в печь на обжиг, а затем – в холодильник на охлаждение. Уже охлажденные клинкер подвергают измельчению и дополнению добавками.

Комбинированная технология изготовления

Комбинированный способ производства цемента объединяет в себе этапы сухого и мокрого:

  1. Сначала по мокрой технологии получают сырьевой шлам.
  2. Шлам подвергают обезвоживанию и гранулированию.
  3. Гранулы проходят обжиг в печи, которая применяется для сухой технологии.

Бесклинкерный способ производства

В бесклинкерной технологии производства в качестве исходного сырья для изготовления цемента используют гидравлический или доменный шлак. Его также дополняют различными добавками и активаторами. Полученную шлако-щелочную смесь подвергают дроблению и перетиранию до порошкообразного состояния. Подобная технология производства имеет несколько преимуществ:

  1. Повышение чистоты окружающей среды за счет переработки отходов металлургической отрасли.
  2. Получение продукта с высокой устойчивостью к негативному влиянию окружающей среды.
  3. Возможность производить цемент с разными свойствами и в широком спектре оттенков.
  4. Более низкие затраты на электро- и тепловую энергию.

Виды цемента по составу и сфере применения

Видео: что такое шлакопортландцемент

Производство цемента на заводах

Изготовление цемента мокрым способом традиционно осуществляется отечественными цементными заводами. За рубежом чаще применяют сухую технологию. Ею пользуются цементные заводы в Китае, Турции и Египте. Белый цемент выпускается только одним российским предприятием – ООО «Холсим (Рус) СМ». Большая часто подобного вяжущего поставляется зарубежными компаниями, такими как:

  1. AalborgWhite (Дания).
  2. Cimsa/Adana (Турция).
  3. «Холсим» (Словакия).

В общем виде технология производства цемента включает несколько этапов:

  1. Смешивание всех компонентов для изготовления клинкера (75% известняка и 25% глины).
  2. Обжиг исходного сырья при высокой температуре. На этом этапе и получают клинкер, который является основой для цемента.
  3. Измельчение клинкера в шаровых мельницах. В результате должно получиться вещество порошкообразной консистенции. Шаровая мельница – это горизонтальные барабаны со стальными шарами внутри.

Обратите внимание: чем меньше фракция помола клинкера, тем выше эксплуатационные характеристики и марка цементного состава.

Оборудование для производства цемента

Производства цемента на каждом этапе требует применения специального оборудования. Его делят на следующие категории:

  1. для добычи исходного сырья;
  2. для транспортировки сырья на место производства;
  3. печь для обжига;
  4. шаровые мельницы для измельчения и смешивания клинкера;
  5. станки для фасовки готового цемента.

Как сделать цемент в домашних условиях

Получить цемент можно в домашних условиях, но только если иметь все исходные материалы и необходимое оборудование:

  1. доменная печь для обжига при температуре 1500 °C;
  2. дробилка для измельчения клинкера в муку.

В одном из способов домашнего изготовления цемента используются смола и сера. Полученный цемент можно применять для кладки плитки и кирпича, создания цементной стяжки. Технология изготовления следующая:

  1. Растопить в металлической емкости 1 кг смолы, в огнеупорной емкости – 1 кг серы.
  2. Соединить жидкие компоненты, перемешать до однородной консистенции.
  3. Ввести 2 кг просеянного однородного песка и 3 кг оксида свинца (свинцового глета).
  4. Постоянно подогревая смесь, размешивать ее до получения однородной массы.
  5. Произвести обжиг в доменной печи и дать продукту отстояться.

В реальности с изготовлением цемента в домашних условиях возникают определенные трудности, поскольку для производства нужны печь для обжига и мельница для размалывания. В связи с этим в домашних условиях приходится несколько менять рецептуру цемента, используя для его изготовления воду, водную известь и каменную золу. Полученный раствор пригоден для заделки мелких трещин, причем использовать его необходимо сразу же после изготовления.

Видео: как сделать огнеупорный цемент из золы

Как делают белый цемент

Отличие белого цемента также заключается в составе. В нем содержится меньше железа, чем в сером, а еще присутствуют добавки:

Исходным сырьем для изготовления белого цемента служат глинистые или карбонатные породы. Главное преимущество вяжущего – его белоснежный цвет, которая повышает декоративные свойства цементной смеси. Из-за этого белый цемент часто еще называют декоративным. В то же время ввиду более сложной технологии производства материал имеет более высокую стоимость.

Видео: стол из белого бетона в стиле Loft

Видео: как приготовить раствор на белом цементе

Видео: как и из чего делают цемент

Как правильно приготовить цементный раствор

Для замешивания цементного раствора необходимо соблюдать пропорции его составляющих. На 1 часть цемента приходится 3 части песка. Вода же добавляется в зависимости от того, насколько пластичный или вязкий нужно получить раствор. Также пропорции выбираются с учетом типа работ и марки цемента. К примеру, для приготовления раствора на стяжку пола пользуются пропорциями из таблицы:

Сначала между собой смешивают сухие фракции, т. е. цемент и песок. Только потом начинают небольшими порциями добавлять воду, постепенно доводя состав до нужной консистенции. В качестве наполнителя можно использовать не только песок, но еще и гравий или щебень.

Обратите внимание: лучше для замешивания раствора использовать осадочную воду, а не водопроводную.

Классы раствора для разных типов работ:

  1. М50 или М100 – для штукатурных работ;
  2. М50 или М100 – для возведения кирпичной кладки;
  3. М100 или М200 – для стяжки пола;
  4. М200 или М300 – для фундаментов и оснований.

Для замешивания раствора необходимо использовать специальный поддон или бетономешалку. Последняя позволяет получить смесь наиболее однородной консистенции.

Видео: цементный раствор, приготовления без инструмента

Видео: как правильно замешивать цементный раствор

В заключение

В современном мире цемент производится в большом количестве разных видов, что позволяет подобрать вяжущее для любых строительных работ. За счет применения различных добавок цементу можно придавать определенные свойства и использовать его в различных сложных условиях, например, для конструкций, эксплуатируемых под водой или при низких температурах. Цемент очень прост в применении, а также может быть приготовлен в домашних условиях, если знать его состав и общую технологию изготовления.

Марки цемента — виды и расшифровка

Цемент служит для связывания наполнителей строительных растворов. Он представляет собой порошок тонкого помола, меняющий свои химические и физические свойства при контакте с водой, другими жидкостями. При этом образуется пластичная масса, которой можно придать любую форму, а после ее застывания – твердый камень. Свойства растворов зависят от марки цемента, поэтому нужно знать, что это за параметр, насколько он влияет на технические и эксплуатационные свойства смеси.

Свойства и характеристики цемента

Марки цемента отражают основные характеристики, необходимые для приготовления качественных строительных растворов. Этот материал производится из клинкера, составляющего основную его массу. Они изготавливаются путем обжигания известняка и глины с последующим измельчением в тонкие порошки. Чем меньше фракция вяжущего неорганического компонента, тем быстрее застывает строительный раствор. Для улучшения свойств добавляются минеральные примеси – пириты, бокситы, трепелы. К основным характеристикам материала относят:

  • Прочность – выдерживаемая образцом механическая нагрузка. В образец входят 25% вяжущего и 75% чистого кварцевого песка. Залитый в форму образец 10х10х10 см разрушается для определения давления. Марки цемента классифицируются именно по прочности получившегося раствора.
  • Время схватывания – важнейший параметр, влияющий на скорость работ, особенно при низких температурах. Для ускорения в смесь добавляется гипс или другие присадки.
  • Морозоустойчивость – количество циклов замерзания и оттаивания, чтобы ее повысить – в состав добавляют древесный пек или абиетат натрия.

Применение различных добавок помогает получать составы с заданными техническими характеристиками:

  • Быстросхватывающийся состав;
  • Сульфатостойкий, применяющийся при строительстве гидротехнических конструкций;
  • Расширяющийся водонепроницаемый;
  • Составы с пластификаторами для работы при низких температурах;
  • Облицовочные материалы, составы для отделки помещений;
  • Нормированный цемент с заданными свойствами.

Что означает марка цемента?

Маркировка цемента позволяет точно охарактеризовать состав материала, его технические свойства. В настоящее время маркировка производится согласно ГОСТ 31108-2003. Указывается полное название материала – портландцемент, сульфатостойкий или другой цемент. Далее обозначается вяжущий компонент:

  • ЦЕМ I – обычный портландцемент;
  • ЦЕМ II – портландцемент с присадками до 35%;
  • ЦЕМ III – портландцемент со шлаком до 95%;
  • ЦЕМ IV – пуццолановый состав до 55%;
  • ЦЕМ V – композитная смесь.

Указывается основная добавка – это может быть композит (К), шлак (Ш), пуццолан (П), известняк (И), подготовленная зола уноса (З), микрокремнезем (МК). Их применение позволяет достигнуть водостойкости, быстрого схватывания или других нужных свойств.

Непосредственно марка обозначается М с числовым индексом, который показывает предел прочности на сжатие конкретного образца согласно проведенным испытаниям. Например, М200 выдерживает давление 200 кг/см³ или 15 МПа. Результаты измерений заносятся в таблицы, в которых отражается не только марка, но и современная характеристика – класс прочности.

КлассМаркаПредельная нагрузка
МПакг/см³
В7,5М1007,5100
В15,0М20015,0200
В22,5М30022,5300
В32,5М40032,5400
В42,5М50042,5500
В52,5М60052,5600

Для получения специальных марок к ним добавляются сырьевые присадки, используются технологии, которые придадут им заданные свойства. К таким материалам относят:

  • Глиноземные цементы. Их производят путем обжига алюминатного шлака, бокситов и известняка при температуре 1600 С°. После помола такие составы, благодаря высокому содержанию алюмината кальция, интенсивно реагируют с водой, поэтому набирают 90% заданной твердости всего за сутки. Еще через двое суток набирается заданная марка прочности бетона М400-М600. При гидратации этого типа вяжущего выделяется много тепла, что допускает его применение при низких температурах.
  • Добавление гидроалюмината кальция, гипса и других компонентов, позволяет получить безусадочный, расширяющийся или напрягающий материал. Такие смеси твердеют в воде, не изменяют объем или расширяются при схватывании, уплотняются или самонапрягаются.
  • Шлакощелочной цемент с высоким содержанием доменного гранулированного шлака, размолотого в тонкий порошок. Это добавляет строительным растворам морозостойкости, устойчивости к коррозии, агрессивным средам. Отлично подходит для гидротехнических сооружений, имеет среднюю скорость набора прочности.


Как определить марку цемента?

Марка цемента определяется на специальном оборудовании в лабораторных условиях, исходя из прочности образца. Для этого берется испытываемый образец, к одной части вяжущего добавляется три части очищенного кварцевого песка для получения опытного раствора.

Смесь тщательно перемешивается с добавлением воды, заливается в 6-10 форм размерами 10х10х10 см. Образцы выдерживаются на протяжении 28 суток, за которые он затвердевает на 98% от расчетной твердости. После этого выбирается образец, укладывается под пресс и измеряется давление, при котором он разрушается.

Измерения осуществляются на шести произвольно выбранных образцах. Из них выбирается 4 образца с самым большим давлением, необходимым для разрушения, рассчитывается среднее значение. По результатам определяется марка и класс прочности цемента, соответственно в МПа и кг/см³.

Применение разных марок

Область применения цемента зависит от его марки и характеристик обуславливающих его свойства. К основным видам относят:

  • М300 – самая дешевая марка, используемая в одноэтажном, частном строительстве.
  • М400 – применим для изготовления железобетонных конструкций, приготовления стандартных бетонов, штукатурных растворов, кладки кирпича, бетонирования наземных и подземных конструкций.
  • М500 используется в мостовых опорах в воде или на суше, поскольку обеспечивает повышенную прочность, применяется при возведении коммуникаций и сооружений, выполнения ремонтных работ.
  • М600 предназначен для производства высококачественных сборных конструкций с высокими требованиями по прочности, морозостойкости.
  • М700 применяется для бетонов с классом прочности от В35, применяемых в конструкциях с высоким механическим напряжением.

Различные марки портландцемента могут изменять свои свойства за счет добавок, повышающих скорость схватывания, морозостойкость, заливки при повышенной влажности.

Применение цементов зависит от его разновидности, состава и свойств:

  • Портландцемент – бетонные монолиты, железобетонные конструкции.
  • Шлакопортландцемент – монолиты, в том числе подземные, подводные.
  • Пуццолановые составы – сборные конструкции, подводные и подземные монолиты.
  • Глиноземные – применяются при ремонтах, устранении повреждений благодаря высокой скорости схватывания. С повышением концентрации глинозема повышаются жаростойкие свойства получаемых материалов.
  • Гипсоглиноземные – используются для водонепроницаемых бетонов, расширяющихся и безусадочных материалов.
  • Цветные и белые материалы – применяются при внутренних и внешних отделочных работах.

Правильный подбор марки цемента позволит получить строительный материал с заданными характеристиками. Сочетание компонентов смеси, в соответствии с которыми произведен продукт, даст возможность изготовить бетон необходимого класса прочности, скорости затвердевания. Дополнительные параметры обеспечивают свойства состава для его применения в особых условиях – высоких и низких температурах, повышенной влажности, вибрации, других негативных воздействиях. Маркировка и другие свойства вяжущего отражаются его упаковке.


Виды цемента и их применение: Таблица!

Цемент и его применение в строительстве играет большую роль. Он представляет собой строительный порошкообразный материал, состоящий из клинкера или гипса. Взаимодействуя с водой, он образует вязкое вещество, называемое цементным тестом.

Виды цемента и их применение.

Область применения цемента практически не ограничена. Его используют при возведении фундаментов и устройстве кровель, укладке напольных покрытий и установке сантехнических приборов. Основной функцией является скрепление конструктивных элементов возводимых зданий. Он входит в состав бетонных растворов, применяемых для изготовления строительных конструкций, с его помощью выравнивают различные поверхности.

Виды цемента их свойства и применение.

На самом деле, приобретая цемент, большинство покупателей знают о данном строительном материале не так уж и много. Соответственно, растворные стяжки, фундамент и кирпичная кладка получаются низкого качества и начинают быстро разрушаться под действием грунтовых вод, мороза или тяжелой физической нагрузки. Кроме того, незнание особенностей того или иного вида цемента приводит к перерасходу материала.

Поэтому, для сокращения денежных затрат и повышения качества создаваемых объектов, необходимо иметь хотя бы общее представление о свойствах и специфике часто используемых в строительстве разновидностей цемента. От содержания минеральных составляющих во многом зависят характеристики цемента и его разновидности.

Читайте также:  Опилки: описание и фото

Основными из них являются:

  • портланцемент (пластифицированный, быстротвердеющий, пуццолановый) – имеет широкую область применения практически во всех строительных сферах;
  • глиноземистый – незаменим при срочных аварийных работах, в зимний период времени и при возможном воздействии минерализованных вод. Он быстро схватывается, но в условиях жаркого климата не применяется;
  • магнезиальный – используют при устройстве магнезиальных полов;
  • белый – относится к портландцементам, но имеет свои уникальные характеристики, которые позволяют изготавливать из него скульптурные композиции и архитектурные фасадные элементы. При добавлении в состав цветного пигмента белый цемент используют в качестве декоративных покрытий;
  • кислотоупорный – предназначается для изготовления бетонов и растворов с кислотоустойчивыми свойствами, но при воздействии воды и едких щелочей он теряет свою прочность;
  • гидрофобный – находит применение при производстве ячеистых бетонов, обладает высокой морозостойкостью и малым водопоглощением;
  • водонепроницаемый – основополагающий материал, используемый при устройстве гидроизоляции конструкций, испытывающих повышенную влажность, в том числе для заделки раструбов и трещин в железобетонных конструкциях, подвергающихся воздействию влаги;
  • шлаковый – применяют в подземных и подводных строениях, при изготовлении автоклавных материалов.

Далее в статье будет рассмотрено самые ходовые цементные составы.

Портландцементы — свойства, применение.

Как и к любому строительному материалу, высокие требования выдвигают к компонентам, из которых производят портландцемент. ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент» регламентирует состав и качество ингредиентов для данного типа вяжущего:

  • Цементный клинкер с массовой долей оксида кремния не более 5%.
  • Гипс, соответствующий ГОСТ 4013-82. Допускается наличие соединений фосфора, бора и фтора в количестве, не противоречащем нормативной документации.
  • Минеральные добавки определенного свойства, необходимые для создания смесей нужного вида.

Для разных видов портландцемента могут быть использованы различные составляющие, к которым также предъявляют определенные технические требования, прописанные в ГОСТе.

На заводах, где ведется производство, все компоненты проходят необходимые испытания на соответствие, четко соблюдаются пропорции создания сухих и рабочих смесей.

Выпускаемый портландцемент ГОСТ и его обозначение содержит на упаковке и в сопроводительной документации. Если такового нет, то продукт изготовлен по ТУ, его свойства могут отличаться от общепринятых.

Свойства.

Как уже сказано, бетон приобретает определенные качества, когда в него добавляют тот или иной портландцемент. Характеристики каждого из них по-своему уникальны, но существуют общие для всех параметры:

  • Абсолютная плотность в пределах 3050-3150 кг/м3, насыпная для разных видов ПЦ будет отличаться.
  • Тонкость помола портландцемента должна быть определена по ситу №008 проходимостью порошка не менее 85%.
  • Удельный размер поверхности после отсева 2500-3000 см2/г.
  • Сроки схватывания: начало – 45 минут, конец – 12 часов. Определяют по шкале Вита.

Прочность измеряют испытанием образцов с габаритами 4х4х16 см, сделанных из цементно-песчаного раствора в соотношении 1:3 при отношении воды к цементу 0,4, через 28 суток твердения. Готовые призмы подвергают изгибу и сжатию, определяя их значение и соответствие показателям марки.

Шлаковые цементы — применение и их характеристики.

Шлаковый цемент – группа гидравлически вяжущих цементов, получаемых совместным помолом доменных гранулированных шлаков и добавок-активизаторов (ангидрит СaSO4, строительный гипс CaSO4•0,5H2O, известь СаСО3 и др.) или смешением ранее раздельно измельченных компонентов.

В эту группу цементов входят:

  • известково-шлаковый – содержание активизаторов: извести 10-30%, гипса до 5% от общей массы цемента;
  • сульфатно-шлаковые – не содержат или содержат в незначительных количествах портландцементный клинкер.

Свойства шлаковых цементов. Вяжущие свойства всех групп шлаковых цементов существенно зависят от:

  • состава цемента;
  • металла, при выплавке которого образовался шлак;
  • особенностей технологического режима печи;
  • способа и температуры грануляции и др.

Шлаковые цементы выпускаются марками от 200 до 400. Они отличаются:

  • медленным твердением и схватыванием;
  • достаточно высокой механической прочностью;
  • удовлетворительными показателями морозостойкости и воздухостойкости.

Шлаковый цементный порошок являются разновидностью цементов с активными минеральными добавками, в которых последние представлены доменными гранулированными шлаками. Способность этих шлаков к самостоятельному водному твердению позволяет получать шлаковый цемент по качеству выше, чем пуццолановый (с другими видами активных минеральных добавок).

Класс шлакоцемента зависит и от используемого вида шлака: это могут быть основные, кислые, гранулированные и негранулированные шлаки. Особое значение в определении прочности имеет не физическая структура, а химический состав. На данной закономерности основывается правило выбора сырья.

С экономической стороны предпочтение стоит отдать гранулированным видам, в связи с тем, что использование негранулированных масс усложняет производственный процесс. Цемент со шлаком, который получается в результате, затвердевает медленнее обычного, потому что содержание шлака в нем варьируется в пределах 20-80% общей массы.

Состав возможных смесей шлакобетона.

Класс шлакобетонаОбъемный состав (в частях)Объемный вес
Цемент 400ПесокИзвесть или глинаКрупный шлакМелкий шлак
50130,6561300
350,920,3331500
35130,8861100
250,920,5531300
25121126900
100,910,7831100
100,912125700

Цемент расширяющиеся — состав, применения, характеристика.

Он представляет собой цементную массу, которая увеличивается в размерах при отвердении раствора. Этот эффект наблюдается только в условиях повышенной влаги. При обычных условиях и сухой погоде такой материал не дает усадки при затвердевании.

Основное свойство состава — расширяемый объем цемента глиноземистого типа при введении специальной добавки при достаточно быстром затвердении массы.

Расширяющийся цемент имеет следующие основные типы:

  • водонепроницаемый расширяющийся состав;
  • гипсоглиноземистый расширяющийся материал;
  • расширяющийся цемент;
  • напрягающий цемент;
  • пластифицированный расширяющийся цемент.

Несмотря на заметные отличия в свойствах, все типы основаны на цементе глиноземного типа или смеси цементов, в которые входит глиноземный элемент. Для того чтобы материал выполнял свое функциональное предназначение, в него вводится специальная активная добавка.

Можно выделить основные виды таких добавок:

  • гидросульфоалюминат кальция;
  • гидрат окиси магния;
  • сульфаты алюминия и хлористого кальция;
  • сульфитно-спиртовая барда;
  • алюминиевая пудра;
  • алунит.

Как самая недорогая наибольшее распространение нашла первая добавка, хотя самая эффективная — гидрат окиси магния.

Цемент глиноземистый — характеристика, виды.

Цемент глиноземистый отличается преобладанием однокальциевого алюмината в составе клинкера, определяющим главные характеристики связующего. Также содержится геленит в роли балластной примеси и двухкальциевый силикат, характерная особенность которого заключается в медленном твердении.

При затворении водой начинает гидратироваться однокальциевый алюминат. Вещества, формирующиеся при этом, выступают в качестве составной части застывшего материала. Расширяющийся цемент начинает схватываться через 45-60 минут, полное застывание происходит после 10 часов. Возможно изменение периода схватывания добавлением ускорителей (гипс, известь) или замедлителей (хлористый кальций, борная кислота).

Характеристика.

Цемент глиноземистый отличается низкой способностью к деформированию, так как формирующий камень имеет крупнокристаллическую структуру. Помимо этого, присутствие гидратированного кубического моноалюмината приводит к потере массы при формировании.

Данный материал способен обеспечить получение раствора и бетона с влагонепроницаемостью и значительной плотностью. Но он подвержен быстрому разрушению при влиянии щелочей и солей аммония.

Виды цемента глиноземистого.

Существует 2 типа материала: высокоглиноземистый и стандартный цемент. Определяется марка на третьи сутки после производства образцов. С учетом высокой стоимости и недостатка сырья цемент реализуется в относительно небольшом объеме. Материал представляет собой мелкий порошок черного, коричневого или темно-зеленого цвета. Цемент глиноземистый, цена которого начинается от 40 рублей за кг, фасуется в контейнеры и мешки по 50 кг. Возможность быстрого застывания в воде является наиболее важной характеристикой.

Тампонажные цементы — классификация, характеристики.

Тампонажный цемент – это вяжущее, которое практически не отличается от портландцемента за исключением повышенных требований к минералогическому составу клинкера. Допускается применение добавок, оказывающих влияние на отдельные свойства материала.

Делиться на группы:

  1. I – бездобавочный тампонажный ПЦ, который делится на два типа: I-G – с нормированными требованиями при водоцементном соотношении 0,44, I-H – с установленными требованиями при в/ц 0,38;
  2. II – тампонажный цемент с добавками минерального происхождения;
  3. III – тампонажный ПЦ с регулирующими плотность теста добавками.

Для данного типа вяжущего разрешено применение только минеральных и некоторых синтетических добавок, среди которых:

  • Триэтаноламин, способствующий повышению гигроскопичности изоляции нефтяных скважин;
  • Известняк (гипс) – добавка для расширяющихся цементов;
  • Кварцевый песок для утяжелённого и солестойкого цемента;
    Шлаки;
  • Шпаты, гематиты и другие утяжеляющие добавки.

Классификация.

Требования к тампонажным цементам предъявляет ГОСТ 1581-96. Он нормирует основные характеристики материала и приводит его подробную классификацию. Кроме того, документ демонстрирует деление вяжущего по нескольким ключевым признакам. Все они отражаются в маркировке цемента и принимаются к сведению при выборе компонентов для строительства.

Основные технические показатели.

Поскольку тампонажный цемент применяется в строительстве скважин нефтедобычи и сопутствующих продуктов, его свойства строго регламентированы ГОСТом, которые настоятельно рекомендуется придерживаться производителям вяжущего.

Основные характеристики ПЦТ по ГОСТ 26798.1-96 выведены в таблице:

Цемент. Виды и изготовление. Маркировка и свойства. Применение

Цемент – это искусственное порошкообразное вяжущее вещество, которое после контакта с водой сначала превращается в пластичную массу, а затем затвердевает до состояния камня. Он используется для создания бетона и различных строительных смесей. Для цемента характерно набирание вяжущих свойств только во влажных условиях, что кардинально отличает его от гипса или извести.

Как делается цемент

Производство цемента является высокотехнологичным процессом, который подразумевает многоэтапную переработку сырья. В качестве его основы используется известняк, добываемый в карьере. Применяется только порода, в которой имеется высокое содержание кремния, железа и оксида алюминия. Добываемый известняк доставляется на завод, где он проходит несколько этапов помола, в результате которых крупные булыжники перетираются в каменную муку. Она подогревается, что необходимо для извлечения двуокиси углерода.

Подготовленная масса поддается обжигу в специализированных вращающихся печах, обеспечивающих постоянное перемешивание. Каменная мука доводятся до температуры 1500 градусов, в результате чего в ней образуются сплавленные камни, так называемые клинкеры. Они быстро охлаждаются и проходят еще один этап помола в порошок, также в них добавляется гипс, который в дальнейшем обеспечит более медленное застывание строительного раствора. Соотношение порошка из дробленого клинкера с другими минералами отличается в зависимости от свойств цемента, которые нужно достичь.

Марки цемента

Для выполнения различных строительных задач применяется разный по составу цементный порошок. Соотношение его компонентов влияет на конечные физико-технические характеристики раствора. Для классификации цемента ему присваиваются марки. В продаже можно встретить марки с числовым обозначением от 100 до 500. Состав М100 является самым слабым, и используется только при строительстве не ответственных объектов. Его могут применять для создания подготовительной подложки для пешеходных дорожек и легкой бетонной стяжки. Цифра 100 в маркировке обозначает, что данный состав после приготовления раствора будет выдерживать нагрузку в 100 кг на см2.

Самый прочный цемент М 500 выносит давление в 500 кг на см2. Производство состава более высокой марки нецелесообразно, поскольку получаемое в результате вещество обладает избыточными связующими свойствами. В результате чего застывающая бетонная масса покрывается трещинами, поскольку гидравлические свойства получаются настолько большими, что разрывают цементную смесь изнутри. Чтобы этого избежать, необходимо создать особенные условия, что невозможно на обычных строительных площадках.

Чем выше цифра в маркировке после буквы М, тем дороже материал. Марка подбирается индивидуально в зависимости от того какие работы необходимо выполнить. Нет смысла покупать М500, если нужно создать фундамент под легкий деревянный забор, поскольку с этой задачей одинаково хорошо справится и намного более дешевый состав М300. Выбор в пользу той или иной марки регламентирован условиями СНиП.

Характеристики свойств цемента

Помимо раздробленного клинкера и гипса в состав цемента могут добавляться различные пластификаторы и дополнительные вещества, которые меняют его свойства. Даже смеси одной марки, которые выдерживают одинаковое давление, могут отличаться по некоторым параметрам. Это позволяет подбирать оптимальный материал под выполнение тех или иных строительных задач.

Чтобы различать составы цемента их принято оценивать по следующим характеристикам:
  • Стойкость к коррозии.
  • Потребность в воде.
  • Тонкость помола.
  • Устойчивость к понижению температуры.
  • Прочность.
  • Время схватывания.

Что касается стойкости к коррозии, то этот показатель указывает на живучесть затвердевшего раствора при контакте с агрессивными веществами, в том числе и обычной водой. Устойчивость цемента зависит от наличия в нем гидроактивных материалов, способных препятствовать началу химической реакции различных солей. Производители применяют специальные полимерные добавки, которые способны уменьшить микропористость готового бетона, чтобы в дальнейшем закупорить каналы для проникновения агрессивных веществ.

Характеристика потребности материала в воде указывает на впитываемость. Плотность зерен цемента выше показателей воды в 3 раза. Это способствует тому, что при наливании жидкого раствора твердые частицы оседают на дно, а жидкость поднимается кверху. В результате затвердевший бетон будет неоднородным и слабым сверху. Чтобы минимизировать подобный процесс при приготовлении раствора нужно добиться идеальной густоты, при которой вода будет занимать пустоты между зернами цемента, не давая ему оседать на дно. Готовый цемент проходит лабораторное исследование. По его результатам определяется уровень водопоглощения для получения нормального раствора, который после затвердевания будет иметь однородную массу. Обычно для самого часто используемого в строительстве материала – портландцемента, этот показатель составляет от 22 до 28%.

Тонкость помола является очень важной характеристикой, которая влияет на дальнейшие свойства материала. Чем меньше зерна цемента, тем выше их связующие свойства. Кроме этого мелкий помол затвердевает быстрее. Крупными частицами считаются зерна размером 40-80 мкм, а мелкими до 40 мкм. Обычно предлагаемые цементные смеси содержат в себе и крупные и мелкие зерна в определенной пропорции, чтобы обеспечить подходящие свойства материала после затвердевания. Наличие в составе только зерна до 40 мкм многократно увеличивает водопоглощение, поэтому поверх такого бетона выступает вода, а его тяжелый состав оседает на дно.

Прочность цемента

Это показатель, указывающий на давление, которое он может выдерживать. Именно по этому параметру присваивается его марка. Лабораторные исследования прочности подразумевают испытания образца на протяжении 28 суток.

Одним из самых важных свойств является устойчивость к низким температурам. Если использовать неподходящий цемент в условиях с холодным климатом, что даже прочная бетонная конструкция разрушится. Данный параметр подразумевает измерение количества циклов замораживания бетона и его оттаивания. Вода, которая проникает в пустые поры монолита, при замерзании увеличивается в объеме до 8%, в результате чего создается внутреннее давление, вызывающее трещины. Бетон постепенно разрушается. Для компенсации подобного негативного влияния в состав цемента зачастую добавляют различные эластичные добавки, которые при расширении воды смогут ужаться, тем самым выполнить роль амортизатора, не позволяя разрушить неподвижный затвердевший костяк монолита.

Завершающим свойством оценки цемента является время схватывания. Оно указывает на промежуток времени, на протяжении которого заканчиваются пластические свойства раствора. Сразу после приготовления его можно использовать беспрепятственно, но по окончанию определенного периода масса становится непригодной для дальнейшего применения. Скорость схватывания зависит от объема гипса в цементе. Также на время влияет количество добавляемой в раствор воды и окружающей температуры. Стандартный бетон пригоден для укладки на протяжении нескольких часов. При постоянном перемешивании определенные составы, которые доставляются бетонными заводами, имеют жизнедеятельность до 10 часов.

Востребованные виды цемента

Цемент является очень востребованным веществом, которое используется в десятках сфер, поэтому его состав может изменяться под те или иные задачи. Фактически, существует несколько десятков его видов, но большинство применяются очень редко и могут застывать только в специально созданных условиях, что невозможно без наличия особого оборудования.

Портландцемент

Это самый распространенный состав, который применяется в строительстве. Он есть в ассортименте в любом магазине, который реализует строительные материалы. Подавляющее большинство объемов портландцемента продается в мешках. Производители применяют фасовку по 25 и 50 кг. Он применяется для создания бетона нужного для возведения стен, дорог или заливки стяжки на пол. Также при замешивании с песком из него получают штукатурные смеси для отделки стен. Из портландцемента делают растворы для кирпичной кладки.

Читайте также:  Тротуарная плитка качество

Тампонажный

Это особый цемент, который используется в качестве герметика при консервировании нефтяных и газовых скважин. Для его застывания нужно создать определенные условия, поэтому в бытовом строительстве в чистом виде он почти не применяется. Главная способность такого состава в его свойстве выдерживать повышение температуры.

Сульфатостойкий

Данная разновидность цемента применяется в том случае, если требуется привести кладку под водой или в агрессивной химической среде. Такие составы делают с марками M300 и М400. Данный материал применяют при строительстве дамб, подводных тоннелей, закреплении опор мостов и так далее.

Магнезиальный цемент

Это особая разновидность цемента, которая входит в состав продаваемых в строительных магазинах наливных полов. Он сделан с добавлением оксида магния. Получаемый из него раствор обладает высокой эластичностью. После затвердевания он набирает износостойкость и выдерживает значительное давление. Готовый жидкий раствор магнезиального цемента может наливаться на поверхность, после чего он благодаря своей текучести распространяется равномерно, заполняя все неровности и образовывая гладкое основание.

Цемент: виды, состав, популярные производители

Цемент – один из тех материалов, который просто незаменим в строительстве. Он активно используется при возведении домов и проведении ремонтов, установке ограждений и осуществлении любых других строительных работ. Везде, где используются строительные смеси, цемент применяется в качестве связующего компонента. Можно с уверенностью сказать, что по своим свойствам цемент уникален, ведь появившись еще во времена Римской империи, этот материал и сегодня не имеет аналогов.

Общие сведения

Цемент (на латыни caementum), переводится как «битый камень» или «щебень». Получают его следующим образом:

  1. Готовится цемент из шлама, сырьем для которого выступают два основных компонента — 25% глины и 75% перемолотого известняка.
  2. Далее образуется клинкер, для чего готовый шлам обжигается при температуре +1450…+1480 °C.
  3. Получившаяся твердая масса (клинкер) измельчается в серый порошок, к которому, затем, добавляются минеральные присадки и гипс.

В результате на свет появляется искусственно созданный строительный материал, который, взаимодействуя с водой и другими жидкостями, превращается в пластичное вещество, а при затвердевании образует камневидное тело.

Важно! Способность цемента набирать прочность при взаимодействии с жидкостями является уникальной, и это принципиально отличает данный материал от других вяжущих материалов, вроде гипса или воздушной извести, которые затвердевают только на воздухе.

Состав цемента

Нужно заметить, что состав цемента может существенно отличаться, как по странам, так и по регионам в пределах одной страны. Влияет на это наличие минеральных месторождений, поставляющих компоненты для изготовления такого материала. Вот несколько вариантов возможного состава:

  1. различные глины, в т.ч. лёссовидные суглинки и глинистый сланец;
  2. известняк, мел, мергель и прочие карбонатные породы;
  3. минералы: используемые в качестве присадок кремнеземы и глиноземы, аспарит и флюорит, плавиковый шпат и фосфогипс.

Свойства цемента

Различные сочетания компонентов обеспечивают самые разные свойства данного материала. На некоторые из них следует обратить пристальное внимание.

  1. Прочность. Этот показатель зависит от присутствия в составе измельченного шлака или гипса, и отвечает за несущие способности изделий, изготовленных из цемента. К слову именно прочность определяет марку продаваемого цемента.
  2. Морозостойкость. Способность цемента без потерь переносить периоды заморозки и разморозки определяется добавлением в состав различных модифицирующих добавок.
  3. Водостойкость. Этот показатель скорости схватывания цемента. От него зависит возможность заделки швов и стыков, расположенных во влажной среде;
  4. Коррозионная стойкость. Данный показатель говорит о способности цемента противостоять воздействию окружающей среды. Цементы с наиболее высокой коррозионной стойкостью используют для возведения подземных и подводных объектов.
  5. Сульфатостойкость. Такое свойство цемента говорит о его способности противостоять воде, в которой присутствуют ионы сульфата. Рассматриваемый показатель важен при строительстве морских и океанических сооружений, которые соприкасаются с соленой водой.
  6. Тонкость помола. Эта характеристика цемента также говорит о прочности материала. Чем тоньше помол, тем более прочным получится бетон.

Виды цемента

Благодаря многообразию входящих компонентов производители выпускают самые разные виды цементов, которые отличаются свойствами, а значит, сферой применения. Рассмотрим наиболее востребованные виды:

1. (ПЦ). Это один из самых распространенных видов цемента, который массово используется в частном и промышленном строительстве, а также применяется при проведении отделочных работ. Его можно назвать универсальным материалом. Выпускается такой цемент без добавок (Д0), и может быть следующих марок: М400 и М500, М550, а также М600.

2. Цветной и белый (БЦ). Данные виды отличаются цветом, ведь в них присутствуют органические или минеральные красители. Такая особенность позволяет использовать растворы на основе цемента для декоративной отделки интерьеров и фасадов зданий. К тому же цветной цемент используется при производстве искусственного камня и различных скульптурных композиций.

К его преимуществам можно отнести устойчивость к атмосферным осадкам и воздействию ультрафиолета. Такой цемент даже с годами не разрушается, не выгорает и не желтеет. К тому же застывает он гораздо быстрее портландцемента.

3. Быстротвердеющий (БТЦ). Из названия становится очевидным, что у этого материала самый короткий срок отвердения. Кроме того, он чрезвычайно устойчив к морозам. Такая особенность позволяет проводить строительные работы в сжатые сроки и при отрицательных температурах. Выпускается цемент марками М400 и М500.

4. Расширяющий. Производится с добавлением гипса. Данный материал используют в тех случаях, когда хотят минимизировать возможную усадку будущего строения. Затвердевая и избавляясь от влаги, такой цемент расширяется, чем компенсирует усадку.

5. Напрягающий. Производится с добавлением алюминатов. Наличие этого компонента позволяет получить один из самых прочных и морозоустойчивых цементов с повышенными требованиями к гидроизоляции. Неудивительно, что такой материал идет на изготовление ответственных железобетонных конструкций, например, конструкций мостов и высотных домов.

Кстати, набирая прочность, такой материал расширяется, заполняя все существующие пустоты и стыки, трещины и ниши. Похвастаться такой особенностью может далеко не каждый вид цемента.

6. Глиноземистый (ГЦ). Такой материал отличается повышенной скоростью отвердения, а также высокой твердостью и морозостойкостью. Данный цемент незаменим при аварийных работах в условиях экстремально низких температур.

Кроме того, у глиноземистого цемента имеются два подвида:

— Гипсоглиноземистый цемент – используется для получения безусадочных водонепроницаемых бетонов;

— Высокоглиноземистый цемент – из него получают жаростойкие бетоны, применяемые для работы в среде с повышенными температурами.

7. Водонепроницаемый расширяемый (ВРЦ). Рассматриваемый вид отличается высокой устойчивостью к влаге, а потому успешно используется для возведения бетонных конструкций во влажных условиях, к примеру, фундаментов домов в болотистой местности.

8. Гидрофобный (ГФ). По способности отталкивать влагу гидрофобный цемент превосходит водонепроницаемый в 5 раз. Благодаря этому свойству материал используется для возведения бассейнов и других гидротехнических сооружений, подразумевающих непосредственный контакт с водой.

9. Фосфатный. При изготовлении данного материала в него добавляют ортофосфорную кислоту, а также некоторые оксиды (меди, магния и титана). Наличие таких добавок в разы повышает ударную вязкость цемента, благодаря чему он обретает способность противостоять ударам и может наноситься на металлические поверхности.

10. Сульфатостойкий (СС). Применяется для возведения гидротехнических сооружений, но только тех, которые не контактируют с речными и грунтовыми водами. В продаже можно найти сульфатостойкий цемент марок М400 и М500.

11. Шлаковый (ШПЦ). Добавление шлака позволяет серьезно удешевить материал, но в то же время не допустить ослабления его прочности. Недаром ведь этот цемент применяется для возведения подземных конструкций. К недостаткам таких смесей относят их длительное схватывание и высыхание. Выпускается марками М300, М400 и М500.

12. Тампонажный. Это специфический цемент, который используется в газодобывающей и нефтедобывающей промышленности.

Область применения

Цемент – основной компонент цементно-песчаного и бетонного раствора, благодаря чему применяется в следующих конструкциях:

— Строительная промышленность: изготовление монолитных и железобетонных конструкций, необходимых для промышленного строительства зданий и инженерных конструкций (общественные сооружения, многоэтажные дома, мосты, дамбы и т.п.);

— Частное строительство: возведение фундамента частного дома, отделочные работы, строительство ограждений и фундаментов под них;

— Дорожно-промышленное строительство: строительство отбойных сооружений, взлетно-посадочных полос, портовых причалов и т.п.

— Сооружения, работающие в сложных и агрессивных средах: опоры мостов и всевозможные свои, устанавливаемые в среду с повышенным уровнем кислот, в соленой воде или в условиях многократного замораживания/размораживания.

— Добывающая промышленность: укрепление сооружений, а также тампонирование нефтяных и газовых скважин.

Марки цемента

Решив приобрести цемент важно научиться ориентироваться по маркам данного материала.

Прежде всего, римскими цифрами указывается состав входящих компонентов:

— ЦЕМ I – чистый портландцемент, практически не содержащий добавок (не более 5% от всей массы цементного порошка). Этот материал отличается самой высокой скоростью затвердевания, благодаря чему бетон набирает 50% прочности буквально через сутки после заливки. Его рабочая прочность 32,5 МПа.

— ЦЕМ II – портландцемент с наличием добавок от 6 до 35%. Застывает немного медленнее, а все из-за присутствия в составе дополнительных элементов.

— ЦЕМ III – шлакопортландцемент, имеющий нормальную скорость затвердевания и прочность 32,5 МПа. Присутствие добавок в этом материале в районе 35-65% заметно замедляет процесс схватывания смеси, однако наличие доменного гранулированного шлака, компенсирует скорость застывания.

— ЦЕМ IV – пуццолановый цемент. Добавок в нем 21-35%, а значит, он также может похвастаться нормальной скоростью затвердевания. Помимо пуццоланов (П), в его состав включена зола-унос (З) и микрокремнезем (М или МК). По прочности он не уступает другим видам — 32,5 МПа.

— ЦЕМ V – композиционный цемент с хорошей скоростью затвердевания и прочностью равной 32,5 МПа. Из добавок в нем 11-30% доменного шлака, а также 110-30% золы-уноса.

Важно! Присутствие добавок в цементе обозначается буквой Д, а также числом указанным после нее. Например, Д0, Д5 либо Д20.

После указания компонентов в маркировке идет тип присадки:

  • И – известняк;
  • П — пуццоланы;
  • Ш – шлак (по сути, отход металлургического производства);
  • З – зола-унос (по сути, отход энергетических предприятий);
  • М, МК – микрокремнезем.

Затем идут прочностные характеристики материала. Цифрами указывается показатель прочности, которого материал достигает спустя 28 суток после заливки (показатель варьируется от 22,5 до 52,5). Сегодня этот показатель обозначается классом прочности на сжатие, а раньше характеризовался маркой.

  1. Прочность 22,5 – способность цемента выдерживать давление в 22,5 МПа (раньше обозначался маркировкой М300);
  2. Прочность 32,5 – способность цемента выдерживать давление в 32,5 МПа (раньше обозначался маркировкой М400). Этот цемент является наиболее востребованным в частном строительстве, а все благодаря наилучшему соотношению цены и качества;
  3. Прочность 42,5 – способность цемента выдерживать давление в 42,5 МПа (раньше обозначался маркировкой М500);
  4. Прочность 52,5 – способность цемента выдерживать давление в 52,5 МПа (раньше обозначался маркировкой М600).

Буквой указывается показатель прочности, которого достигает цемент спустя 7 дней после заливки:

• Б — быстротвердеющий;
• Н — нормальнотвердеющий.

Для наглядности приведем пример обозначения цемента по ГОСТ10178-85:

ПЦ 400-Д0-Б ГОСТ10178-85. Это быстротвердеющий портландцемент, не содержащий минеральных добавок и имеющий прочность М400.

Данная маркировка устаревшая, а потому сегодня на мешках с цементом можно заметить другое, современное обозначение по ГОСТ 31108-2003:

Портландцемент ЦЕМ I 32,5Н ГОСТ31108-2003. Нормальнотвердеющий портландцемент, содержащий 5% добавок и обладающий прочностью в 32,5 МПа (соответствующий марке М400).

Как выбрать качественный цемент

Чтобы приобрести подходящий, а главное, качественный цемент, стоит прислушаться к советам профессионалов. Алгоритм действий должен быть следующим:

1. Определитесь с производителем. Практика показывает, что цемент отечественных марок стоит дешевле. К тому же его производители находятся внутри страны, благодаря чему вернуть некачественный материал становится легче. А вот решив приобрести цемент зарубежной марки, первым делом обратите внимание на срок годности. Из-за высокой стоимости такой товар нередко залеживается на складе, вследствие чего срок годности его проходит. В то же время, качество свежего импортного цемента – превосходное, что отмечают все профессионалы.

2. Оцените срок годности. Даже если срок годности еще не вышел, но мешки с цементом уже стали твердыми, от их покупки стоит отказаться. Дело в том, что срок годности некоторых марок цемента не превышает 2 месяцев. А лежалый цемент стремительно растрачивает свои ценные качества. Особенно следите за товаром, делая оптовую закупку. Нечистые на руку продавцы могут подбрасывать к свежему цементу мешки с лежалым или даже просроченным материалом.

3. Вооружитесь отзывами из интернета. Перед покупкой цемента не лишним будет прочесть отзывы пользователей, которые уже применяли данный материал в строительстве. Высказывания интернет пользователей могут существенно повлиять на ваш выбор.

4. Пощупайте упаковку. Мешок для цемента должен состоять из 3 или 4 слоев. Кроме обозначения цемента и указания фирмы производителя, на него должны быть нанесены контактные данные предприятия, производившего эту продукцию.

5. Разберитесь с маркой цемента. Выбор марки материала не должен вызвать затруднений. Здесь все просто: чем выше марка цемента, тем более прочной получится созданная на его основе конструкция. О скорости отвердения материала скажут буквы Н (нормальнотвердеющий) или Б (быстротвердеющий), на упаковке цемента.

Однако с повышением марки цемента возрастает и его цена. Материал, продающийся не в мешках, а навалом, заметно дешевле, однако такой цемент легче фальсифицировать, а потому приобретая такой материал, вы рискуете столкнуться с некачественным цементом.

Популярные производители цемента

«Евроцемент груп». Эта отечественная компания является настоящим лидером по производству и продаже цемента на территории России. Да и как иначе, если продукция компании соответствует всем международным стандартам, и при этом может похвастаться одними из самых низких цен. Отзывы говорят о высоком качестве и прекрасной стойкости цемента к низким температурам и воде.

«Хольцим» (Holcim). Швейцарская компания плотно обосновалась на нашем рынке, не только за счет высокого качества и широкой сферы применения, но и благодаря удивительной белизне продукции. Готовится такой цемент из особого клинкера с минимальным присутствием железа. Единственный недостаток этого производителя в том, что найти в продаже такой цемент довольно затруднительно.

«Геркулес». Еще одна отечественная марка, которую рекомендовано приобретать для приготовления стяжек. Практика показывает, что такие стяжки быстро застывают и служат десятки лет. А еще у него оригинальный пакет с отверстиями для пальцев, благодаря чему его удобно переносить. Это экологичный высококачественный продукт, но и он не лишен минусов. Цена «Геркулеса» довольно высока, а вот срок годности составляет всего 2 месяца.

«De Luxe» от ООО «Фаворит». Отличный продукт с выраженными адгезивными свойствами и быстрым застыванием, при довольно привлекательной цене. Однако фасовка такого цемента довольно большая (мешок 50 кг), а работать с таким материалом можно только при температуре выше +5°C.

«CimSa». Белый цемент от турецкого производителя чаще приобретают при проведении отделочных работ. Особую славу снискал такой цемент марки М600. Он обеспечивает идеально гладкую поверхность, не дает трещин и способен защищать металлические изделия от коррозии. Единственным его недостатком является «кусающаяся» цена.

«Adana Cemento». Молодая турецкая компании недавно обосновалась в России, но уже завоевала массу поклонников. Цемент этой марки отличается прочностью и выносливостью, имеет высокие эстетические и декоративные свойства, чем даже превосходит установленные мировые стандарты качества. Он хорошо всем, кроме слишком высокой цены.

«Русеан». Эта фирма одна из старейших производителей строительных материалов в России, а потому давно прислушавшись к запросам покупателей, выпускает простой в работе, но при этом пластичный, крепкий и стойкий к атмосферным воздействиям цемент. Нужно заметить, что цена его чуть выше, чем у других отечественных производителей, но отзывы говоря о том, что переплата того стоит.

Теперь вы точно знаете, какой цемент идеально подойдет для проведения намеченных вами строительных работ. Помните о том, что цемент – это основа, а значит, от правильного выбора зависит долговечность и надежность возводимых вами конструкций.

Ссылка на основную публикацию