Какие бывают марки цемента и от чего они зависят

Какие бывают марки цемента и от чего они зависят

У любого, даже далекого от строительства, человека при вопросе о марках цемента возникают ассоциации типа: портланд цемент, 400, «мешать с песком один к четырем» и, пожалуй, все. Тем не менее, вопрос этот довольно серьезный и любой человек, сталкивающийся со строительными или ремонтными работами, должен грамотно к нему подойти. Цемент, как и любой другой строительный материал, различается по своим физико-техническим характеристикам в зависимости от того, в каких атмосферных условиях и при каких нагрузках предполагается его эксплуатация.

Сырьём для получения строительного цемента является глина и известняк в пропорции один к трем. Как вариант, используется готовое природное сырьё — камень мергель, который содержит и глину и известняк. После обжига смеси глины и известняка с добавкой воды получают клинкер, который представляет собой серо-зелёные гранулы. Клинкер охлаждается и складируется для корректировки состава, после чего измельчается с добавкой примерно 5% гипса. Чем тоньше помол клинкера тем скорее он твердеет и выше прочность, но ниже срок хранения.

Обычный портландцемент (ПЦ) получают травлением клинкера с добавлением 20% гидравлических примесей в виде шлака и золы. Портландцемент морозостоек и водостоек, применяется для строительных растворов и изготовления бетона и железобетонных изделий.

Шлакопортландцемент (ШПЦ) получают добавлением в измельченный клинкер 21 – 60% доменного шлака и 5% гипса. Этот вид еще более водостоек, жаростоек, но менее морозостоек. Медленнее схватывается и твердеет. Применяется для изготовления штукатурных и кладочных растворов, а так же для подземного и подводного бетонирования.

Гидрофобный цемент изготавливают путём тонкого измельчения портландцементного клинкера с гипсом и гидрофобизирующей добавкой. Этот цемент по отношению к обычному и шлакопортландцементу имеет меньшее водопоглощение, большую морозостойкость и водонепроницаемость. Гидрофобный цемент может долго находиться во влажной среде.

Портландцемент с наполнителями получают добавлением в измельченный клинкер молотого песка, известняка и доломит общим весом до 20-60%. Плюсы такого цемента: экономится клинкер, снижается деформативность бетона и растворов. Применяется для изготовления низкомарочных бетонов.

Быстротвердеющий портландцемент (БПЦ) получают добавлением активных добавок в измельчаемый клинкер. У такого цемента довольно высока скорость схватывания и твердения. Долго не хранится. Но идеален для изготовления сборного железобетона и монолитного строительства в зимнее время.

Для получения белого цемента используют каолин. Белый цемент характеризуется низкой морозостойкостью и применяется только в растворах и малярных составах. Цветной портландцемент получают добавлением пигментов в сырье или к измельчаемому клинкеру. Быстро схватывается, применяется в растворах и красках, в том числе красках для дорожной разметки.

Глинозёмистый цемент – получают обжигом известняка и бокситов. Быстро твердеет и высокопрочен. Начало схватывания — минимум 30 мин., конец схватывания — максимум 12 часов.

Расширяющийся цемент получают при добавлении в портландцемент гипса и высокоглинозёмистого шлака. Расширяется на 1%, быстро твердеет и водонепроницаем. Расширяющийся цемент применяется для заделки стыков железобетонных конструкций.

Теперь о маркировке цемента. Здесь все просто. Согласно ГОСТ 10178-85 (старый ГОСТ) цемент обозначается по двум признакам: способность выдерживать нагрузку и процентное соотношение к общему объёму цемента разнообразных добавок. Маркируют цемент по нагрузке, которую выдерживает опытный образец бетонного блока размером 4х4х16 см. Максимальную прочность цемента обозначают буквами М или ПЦ и цифрами. К примеру, М 500 обозначает, что данный цемент может выдержать нагрузку в 500 кг/см.

Наиболее распространенные марки цемента:

Цемент ПЦ 500 Д0 (М500 Д0)
Цемент ПЦ 500 Д20 (М500 Д20)
Цемент ПЦ 400 Д0 (М400 Д0)
Цемент ПЦ 400 Д20 (М400 Д20)

Процентное содержание добавок обозначается буквой Д. К примеру, цемент обозначенный Д20 содержит 20% добавок. Важно учитывать эту характеристику, так как добавки влияют на пластичность и прочность материала, что позволяет подобрать набиолее подходящую в данной ситуации марку цемента.

С 01 января 2008 года российские цементные заводы переходят на производство цемента по ГОСТ 31108-2003. Это стандарт унифицирован с европейским стандартом EN 197-1, который устанавливает единые для всех стран Евросоюза классификацию и технические требования к цементам. Стандарт ГОСТ 31108-2003 не отменяет действующий старый, который довольно популярен и широко применяется. Вместе с тем, полезно знать его содержание и маркировку цементов.

Основные отличия нового ГОСТ 31108-2003 от старого ГОСТ 10178-85:

— вместо марок введены классы прочности на сжатие;
— для цементов всех классов прочности, кроме требований к прочности в возрасте 28 суток, дополнительно установлены нормативы по прочности в возрасте двух суток, за исключением классов 22,5Н и 32,5Н, а для цементов классов 22,5Н и 32,5Н – в возрасте 7 суток;
— для всех классов прочности, кроме класса 22,5, введено разделение цементов по скорости твердения на нормальнотвердеющие и быстротвердеющие, что позволит минимизировать расход цемента в строительстве за счет его оптимального подбора по скорости твердения.

Условное обозначение цемента по новому ГОСТ 31108-2003 будет состоять из:
— наименования цемента (ЦЕМ I — портландцемент, ЦЕМ II – портландцемент с минеральными добавками)
— портландцемент с минеральными добавками подразделяют на подтипы А и В – для подтипа А количество минеральных добавок ограничивается от 6% до 20%, для типа В – от 21% до 35%;
— сокращенного обозначения цемента, включающего обозначение типа и подтипа цемента и вида добавки (гранулированный шлак обозначается буквой Ш; пуццолана – П; композиция шлака и пуццоланы (трепел, опока) – К (Ш-П));
— класса прочности (22,5; 32,5; 42,5 и 52,5, что означает минимальную прочность на сжатие на 28 сут, МПа);
— обозначения подкласса (прочность на сжатие в возрасте 2 (7) суток – Н (нормальнотвердеющий) и Б (быстротвердеющий), кроме класса 22,5);
— обозначения стандарта, которому соответствует цемент.

Примеры условных обозначений:
1. Портландцемент класса 42,5 нормальнотвердеющий:
Портландцемент ЦЕМ I 42,5Н ГОСТ 31108-2003;
2. Портландцемент со шлаком от 6% до 20%, класса прочности 32,5, быстротвердеющий:
Портландцемент со шлаком ЦЕМ II/А-Ш 32,5Б ГОСТ 31108-2003;
3. Портландцемент со шлаком от 21% до 35%, класса прочности 32,5, нормальнотвердеющий:
Портландцемент со шлаком ЦЕМ II/В-Ш 32,5Н ГОСТ 31108-2003;
4. Композиционный портландцемент с суммарным содержанием доменного гранулированного шлака и пуццоланы от 6% до 20%, класса прочности 32,5, нормальнотвердеющий:
Композиционный портландцемент с шлаком ЦЕМ II/А-К (Ш-П) 32,5Н ГОСТ 31108-2003.

МАРКИ И КЛАССЫ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА

Фактический результат. предела прочности на сжатие через 28 суток твердения является показателем активности цемента, например: прочность при сжатии через 28 суток твердения составила 435 кгс/см 2 ( 42,6 МПа). Это его активность.

В зависимости от По составуа и назначениюя выпускают различные виды портландцемента, без минеральных добавок (ДО) и с минеральными добавками (Д5 и Д20 – до 5 и 20 % добавок соответственно).

Требования по прочности для быстротвердеющих цементов

Обозначение цемента. Например, портландцемент марки 400 с добавками до 20% быстротвердеющий пластифицированный обозначается следующим образом:

Портландцемент 400-Д20-Б-ПЛ или ПЦ 400-Д20-Б-ПЛ.

В качестве добавок для дорожного бетона используются доменные гранулированные

Обычный портландцемент выпускается двух видов:

·портландцемент без минеральных добавок,

·портландцемент с добавками (с активными минеральными до­бавками не более 20%).

В качестве добавок используются доменные гранулированные и электротермофосфорные шлаки, горные породы осадочного происхож­дения (диатомиты, трепелы, опоки), глиежи (естественно обожженные глины) и др. Добавки вводят­ся для повышения водостойкости цемента (для связывания выделяюще­гося гидрата окиси кальция в малорастворимые гидросиликаты каль­ция); их применение приводит к экономии дорогостоящего клинкера. Применяя минеральные добавки, можно регулировать ряд других свойств портландцемента: выделение тепла при твердении, плот­ность цементного камня и др. Виды и содержание добавок в портландцементах представлено в табл. 12.

Условное обозначение цемента

Условное обозначение цемента должно состоять из:

·наименования вида цемента — портландцемент, шлакопортландцемент, сульфатостойкий портландцемент, пуццолановый портланд­цемент. Допускается применять сокращенное обозначение наименова­ния — соответственно ПЦ, ШПЦ, ССПЦ и ПуццПЦ;

·марки цемента — 500, 400, 500, 550, 600;

·обозначения максимального содержания добавок в портландце­менте — ДО, Д5, Д20 (0%, 5%, 20%);

·обозначение быстротвердеющего цемента — Б;

·обозначение пластификации или гидрофобизации цемента — ПЛ, ГФ;

·обозначение цемента, полученного на основе клинкера норми­рованного состава — Н.

Например, портландцемент марки 400, с добавками до 20%, быстротвердеющий, пластифицированный обозначается:

Портландцемент 400-Д20-Б-ПЛ или ПЦ 400-Д20-Б-ПЛ.

На классы 22,5; 32,5; 42,5; 52,5.

По прочности на сжатие в возрасте 2 (7) сут (скорости твердения) (кроме класса 22,5) цементы подразделяются на:

Определение марки (активности) цемента

Активность цемента определяется как показатель фактической прочности образцов, специально изготовленных для анализа и испытанных в заданных условиях, определенных нормативными документами.

Существует два параметра, определяющих активность (марку) цемента – это определение прочности на разрыв и на изгиб. Для таких испытаний необходимы специально созданные образцы из цементного теста нормальной консистенции, размерами 40*40*160 мм. Все этапы их изготовления и испытания определяются ГОСТом 310.4-81.

Для определения активности цемента применяют как прямые, так и косвенные методы. Прямые методы, самые действенные, но требуют длительного времени (процесс определения основан на твердении цемента), так что для оперативных задач используют косвенные, более быстрые методы. Здесь подходы могут быть различные: кто-то использует контракцию, кто-то оценивает активность через электропроводность цементной суспензии. Оценка активности через электропроводность – простой путь, который при этом нельзя назвать надежным. Прогнозируемые результаты не имеют методологического обоснования и потому рекомендацию для использования в серьезных случаях получить не могут.

Действие контракциометров основано на установлении связи активности цемента с процессом уменьшения объема цемента в результате гидратации специально изготовленного цементного раствора. Это единственный вид приборов, который может быть признан эффективным для оперативного определения активности цемента.

Существуют приборы контракциометры КД-07 и ВМ-7.7, которые могут дать методологически обоснованный результат, однако в данном случае в процессе определения активности (марки) цементов требуется визуальное наблюдение за технологическим процессом, а также проведение подсчета результатов вручную в соответствие с установленной методикой.

Приготовление цементного раствора нормальной консистенции для определения марки цемента

Определение марки цемента предполагает приготовление цементно-песчаного раствора заданным образом. Для смешивания раствора в пропорции 1:3 понадобится:

• 500 г цемента (непосредственно того образца, который назначен к исследованию).
• 1,5 кг песка. Для получения точного результата важно выбрать правильный песок – чистый (мытый) кварцевый песок, с содержанием SiO2 не менее 98%. Влажность материала – менее 0,2 % с потерями при прокаливании менее 0,05%.

Если не соблюсти эти условия, то оценку марки цемента нельзя будет признать корректной.

Оба компонента высыпают в чашу, внутренняя часть которой протерта мокрой тканью. Срок для промешивания – 1 минута. Затем в смеси делается лунка, в которую вливают 200 г воды. Время, выделяемое на впитывание – 0,5 минут, а затем в течение минуты перемешивают вручную. Далее смесь помещают в мешалку (ее чашу протирают влажной тканью) и мешают в течение 2,5 минут.По окончанию процесса нужно оценить консистенцию получившегося раствора. Для этого применяют встряхиватель, на котором имитируют виброуплотнение раствора.

Смесь закладывается в два этапа слоями равной толщины в стандартную форму-конус, установленную на диск встряхивающего столика, а после этого штыкуется по ГОСТу:

• нижний слой – 15 раз,
• верхний слой – 15 раз.

Затем, в указанной последовательности, выполняются следующие действия:

• Форму для загрузки снимают, излишки раствора срезают.
• Цементный конус встряхивают 30 раз в течение 30 ± 5 секунд.
• Основание конуса измеряют по перпендикулярным диаметрам и берут среднее значение.

Раствор нормальной консистенции и приемлем для измерений, если его расплыв 106-115 мм.

Изготовление образцов

Образцы для определения марки цемента изготавливают стандартных размеров в специальных формах. Формы должны быть разъемными и из прочного материала – к примеру, из чугуна или стали. Перед заполнением раствором форму смазывают машинным малом, а стыки – вазелином. Форму заполняют на 10 мм, устанавливают на вибростенд и после запуска установки форма заполняется окончательно – порционно в течение 2 минут. Через три минуты установка отключается, а излишки смеси снимают ножом, смоченным в воде. Образец сглаживают, маркируют и, оставляя его в форме, выдерживают в специализированной ванне с гидравлическим затвором 24 часа (в случае растрескивания образца, оставляют его в ванной еще на 48 часов). Затем их достают из ванны, извлекают из форм и укладывают в бассейн с водой. Вода должна быть 20 ± 2 градусов по Цельсию и накрывать образцы минимум на 20 мм. Воду в бассейне заменяют раз в две недели. И после 28 суток твердения их извлекают из ванной, испытания проводятся максимум за час.

Виды определения пределов прочности

В зависимости от особенностей дальнейшего использования цемента и бетона на его основе существует несколько различных подходов к определению активности. Рассмотрим несколько методик.

Определение прочности на изгиб

Суть метода в постепенном увеличении нагрузки на образец посредством специального пресса (скорость нагружения — 50±10Н/с). При этом испытание образцов производится при их расположении поперечной гранью – продольно. Итоговый результат берут как среднее арифметическое между двумя самыми высокими показателями испытаний образцов из трех.

Определение прочности при сжатии

Этот метод требует равномерной нагрузки с предельной силой — 200-500кН. Для этого три образца, разделенных на половины, располагают между специальными полированными металлическими пластинами. Площадь соприкосновения образца в продольном положении и пластины – 25 см2. После центровки на опорной плите в качестве результата принимается среднее значения четырех самых высоких показателей.

Определение прочности цемента при пропаривании

Для изготовления конструкций из бетона или железобетона подчас необходимо сократить срок твердения. Для этого используют тепловлажную пропарку. Именно поэтому для таких случаев целесообразно использовать определение активности цемента при пропаривании.

Подготовка образцов и все процедуры проводятся в стандартных условиях, однако пропаривание необходимо производить в специализированной камере. Стандартизированная температура — 20±3 градусов по Цельсию при выключенном обогреве в течение 2 часов. Значение прочности определяется в соответствие с ГОСТом.

Однако все эти методы требуют очень длительного времени. Самый скорый метод определения марки цемента без потери точности измерений – контракциометрический. Он использует для оценки показатели уменьшения объема раствора при гидратации материала. Именно эти данные ложатся в основу расчетов активности цемента. Именноэтот метод лег в основу нового прибора предприятия «Интерприбор».

Этот прибор позволяет исследования по определению активности цемента проводить в ускоренном режиме – то есть фактически в течение 3 часов. Также «Цемент-прогноз» позволяет работать с такими измерениями как сроки схватывания цемента, морозостойкость, прочность и водонепроницаемость бетона.

Новый прибор для определения активности цемента

В 2009 году компания «Интерприбор» разработала и запатентовала прибор «Цемент-Прогноз», основанный на контракциометрическом методе измерений. Этот прибор автоматический. В его стандартную комплектацию входят: электронный блок, стакан для проб цементного образца, камера измерения и сервисное ПО, нацеленное на обработку данных по методике. Именно программное обеспечение позволяет все результаты перенести на компьютер, заархивировать и, при необходимости, конвертировать в Exсel.

Принцип работы прибора основан на регистрации изменения объема воды в герметичной камере, дополнительно можно фиксировать температуру пробы. Камера заполняется водой, а в нее помещается образец в специальном мерном стакане. Измерение занимает в минимальном варианте три часа, по факту которых все измерения переносятся в компьютер. Но существует и 7-суточный контракционный цикл измерений.

Электронный блок позволяет через соединительную коробку подключать и одновременно производить измерения в трех камерах, регистрируя результаты на дисплее прибора и компьютере. Сервисное ПО предлагает обширный объем функций по обработке результатов. Прибор внесен в Государственный реестр средств измерений.

Использование «Цемент-Прогноза» в рабочем процессе облегчит и другие технологические измерения, в частности оценку водоцементного отношения и прочность бетона (МИ 2488-98), морозостойкость (МИ 2489-98), водонепроницаемость бетона (МИ 2625-2000).

Популярные товары

БЕТОН-ФРОСТ ускоренно определяет морозостойкость бетона в соответствии с п.4.1 и Приложением Б ГОСТ 10060-2012 после определения коэффициента преобразования, по.

Ускоренное определение активности цемента за 3 часа по величине контракции цементного теста в соответствии с методиками измерения МИ 2486-98, МИ 2487-98.

Вакуумные измерители проницаемости ВИП-1 предназначены для определения водонепроницаемости бетона и сопротивления проникновению воздуха в соответствии с ГОСТ 12.

Определение прочности цемента и сферы применения

До финальной стадии производства абсолютно весь цемент имеет идентичные характеристики. Уже в конце процесса изготовления каждый стройматериал получает свои характерные особенности, которые определяют, в каких условиях может быть применим цемент. Этот этап представляет собой введение в цементную смесь добавок и примесей. Прочность материала и зависит от количества и характеристик последних.

Марка цемента

Определение марки происходит постфактум – уже после изготовления цемента. Для этого берутся пробы материала, из которых создают формы, в составе которых песок, вода и цемент. Они имеют небольшой размер до 10 см. Формам дают схватиться и застыть (на это выделено 28 дней), далее осуществляется испытание – образцы сжимаются под воздействием прессов. В зависимости от того, какой вес выдержал образец, ему и присваивается определенная марка. Чтобы более точно определить прочность, испытания проводятся над несколькими образцами, после выводится среднее арифметическое значение.

Наиболее распространенный цемент следующих марок:

• М300;
• М400;
• М500;
• М600.

Цифра возле «М» обозначает, какой максимальный вес выдержал образец.

С помощью испытаний по сжатию определяют и класс материала. Измеряется в МПа. Определенный класс соответствует определенной марке.

• Класс 22,5 (не разрушается под давлением в 22,5 МПа) – это марка 300;
• 32,5 – 400;
• 42,5 – 500;
• 52,5 – 600.

Скорость набирания прочности

Маркировка на цементе позволит определить и данное свойство бетона, связанное с прочностью.

1. ЦЕМ І – процесс затвердевания происходит максимально быстро. Прочность на 2-е сутки равна 50%. Особенность данного цемента – состав, в нем до 5% добавок (минеральных).
2. ЦЕМ с – цемент с добавками от 6 до 37%. Разделяется на два подтипа: А – до 20% добавок, В – до 35%. От количества добавок зависит скорость схватывания цемента, а в будущем и бетона.
3. ЦЕМ ІІІ – содержание шлака до 65%, твердеет в пределах нормы.
4. ЦЕМ IV – пуццолановый, твердеет нормально.
5. ЦЕМ V – композиционный вариант.

ЦЕМ ІІІ, IV и V относятся к классу 32,5 (М400).

Классы от 32,5 до 52,5 имеют дополнительные обозначения, которые также свидетельствуют о том, как быстро материал застынет, выражаются буквами. Б – твердеет на 50% на второй день, Н – 50% прочности достигается только на 7 день – нормальный показатель. В зависимости от того, какие добавки стали частью цементной смеси, различают гранулированный шлак (Ш) и пуццолан (П).

Кроме добавок, на прочность цемента влияет тонкость помола материала. Данный показатель связан также со скоростью твердения материала, он определяется ГОСТом.

Как сделать правильный выбор

Нужный цемент возможно выбрать только при четком понимании, какие нагрузки в будущем должна будет выдерживать конструкция. Зная это, не составит труда выбрать нужный класс, марку и состав добавок. Для зданий, предназначенных для жизни людей, строители рекомендуют выбирать наиболее прочные марки бетона – 500,600. М400 идеально подходит для сооружения дач, сараев, подсобных помещений. Ступени, комплектующие заборов можно заливать наименее прочным бетоном (состоит из цемента М300, песка, воды).

ООО «УфаЦемент»
РБ, г. Уфа, пос. Зубово ул. Объездная 15

Обращаем ваше внимание на то, что вся информация (включая цены) на этом сайте носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 (2) Гражданского кодекса РФ.