Виды цемента, каким бывает портландцемент

Виды цемента, каким бывает портландцемент

Портландцемент – самый распространённый вид цемента, основной ингредиент бетонов, строительных растворов, штукатурок и затирок. Доступность и невысокая цена исходного сырья – известняка и глинистых сланцев, а также вяжущего (воды) – сделали его универсальным строительным материалом.

Цемент легко смешивается с другими минеральными, а также органическими веществами, что позволяет производить материал с заданными свойствами. Это особенно важно, когда покупка цемента производится для получения бетонов, работающих в специфических условиях, в том числе и под водой – пресной или морской солёной.

Разновидностей портландцемента – более десятка, кратко охарактеризуем основные из них:

• Собственно портландцемент: без всяких добавок. По ГОСТ 10178-85 он обозначался ПЦ — (марки 300, 400, 500) Д0 (0% добавок). По новому ГОСТ 31108 – ЦЕМ I. Вместо марок указываются классы по прочности в МПа: 22,5; 32,5; 42,5; 52,5. Для перевода марки в класс принимается, что класс 22,5 соответствует марке 300; 32,5 – марке 400; 42,5 – марке 500; 52,5 – марке 600.
• Для строительства любого типа, без постоянного воздействия с водой.
• Портландцемент с добавками минерального происхождения: активными и не активными. Повышают коррозионную стойкость и водонепроницаемость, но снижают морозостойкость. Такая добавка, как шлак, снижает стоимость цемента. Старое обозначение добавок: Д5 и Д20, новое – А и В (содержание клинкера 80-94% и 65-79% соответственно). Используется там, где не требуется высокая морозостойкость, в качестве основы для штукатурных растворов.
• Портландцементы с повышенной скоростью отвердевания: быстро – и особо быстротвердеющие: БТЦ и ОБТЦ по старому стандарту и Б – быстротвердеющий по новому ГОСТу. Для транспортного строительства, изготовления железобетонных изделий в промышленных условиях.
• Кислотоупорный и сульфатостойкий портландцементы – для работы в агрессивных условиях. Сульфатостойкий цемент – в основе морозостойкого бетона.
• Портландцемент пластифицированный. Добавка ПАВ (поверхностно-активных веществ) позволяет повысить текучесть (это отличная укладываемость и уплотняемость) бетона без увеличения содержания воды. Повышает морозостойкость. Для всех видов строительства.
• Портландцемент гидрофобный: обладает меньшей гигроскопичностью, что важно при доставке цемента или бетона на дальние расстояния. Это гидротехнические сооружения, аэродромы, объекты, где используются бетононасосы. Гидрофобный цемент не комкуется после хранения в течение года.
• Декоративные портландцементы: белый и цветные. Для отделки, изготовления архитектурных форм.
• Шлакопортландцемент – материал с добавлением доменного шлака. Хорошо работает в условиях постоянного контакта с водой, характеризуется небольшой усадкой.
• Портландцемент с клинкером нормированного состава. Без добавок – для бетонных изделий любого типа, с добавками – для высокоответственных изделий, включая опоры, мостовые элементы, шпалы, трубы и т. п.

При возведении объектов гражданского и промышленного строительства использование рекомендованных в проекте цементов обязательно. Замена марки или вида цемента возможна только после согласования с проектантом.

Применение цемента всех видов: где используется, для чего нужен

Сегодня применение цемента достаточно широко – несмотря на появление новых строительных материалов, бетон на основе цементного вяжущего по-прежнему считается самым популярным, универсальным и предпочтительным во многих случаях вариантом. Цемент представляет собой порошкообразное вещество, относящееся к классу неорганических.

Цемент производят при помоле клинкера, который, в свою очередь, получают путем обжига при высоких температурах глины и извести, взятых в определенных пропорциях. К порошку могут добавляться различные минеральные вещества, пластификаторы для улучшения свойств и т.д. Цемент используют в виде вяжущего при замесе бетонных растворов разного типа и назначения.

Главная функция цемента – качественное скрепление конструктивных элементов создаваемых конструкций и возводимых зданий. Бетонные растворы используют для заливки полов и разных конструкционных элементов, монолитного строительства, производства тех или иных изделий и т.д.

• При затворении водой превращается в вязкую пасту.
• Цвет меняется со светло-серого на темный.
• Бетон быстро набирает твердость во влажной и теплой воздушной среде.

Смесь в течение 28 дней (как правило) набирает прочность и постепенно превращается в искусственный камень с очень высокими характеристиками прочности, стойкости. Свойства цемента могут быть разными, зависят от массы факторов: вида самого вяжущего, наличия добавок, особенностей и условий применения, соблюдения технологии замеса и укладки.

Дополнительные свойства могут обеспечиваться специальными добавками в составе порошка, объем которых производитель всегда указывает на упаковке в маркировке и описании.

Производство цемента

Все разновидности цемента производятся по одной технологии. Могут отличаться составляющие и их пропорции, добавляться какие-то минеральные и другие вещества в конце, но само производство всегда предполагает определенные этапы и действия. Все современные смеси составляются на базе портландцемента.

1. Получение первичного сырья: перемолотый известняк и глина смешиваются в шлам в пропорции 4:1.
2. В процессе обжига шлама при температуре +1500 градусов по Цельсию сырье спекают в твердую массу, которая называется клинкер.
3. Клинкер очень мелко смалывается до состояния порошка.

К клинкерному порошку добавляют минеральные присадки, гипс, чтобы получить цемент с нужными свойствами.

Состав

В составе цемента работают несколько составляющих на молекулярном уровне. Материал представляет собой тонкий порошок серого цвета, а вот компоненты в его химической формуле есть разные и отвечают за те или иные процессы в бетоне.

• Кальциевый оксид – в объеме около 67%.
• Кремниевый оксид – в объеме до 22%.
• Алюминиевые окиси – до 5%.
• Оксид железа – в объеме до 3%.
• Разного типа модифицирующие компоненты – максимум 3%.

• Разные виды глины (включая глинистый сланец и лесс).
• Мергель, известняк, мел, другие карбонатные породы.
• Минеральные присадки: кремнеземы, глиноземы, апатит, флюорит, плавиковый шпат, гипс, фосфогипс и т.д.

Прочность

Прочность является одним из самых важных свойств цемента, которое определяет сферу применения, предполагаемые нагрузки, технические характеристики конструкции из бетонного монолита. Нормативную прочность на сжатие цемент приобретает по прошествии 28 дней с момента затворения.

Прочность можно посмотреть по марке (самые популярные марки цемента М300, М400 и М500, указывают на прочность в кг/см2) и классу (указанным маркам соответствуют примерные показатели В20, В30 и В40). Приготовленный раствор твердеть начинает в течение 1-2 часов, завершается процесс минимум через 12 часов после укладки.

Далее появляется гидратационное тепло и бетон набирает прочность в течение 28 суток. При низких наружных температурах тепло позволяет цементу набрать полный цикл прочности, при высоких – может спровоцировать ускорение прохождения реакции, в результате чего распространяются трещины из-за появления температурных напряжений.

Виды цемента

Когда рассматривают цемент, виды указывают в достаточно большом количестве, но и они не исчерпывают все многообразие материалов, что можно создавать из вяжущего. Ведь при правильном подходе придавать цементу разные свойства можно, вводя в состав те или иные добавки. А ввиду того, что цемент используется в самых разных сферах и областях, вариантов приготовления смеси существует множество. Варьироваться состав порошка может также за счет особенностей сырья, добываемого в том или ином регионе.

Кроме того, на рынке можно найти много других составов, которые могут использоваться при выполнении определенных видов работ в тех или иных условиях, сферах.

Основные марки

Марки цемента обозначаются буквой М и цифрами от 25 до 1000. Самые распространенные марки – М100, М200, М300, М400 и М500. Остальные применяются для конкретных задач и намного реже. Самые универсальные и прочные марки цемента – М400 и М500. Как было указано выше, цифры рядом с индексом говорят о нагрузке в кг/см2, которую может выдержать застывший камень.

Марки ниже М100 и М200 применяются для штукатурки, кладки, выше М600 – для возведения объектов особого назначения (военных, бункеров, ракетных шахт и т.д.).

• ПЦ – портландцемент.
• ШПЦ – шлако-портландцемент.
• Б – быстротвердеющий состав.
• СС – вяжущее с сульфатостойкими свойствами.
• ПЛ – цемент уже с пластификатором в составе.
• Н – нормированный, цемент с подтвержденной прочностью.
• ВРЦ – водонепроницаемый цемент (применяется в возведении гидротехнических сооружений).

Также по ГОСТу 31108 указывают наличие добавок в порошке: I обозначает, что добавок нет; II – в цементе есть минеральные компоненты. Объем добавок обозначается буквами: А – 6-20% минкомпонентов, Б – 21-35%. Добавками могут выступать пуццолан, шлак, полимеры и т.д. Скорость твердения также обозначается буквами: Н – нормально твердеющее вяжущее, С – скорость средняя, Б – быстротвердеющие смеси.

Добавки в цементе также индексируются буквой Д и цифрами, отображающими процент содержания. Д0 – добавок нет, Д20 – в состав цемента включено 20% добавок, в результате чего вещество получается более пластичным. Общее правило такое: чем выше марка, тем больше прочность; чем выше процент добавок, тем эластичнее цемент (но при критичном содержании прочность может падать).

• М100, М200, М300 – производство разных элементов и изделий с нужными характеристиками.
• М400 – применяются при заливке сборного/монолитного железобетона.
• М500 – актуален для производства гидротехнических конструкций и плит, которые находятся в воде переменного уровня, для заливки бордюров и тротуаров, фундаментов всех видов.
• М600 – бетонирование сборных конструкций повышенного качества.
• М700 – работа с постройками, где отмечены высокие нагрузки и зоны напряжения.

Область применения

Область применения цемента напрямую зависит от его свойств и характеристик. В СНиПах и ГОСТах указаны все правила и особенности применения разных марок цемента с определенными техническими характеристиками в строительстве зданий, производстве изделий и т.д. Также влияют на выбор цемента условия его применения, поставленные задачи, особенности эксплуатации.

Несколько полезных советов по использованию цемента

Чтобы произведенный из цемента бетонный раствор соответствовал всем требованиям и был пригодным для создания прочных, надежных, долговечных конструкций и изделий, необходимо помнить о некоторых правилах.

Область применения цемента зависит от его вида и свойств

Цемент является одним из самых востребованных строительных материалов. Область применения цемента практически не ограничена. Его используют при возведении фундаментов и устройстве кровель, укладке напольных покрытий и установке сантехприборов. Основной функцией цемента является скрепление конструктивных элементов возводимых зданий. Он входит в состав бетонных растворов, применяемых для изготовления строительных конструкций, с его помощью выравнивают различные поверхности. Любой, даже самый незначительный домашний ремонт не обходится без этого универсального материала.

Что представляет собой цемент

С латинского «caementum» переводится как щебень или битый камень. Этот порошкообразный материал является искусственно созданным вяжущим, состоящим из клинкера, определенного количества гипса, минеральных добавок и различных наполнителей. При затворении цемента водой или другими жидкостями, образуется пластичная масса, способная при затвердевании превращаться в камневидное тело.

Цемент является основной составляющей бетонного и цементно-песчаного раствора. Он обладает уникальной способностью набирать свою прочность при воздействии влаги, чего не скажешь о гипсе или воздушной извести, твердеющих в сухих условиях.

Интересен тот факт, что еще древние римляне к извести подмешивали вулканический пепел или дробленый камень. Это можно считать началом истории появления цемента.

Свойства цемента

Одной из основных особенностей цемента является отличие его технических характеристик в пределах каждой страны и даже отдельных регионов, где он выпускается. Причина заключается в том, что любой из заводов связан со своими месторождениями, поставляющими компоненты для изготовления материала. Портландцемент, произведенный, к примеру, в России, существенно отличается от цемента, изготавливаемого в Германии или других странах.

В связи с этим, производители определили основные показатели, на которые необходимо ориентироваться и по которым производится маркировка цемента:

• морозостойкость – способность выдерживать многочисленные циклы заморозки-разморозки в течение определенного временного периода (обычно – года), что достигается за счет введения в состав цемента модифицирующих добавок;
• стойкость к коррозии – противостояние отрицательному влиянию окружающей среды. Наибольшей стойкостью обладает пуццолановый цемент, который применяют при возведении подводных и подземных объектов;
• прочностные характеристики – зависят от количественного присутствия в составе гипса или измельченного шлака и характеризуются маркой цемента;
• водостойкость – возможность схватывания растворной смеси в течение десяти минут, что крайне важно при заделке стыков, расположенных в водной среде;
• сульфатостойкость – устойчивость к действию воды, содержащей сульфат-ионы. Необходимый показатель при строительстве гидросооружений, соприкасающихся с соленой водой;
• тонкость помола – влияет на период затвердевания и, соответственно, прочностные характеристики. Чем мельче помол – тем прочнее бетон.

Следует отметить, что от величины вышеперечисленных показателей во многом зависит область применения цемента и качественные характеристики бетонного раствора.

Виды цементов и их применение

От содержания минеральных составляющих во многом зависят характеристики цемента и его разновидности. 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.

Сфера использования различных видов цемента зависит от его марки, которая выражается в цифрах, обозначающих прочность на сжатие в кг/см2. Наиболее распространенными являются марки 400 и 500, без которых при возведении любого строительного сооружения обойтись просто невозможно. Более прочный цемент – М600 – используется для военных объектов. С его помощью строят бункеры и, даже, ракетные шахты.

Какие бывают виды цемента?

Качественный цемент изготавливают из смеси глины и известняка, иногда может использоваться мергель — горная порода, которая состоит из глины и известняка.

Таблица соотношения цемента, песка и щебня для различных марок бетона.

Для соблюдения качества и чтобы не менялись свойства цемента, очень важно точно соблюдать пропорции и выдерживать состав шихты, поэтому большинство цементных заводов имеет свои карьеры для добычи известняка или глины, а если закупают их, то постоянно в одном месте.

Что такое цемент?

Для того чтобы получить окончательный продукт, шихту обжигают в специальных печах, которые вращаются. Диаметр таких печей может быть 3,6-7 метров, а длина — 100-150 метров, температура поддерживается на уровне 1450 градусов.

Маркировка и основные виды цемента.

После спекания шихты получаются гранулы, диаметром 5-100 мм, после чего они размалываются в специальных шаровых мельницах. Для того чтобы регулировать сроки схватывания цемента, в его состав добавляют 5% двуводного гипса. Если не использовать гипс, то приготовленный состав будет схватываться мгновенно, и из него невозможно будет сделать раствор.

В составе цемента, кроме гипса, есть и активные минеральные добавки, которых может быть до 15%. Это позволяет добиться необходимых свойств материала и уменьшить его конечную стоимость.

После того как составляющие цемента соединяются с водой, получаются гидраты, которые при застывании и создают цементный камень.

Можно приобрести цемент фасованный или развесной.

Расчет цемента на 1 куб бетона.

Цемент используется для создания раствора, который применяют для кладки кирпича, пеноблоков и других материалов, из него делают бетон. Он также широко используется при выполнении различных строительных работ. Используется указанный материал для изготовления железобетона, при проведении монолитного строительства, для создания асбестоцементных изделий и для создания других искусственных материалов.

1. Самой важной составляющей цемента является алит, в составе клинкера его около 50-70%. Алит быстро вступает в реакцию с водой, и именно благодаря ему прочность нормального цемента достигается на 28 день.
2. Есть в составе клинкера от 15 до 30% белита, он медленнее вступает в реакцию с водой и на первую фазу набирания прочности практически не влияет. Но белит обеспечивает повышение прочности на более поздних этапах созревания бетона.
3. Алюмината в составе обычного клинкера всего около 5-10%. Эта фаза очень быстро вступает в реакцию с водой, поэтому требуется добавления агента, что будет контролировать схвачивание, обычно для этого используют гипс.
4. В составе обычного клинкера около 5-15% ферритной фазы. Скорость реакции с водой у ферритной фазы достаточно высокая, на начальном периоде она находится между скоростью для алита и белита.

Каких видов бывает цемент?

Существуют разные виды цемента, рассмотрим каждый из них более подробно:

Минералогический состав портландцемента.

Этот тип цемента представляет собой мелкий порошок обожженной и перемолотой известняково-цементной смеси. В такой материал обычно вводят добавки, и от их количества и назначения различают разные виды цемента.

Основной характеристикой указанного материала является его прочность на сжатие. Теперь понятно, что означает марка цемента. Основными марками являются М 300, 400, 500 и 600. Их прочность от 300 до 600 кг на кв. см.

Кроме различия по прочности, при решении вопроса о том, какой бывает цемент, надо учитывать и его разделение на классы. Класс от марки отличается тем, что выводится не средний показатель прочности, а ей должны соответствовать 95% всех образцов. Классы бывают от 30 до 60.

В странах СНГ еще выпускает марку М250, можно заказать конструкции, изготовленные из М150, но можно найти в магазинах и качественный цемент М800 — это особо прочная марка. Для использования в домашнем строительстве лучше всего использовать расфасовку цемента по 25 и 50 килограмм.

Если допускается длительное хранение, то постепенно прочность данного материала снижается. Если цемент будет сухим, то это происходит медленнее. После 3 месяцев хранения может произойти снижение прочности до 10%, поэтому перед тем, как выбрать и приобрести цемент, надо рассчитывать, за какое время вы его используете, и много покупать впрок не стоит.

Данный вид имеет более высокую стойкость к действию агрессивной среды и отличается более медленным застыванием. Для его приготовления используется глина, в которой мало глинозема и железа.

В таком материале нет минеральных добавок, как инертных, так и активных. Достаточно сложно найти сырье для изготовления такого цемента, поэтому он не очень распространенный. Данный материал применяется при проведении подземных и подводных работ.

Это одна из разновидностей расширяющегося бетона. Его характеристики позволяют при застывании раствора создавать большие усилия, поэтому он используется при необходимости создания предварительно напряженных конструкций из железобетона.

В основном такой материал используют для изготовления труб и железобетонных конструкций с тонкими стенками.

Основные марки цемента

Схема определения пластичности бетонного раствора.

Приведем основные, наиболее часто применяемые марки цемента:

1. ПЦ 400 Д20 — портландцемент, в котором есть минеральные добавки. Он чаще всего используется в частном малоэтажном строительстве, удобнее брать расфасовку цемента по 25 килограмм. Он также применяется для изготовления бетона и кладочного раствора.
2. ПЦ500Д0 не имеет добавок и предназначен для проведения строительства дорог, создания железнодорожных шпал, железобетонных труб, высоковольтных столбов и других конструкций, где требуется повышенная прочность и надежность.
3. ССПЦ 400 Д0 — сульфатостойкий портландцемент, в котором также нет никаких добавок, он применяется для создания конструкций, что находятся в сложных условиях, и предотвращает их преждевременную коррозию. Применяется такой материал при сооружении мелиоративных, гидротехнических конструкций, которые непосредственно соприкасаются с сульфатными средами.

У многих людей возникает вопрос: как определить марку цемента? Обычно это можно сделать исходя из надписей на упаковке. Если это невозможно, то можно определить свойства цемента экспериментальным путем.

Если по застывшей поверхности ударить ребром молотка и будут откалываться большие куски, бетон крошится и осыпается, то это М100. Если появился след и вокруг него трещины, то использовался М100-М200. При получении малозаметного следа будьте уверены, что использован М300-400. При сильном ударе молотком происходит небольшое скалывание конструкции, значит был использован М400-600.

Для того чтобы правильно выбрать указанный материал, сначала надо определить, для каких целей он вам нужен, и только после этого приступать к покупке. Обязательно обращайте вниманием, чтобы цемент был сухим.