Виды цемента: свойства, состав и применение

Марки и разновидности цементов и их особенности

Под термином «цемент» принято понимать вяжущий строительный материал неорганического происхождения, при взаимодействии с водой образующий раствор, превращающийся в плотное монолитное образование повышенной прочности. Используется для производства бетонов и других составов, применяющихся на различных стадиях строительного производства.

Основой для изготовления цемента является известняк с примесью глины и добавок, который после дробления становится рассыпчатым веществом, состоящим из мелких однородных фракций, в зависимости от сочетания и процентного соотношения компонентов, обладающих различным набором физико-технических характеристик, обуславливающих дальнейший характер его использования.

Какие бывают марки цементов, их характеристики и расшифровка

Одним из важнейших показателей, характеризующих качество цемента, является его прочность на сжатие. Данный параметр определяется в ходе лабораторных испытаний, по результатам которых материал разделяется на марки, имеющие числовые обозначения от 100 до 800 и обозначающие степень сжатия в БАР или МПа.

Для обозначения марки цемента по прочности используется аббревиатура ПЦ или М. К примеру, маркировка в виде М400, нанесенная на упаковку, обозначает, что он способен выдержать давление до 400 кг/см3. Кроме того, на ней может содержаться информация о наличии добавок в общей массе вещества, обозначаемая буквой Д и их количеством в процентах.

Фото различных марок цемента в бумажных мешках

Для их маркировки используются специальные буквенные обозначения:

• Б, указывающая на скорость застывания материала;
• ПЛ, свидетельствующая о наличии пластифицирующих добавок;
• СС, подтверждающая наличие сульфатостойких характеристик;
• Н, используемая для обозначения нормированного цемента, производимого на основе клинкера.

До недавнего времени в строительстве активно использовались цементы различных марок, включая самый «слабый» вариант с показателем прочности М100, однако в настоящее время эта разновидность снята с производства.

Аналогичная «участь» постигла и цементы марок 150 и 200, которые из-за своей недостаточно высокой прочности перестали использоваться в строительном производстве, «уступив место» качественным, прогрессивным материалам более высоких марок.

На данный момент самыми хоршими, востребованными и популярными являются цементы марок 400 и 500, максимально соответствующие запросам и требованиям современного строительного производства. От марки цемента, используемого для приготовления бетонной смеси, напрямую зависит и марка получаемого в итоге строительного раствора.

При этом данная зависимость будет выглядеть следующим образом:

Сферой применения марки М400-Д0 является изготовление сборных конструкций из бетона и железобетона, в создании которых используется метод термовлажностной обработки. Цемент марки М400 Д20 также находит широкое применение в различных отраслях промышленности, включая производство фундаментов, плит перекрытия и изготовление бетонных и железобетонных изделий различной сложности. Имеет хорошую морозостойкость и водостойкость.

Вышеуказанным параметрам и технико-физическим нормам максимально соответствует марка М500 Д20, используемая в строительстве жилья, а также создании промышленных и сельскохозяйственных объектов. Цемент этой марки также используется в работах кладочного, штукатурного и отделочного характера.

Отличительной характеристикой цемента марки М500 Д0 является высокая прочность, сочетающаяся с повышенной морозо- и водостойкостью, что делает этот материал незаменимым при проведении работ повышенной сложности, с высокими требованиями к качеству строительства.

Цементы более высоких марок, таких, как М600, М700 и выше в свободной продаже встречаются достаточно редко. Основной областью их применения является военная промышленность, где эти составы, обладающие максимально высокой степенью крепости, используются для создания укрепительных и специализированных сооружений.

Состав и фракции

Помимо используемых добавок, на качество и характеристики цементов прямое влияние оказывают такие факторы, как тонкость их помола, гранулометрический состав продукта, а также форма частиц, входящих в порошковую смесь.

Основную массу цементных составов, как правило, составляют зерна, имеющие размеры от 5-10 до 30-40 мкм. Качество помола материала определяется наличием остатков на ситах с размерами ячеек 0,2, 0,08 или 0,06 мм, а также проверкой на специализированных приборах, определяющих удельную поверхность порошка.

Данные приспособления служат и для определения воздухопроницаемости материала.

Современная промышленность выпускает цементы максимально тонкого помола, обладающие повышенной прочностью и высокой скоростью застывания. К примеру, портландцементы обычного вида измельчаются до 5-8 % остатка частиц на сите 0,08. Измельчение быстротвердеющих цементов происходит до остатка 2- 4 % и меньше.

Показатели удельной поверхности при этом составляют 2500-3000 см2/г продукта в первом случае и 3500-4500 см2/г материала – во втором.

Согласно проведенным исследованиям и практическим опытам в области испытания цементов различных марок, было доказано, что основное влияние на активность материала в краткосрочном периоде оказывают фракции, размер которых составляет до 20 мкм. Зерна более крупных размеров (в пределах 30-50 мкм), влияют на активность цементов в более поздние сроки их застывания.

Таким образом, измельчая исходный материал до более мелкого состояния, можно получать цементы различной степени прочности и марок. К примеру, материалы с маркировкой М600, М700 и М800 получаются из клинкера, измельченного до содержания в общем составе порошка 45, 50, 65 и 80 % фракций с размерами от 0 до 20 мм.

На видео рассказывается о маркировке цемента по старому и новому ГОСТу и их различиях:

Классификация по видам

Помимо марок, классов, типов и степени помола, цементы принято различать на несколько основных видов, отличающихся между собой сочетанием отдельных компонентов и составом.

В их число входят:

• портландцемент; Получается из размола портландцементного клинкера – продукта обжига до состояния спекания сырьевой смеси, включающей известняк, глину и другие материалы типа доменного шлака, мергеля и т.п., с добавлением гипса и специальных добавок. Бывает чистый, с примесью минеральных добавок, шлакопортландцемент и т.д.
• пуццолановый; К этой категории относят группу цементов, имеющих в своем составе порядка 20% минеральных добавок. Получают способом совместного помола портландцементного клинкера, составляющего в общей массе готового состава около 60-80 %, минерального компонента активного типа, доля которого равняется 20-40 %, и гипса. Имеет повышенную коррозионную стойкость, меньшую скорость затвердения и небольшую морозостойкость.
• шлаковый; Производится путем совместного помола доменных шлаков и добавок-активаторов в виде гипса, извести, ангидрита и т.д. Бывает известково-шлаковым (с 10-30 % содержанием извести и 5 % содержанием гипса) и сульфатно-шлаковым (где гипс или ангидрит составляют 15-20 % от общей массы). Цементы данного вида находят применение в строительстве подземных и подводных сооружений.
• глиноземистый; Отличается высокой скоростью затвердения и хорошей огнеупорностью, что делает его незаменимым при изготовлении высокоплотных растворов и бетонов, обладающих повышенной водонепроницаемостью.
• цемент с наполнителями, романцемент; Материал, изготавливаемый способом измельчения обожженного сырья без подвергания его процессу спекания. Применяется для кладочных и штукатурных работ, а также производства бетонов низких марок.
• фосфат цемент; Разделяется на два основных подвида: твердеющие при нормальных температурах и при нагревании до температуры 373 – 573 К. Обладает большой механической прочностью.
• напрягающий; Имеет короткий период схватывания и хорошую прочность. Обладает высоким давлением в процессе твердения. Применяется для изготовления напорных труб, используемых для создания емкостных сооружений.
• гидроизоляционный; Разделяется на подвиды с проникающей и обмазывающей способностью. После застывания приобретает водонепроницаемые качества и крепость.
• магнезиальный; Представляет собой мелко дисперсионный состав порошкового типа, основу которого составляет оксид магния. Применяется для устройства бесшовных полов монолитного типа.
• тампонажный; Используется в ходе работ по цементированию газовых и нефтяных скважин.
• цинкфосфатный; Производится путем обжига шихты, в состав которой входят оксиды цинка, магния и кремнезем. Обладает высокой прочностью на сжатие, составляющей 80-120 МПа.
• силикофосфатный; Процесс производства заключается в обжиге шихты до ее полного расплавления, после чего состав подвергается резкому охлаждению в водяной бане. Имеет высокую прочность и стойкость.
• высокопрочный; Отличается очень высокой скоростью схватывания, обладает хорошей пластичностью и прочностью.
• облегченный и т.д.

Перспективные виды цементов и их преимущества

Помимо масштабного строительного производства бетон широко применяется в частной сфере, для возведения и реконструкции жилья и построек сельскохозяйственного назначения. По этой причине при покупке этого материала перед потребителями возникает вопрос: какой из существующих цементов лучший по качеству и набору индивидуальных характеристик?

Для того чтобы сделать правильный выбор, стоит обратить внимание на следующие моменты:

1. срок высыхания материала;
2. тонкость его помола;
3. консистенцию раствора, изготовленного на его основе;
4. содержание в нем щелочей и т.д.

Если говорить о качестве и возможностях цементов, то наиболее оптимальными вариантами для частного использования можно назвать марки М400 и М500, обладающие лучшим набором технико-физических характеристик и привлекательной ценой.

Характеристики и свойства цемента

Цемент – вяжущее вещество, в состав которого входят неорганические соединения. При взаимодействии с водой порошок вступает в химические реакции, в результате которых образуется твердый элемент, имеющий заранее заданную форму. После набора прочности элемент, изготовленный из цемента, заполнителей, воды и дополнительных добавок, служит длительный период с сохранением первоначальных характеристик. Плотность цемента в рыхлонасыпанном состоянии составляет 900-1300 кг/м3, в уплотненном – 1400-2000 кг/м3. При объемной дозировке вяжущего при приготовлении строительных смесей и растворов его плотность принимают равной 1300 кг/м3.

Классификация цементов по вещественному составу

Важный компонент цемента – клинкер, получаемый обжигом сырьевой смеси. В его состав, в зависимости от требуемых свойств конечного продукта, могут входить: известняк, глина, доменный шлак, нефелиновый шлам и другие. После обжига в клинкер вводят при необходимости дополнительные компоненты. Полученную смесь измельчают с получением тонкодисперсного порошка.

В соответствии с ГОСТом 31108-2016 цементы по составу разделяют на 5 типов:

• ЦЕМ I – портландцемент, наиболее популярный вид этого стройматериала, количество вспомогательных компонентов не превышает 5 %;
• ЦЕМ II – портландцемент, содержащий минеральные добавки, в качестве которых используются шлак, микрокремнезем, пуццоланы, обожженный сланец;
• ЦЕМ III – шлакопортландцемент;
• ЦЕМ IV – пуццолановый;
• ЦЕМ V – композиционный.

Введение минеральных добавок в количестве до 15 % незначительно изменяет свойства конечного продукта. Добавки в количестве более 20 % оказывают значительное влияние на физико-химические и механические свойства цемента и получаемых из него строительных смесей и растворов.

Прочность цемента

Одно из основных свойств вяжущего – прочность, характеризуемая классом по новому ГОСТу 31108-2016, и маркой – по старому нормативу. Этот показатель определяется пределом прочности при сжатии стандартных образцов. Класс показывает давление, выраженное в МПа, марка – в кгс/см3.

В соответствии с новым стандартом выпускаются цементы следующих классов (марок):

• В22,5 (М300);
• В32,5 (М400);
• В42,5 (М500);
• В52,5 (М600).

Для цементов разных классов испытания проводят через 2, 7, 28 суток после изготовления образца. На этот показатель влияют: минералогический состав, наличие активных добавок, их свойства и процентное содержание.

Производители в паспорте обязаны указывать максимальную прочность вяжущего, определяемую в возрасте 28 дней.

Сроки схватывания цемента

Сроки схватывания определяются испытанием цементного теста нормальной густоты. Стандартные значения: начало процесса схватывания не раньше, чем через 45 минут, и его окончание не позже, чем через 12 часов после заливки строительной смеси или раствора. Слишком быстрое и слишком медленное схватывание является недостатком этого стройматериала. В первом случае требуется очень быстрая укладка приготовленного раствора. Во втором – сильно замедляются сроки строительства.

На сроки схватывания теста влияют:

• Тонкость помола. Чем тоньше помол, тем выше прочность цемента, скорость его схватывания и твердения.
• Минералогический состав. Чем выше процентное содержание трехкальциевого алюмината, тем быстрее схватывается вяжущее, затворенное водой.
• Степень обжига. Чем выше температура термической обработки, тем медленнее схватывание.
• Водоцементное соотношение. Чем оно выше, тем медленнее протекает процесс схватывания.
• Температура окружающей среды. Чем она выше, тем быстрее схватывается цемент.

Изменение объема цемента при твердении

Процесс твердения затворенных водой цементов сопровождается изменением объема получаемого продукта. В соответствии с нормативом лепешки, изготовленные из цемента после его затворения водой, при испытании кипячением должны изменять объем равномерно. Если вяжущее не соответствует требованиям ГОСТа, то использовать его опасно, поскольку в конструкции возникнут напряжения, которые могут привести к ее разрушению.

Портландцемент при твердении на воздухе отличается небольшими усадочными процессами. Если же клинкер содержит большое количество свободных оксида кальция и оксида магния, то в процессе их гашения водой происходят локальные изменения объема цементного продукта, что приводит к образованию в нем трещин.

Водоцементное соотношение

Для нормального протекания процессов гидратации цемента и придания раствору необходимой подвижности требуется соблюдать оптимальное водоцементное соотношение (водопотребность). Водопотребностью цемента называют минимальное количество воды, которое обеспечивает получение цементного теста нормальной густоты. Нормальной густотой называют консистенцию, при которой пестик Тетмайера опускается в продукт на глубину, установленную нормативами.

Минимальной водопотребностью обладает портландцемент – 24-28 %. Снизить этот показатель, сохранив требуемую пластичность смеси или раствора, можно введением специальных добавок – пластификаторов. Водопотребность пуццолановых цементов при наличии в них добавок осадочного происхождения составляет 35-40 %.

Водоотделение цементного теста

Водоотделением называют отжим воды в цементном тесте из-за гравитационного действия цементных частиц и зерен крупного и мелкого заполнителей. Вода может выступать на поверхности цементного продукта, между слоями послойно укладываемого бетона, внутри бетонного элемента вокруг заполнителей и арматуры. Наличие таких пленок воды внутри конструкции приводит к расслаиванию и снижению прочности строящегося объекта.

Снизить водоотделение и расслаивание раствора или смеси позволяют:

• доставка специальных готовых цементно-песчаных растворов и бетонов к месту строительства специальным транспортом;
• соблюдение технологии укладки смесей и растворов;
• снижение водоцементного соотношения с помощью применения пластификаторов;
• введение ряда добавок – трепела, глины, бетонита.

Добавки в цемент доменного шлака приводят к увеличению водоотделения.

Морозостойкость цементно-песчаных растворов и бетонов

Морозостойкостью строительных растворов и смесей, изготовленных на базе цемента, называют способность затвердевших продуктов выдерживать циклы попеременного замерзания и оттаивания. Морозостойкость характеризуется маркой, обозначаемой буквой F.

Повысить морозостойкость отвердевшего бетона или цементно-песчаного раствора позволяет введение специальных добавок, таких как абиетат натрия, омыленный древесный пек и другие.

Тепловыделение цемента в процессе твердения

Процессы гидратации цемента сопровождаются выделением тепла, которое характеризуется абсолютным выделением тепла и ходом тепловыделения во времени. Медленное выделение тепла не оказывает отрицательного влияния на технические характеристики строительной конструкции. Цементы, у которых процесс гидратации протекает быстро, со значительным повышением температуры, не рекомендуется использовать при строительстве массивных сооружений из-за температурных перепадов внутри и снаружи бетонного элемента. В этом случае возникают значительные внутренние напряжения, которые становятся причиной образования трещин в бетоне.

Цементы, процессы гидратации которых сопровождаются значительным и интенсивным выделениям тепла:

• с высоким содержанием трехкальциевых силикатов и алюмината;
• содержащие значительное количество стекловидной фазы.

Значительное выделение тепла – процесс, желательный при зимнем строительстве.

Коррозионная стойкость цементного камня

Ученые разделяют это понятие на химическую и физическую коррозионную стойкость. Первый показатель характеризует химическую устойчивость компонентов вяжущего к корродирующим агентам. Это свойство улучшают ограничением содержания в цементе оксида алюминия и трехкальциевого силиката. Физическую коррозионную стойкость повышают снижением пористости получаемого продукта на основе цемента, уменьшением радиуса его пор и гидрофобизацией их поверхности.

Производство цемента, его виды и применение

Какое строительство может обойтись без цемента? Это один из самых необходимых стройматериалов, применяемых как для дачного домика, так и для гигантского завода или небоскреба. Перед планированием бюджета строительства или ремонта нужно разобраться, какой вид цемента и в каких количествах может понадобиться.

Производство цемента

В настоящее время повсеместно используется портландцемент, на основе которого составляются другие цементные смеси. Упрощенно производство цемента выглядит следующим образом:

1. Получение первичного сырья: из глины и перемолотого известняка смешивается шлам, в котором 1/4 глины и 3/4 известняка.
2. Получение клинкера: обжиг шламовой смеси при t 1500 градусов. В процессе обжига смесь спекается в твердую массу – клинкер, которая затем измельчается.
3. Получение цемента: в готовый клинкер добавляется гипс и минеральные присадки, придающие цементу необходимые свойства. Мы также для наглядности разместили фото цемента в статье.

Состав цемента

Спрос на цемент огромен и добываемое сырье может варьироваться в зависимости от места разработки. Представляем вам несколько вариантов состава материала:

• известняк, мергель, мел и другие карбонатные породы;
• различные глины, включая лесс и глинистый сланец;
• минеральные присадки: глиноземы, кремнеземы, фосфогипс, гипс, апатит, плавиковый шпат, флюорит.

Виды цемента

Всвязи с запросом рынка, производители выпускают разные виды цемента, отличающиеся свойствами и сферой применения и, конечно, ценой:

1. Портландцемент. Тот самый основной вид, который используется при любом строительстве. Это самый распространенный вид.
2. Быстротвердеющий цемент. У него более короткое время отвердевания, что позволяет ускорить строительство.
3. Белый и цветной цемент. Эти виды отличаются не только цветом, но и коротким временем отвердевания, стойкостью к осадкам и ультрафиолету (не выгорают, не желтеют). При добавлении красителей (минеральных или органических) отлично подходят для декоративной отделки фасадов и интерьеров, имитации натурального камня.
4. Напрягающий цемент. Благодаря входящим в его состав алюминатам, при наборе прочности расширяется, заполняя трещины, пустоты, стыки и т.д. Из него изготавливают самонапряженные ЖБ конструкции, применяемые для участков с повышенными требованиями к гидроизоляции и морозостойкости.
5. Расширяющийся цемент получают путем добавления гипса в цементную смесь. Он не отличается хорошей гидроизоляцией, но и не дает усадки во время застывания.
6. Водонепроницаемый безусадочный цемент подойдет для производства и ремонта конструкций для участков с повышенной влажностью как гидроизолирующий слой при изготовлении емкостей для воды.
7. Гидрофобный цемент используется при повышенной влажности, а также для изготовления водонепроницаемого бетона.
8. Глиноземистый цемент получают из сырья с большим содержанием оксида кальция, алюмината кальция и глинозема, без дополнительных минеральных добавок. Быстро твердеет, выделяя большое количество тепла, не дает сильной усадки, отличается повышенной твердостью и морозостойкостью.
9. Фосфатные цементы. Изготавливаются с добавлением ортофосфорной кислоты и оксидов: диоксида титана, оксида меди, оксида магния. Общее свойство фосфатных цементов – использование в качестве покрытий по металлу и высокая сопротивляемость удару.
10. Шлаковые цементы. Добавление шлаков позволяет удешевить готовые конструкции, но и ограничивает область применения. Изделия требуют дольше времени на схватывание и твердение.
11. Сульфатостойкий цемент. Используется в постройке гидротехнических сооружений, не страдает от грунтовых и речных вод.
12. Тампонажный цемент применяется в нефте- и газодобывающей промышленности.

Области применение цемента

Теперь узнаем, в каких областях применяется цемент:

• Общестроительные работы: от использования в малоэтажном строительстве для внутренних работ или возведения различных типов фундамента – до сборных и монолитных железобетонных конструкций крупных сооружений.
• Дорожно-промышленное строительство: возведение мостов, взлетно-посадочных полос, гидротехнических сооружений (причалов, дамб), несущих элементов крупных многоэтажных зданий.
• Сооружения в агрессивных и сложных средах: сваи и опоры мостов, повышенный уровень сульфатов в грунтовых водах, повышенный уровень кислот, многократное замораживание и оттаивание.
• Добывающая промышленность: тампонирование нефтяных и газовых скважин, укрепление технических сооружений.

Прочность цемента

Прежде чем начнется работа с цементом, необходимо определить, какие параметры будут ключевыми в данном строительстве. Прочность цемента определяется сопротивляемостью на сжатие (изгиб) и удар.

Марки цемента

Также полезно будет знать, на какие марки подразделяется цемент.

1. ГОСТ 2003 г. Маркировка цемента включает:
   • обозначение состава: ЦЕМІ – цемент без добавок (чистый), ЦЕМІІ – с различными добавками;
   • процентное содержание добавок для ЦЕМІІ: А – от 6 до 20% примесей, Б – от 21 до 35% примесей;
   • буквенное обозначение типа добавки для ЦЕМІІ: П – пуццолан, Ш – шлак;
   • показатель прочности через 28 суток после заливки, от 22,5 до 52,5;
   • буквенный показатель прочности через 2-7 суток после заливки, Н – нормальноотвердевающий, Б – быстроотвердевающий.

Пример маркировки: ЦЕМІІ/Б-П 42,5Н – нормальноотвердевающий портландцемент, с пуццолановой добавкой от 21 до 35%.

1. ГОСТ 1985 г. Маркировка:
   • буквенное обозначение состава: ПЦ (портландцемент) или ШПЦ (шлакопортландцемент);
   • показатель прочности кг/см^2, от 300 до 600;
   • наличие (Д) и процентное содержание (число от 10 до 20) добавок в смеси;
   • маркировка типа цемента: Б – быстроотвердевающий, Н – нормированный, БЦ – белый цемент, СС – сульфатостойкий, ВРЦ – водонепроницаемый, ПЛ – с добавлением пластификаторов (гидрофобный).

Пример маркировки: ПЦ 500 Д10 ПЛ – гидрофобный портландцемент с прочностью до 500 кг на квадратный сантиметр, с содержанием пластификаторов 10%.

Приготовление цемента

Приготовить цементный раствор для строительства или ремонта не сложно. Делается он либо в бетономешалке, либо в обычном ведре с помощью строительного миксера. Рассмотрим состав раствора цемента и последовательность его приготовления:

1. Вода. При определении количества воды необходимо исходить из нужного количества раствора: воды пойдет немного меньше, чем планируемый конечный объем.
2. Песок. Сначала закладывается половина нужного объема песка и тщательно перемешивается. Для качественной кладки песок должен быть чистым, без примесей глины. Визуально песок должен быть очень светлым, почти белым.
3. Цемент. В емкость засыпается необходимое количество цемента и делается это не частями, а в один прием.
4. Песок. После полного перемешивания цемента необходимо добавить оставшуюся половину песка и снова перемешать.

Напоследок нужно отметить, что для хорошего ремонта или строительства нужен качественный цемент. Определить визуально, насколько он хорош, не получится. Лучше полагаться на добросовестных производителей и рекомендации знакомых, отбросив в сторону подозрительно дешевые варианты.

Цемент – видео про работу с данным материалом

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.

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

Цемент как строительный материал

Цемент – это материал искусственного происхождения, в основе состава которого лежат минеральные вещества (известняк и глина). Он является гидравлическим веществом, т.к. его затвердевание происходит с участием воды. Основной особенностью цемента является т.н. затворение водой, т.е. образование камнеподобного нерастворимого соединения. Этот процесс происходит благодаря образованию гидратов, которые при взаимодействии с воздухом или водой превращаются в безводные минералы гидросиликаты, гидроалюминаты и гидроферраты(III) Са. В процессе затвердевания образуется карбонат кальция и двойные сульфаты, нерастворимые в воде.

Химический состав

Формула цемента может отличаться, однако в наиболее общем смысле материал представляет собой смесь известняка, основную часть которого составляет CaCO3, и глины, породобразующим веществом в которой является каолинит. Так, широко используемый портландцемент имеет в своем составе 67 % СаО, 22 % SiO2, 5 % Аl2О3, 3 % Аl2О3 и около 3 % вспомогательных веществ. Для обозначения часто используют сокращенную формулу CCN.

Основным качеством цемента является способность к затвердеванию и получению прочных соединений, стойких к внешним нагрузкам. Смешанный с водой он пластичен, что позволяет создавать изделия различных форм. Материал отличается по тонкости помола, срокам застывания, плотности. К основным характеристикам цемента относят равномерность изменения объема при схватывании, количество водоотделения, стойкость к различным внешним воздействиям (влага, температуры, кислоты и т.п.).

Добыча сырья

Добыча природных компонентов проводиться в карьерах открытым способом с применением бульдозеров и другой техники. Также может использоваться гидротехнический метод или буровзрывательные работы. Чаще всего производства располагают недалеко от мест добычи.

Из карбонатных пород применяют известняк, мел, известняк-ракушечник, мергели и др. В качестве глинистого сырья могут использовать мергель, глинистый сланец, лесс и т.п. Широкое применение в цементной промышленности нашли шлаки, золы, шлам, гипсосодержащие отходы, которые снижают себестоимость продукта.

Способы производства

Мокрый. Отдельно измельченные породы смешивают и еще раз перемалывают в водной среде. Полученная суспензия — шлам — перемешивается, в нее добавляют вещества, корректирующие состав. После этого порошок с водой подается на обжиг в печь. В результате спекания получают клинкер.

Сухой метод предполагает сушку (до влажности менее 1 %) измельченных пород. Такую смесь, в которую при необходимости добавляют корректирующие составы, нагревают до образования клинкера.

Комбинированный способ предполагает переработку сырья до состояния шлама мокрым способом. Смесь с водой до поступления в печь обезвоживают в фильтрах (влажность не более 19 %). В некоторых случаях шлам обжигают во вращающихся печах до влажности 6-10 %, а затем отправляют на обжиг.

Полученный клинкер перемалывается в цемент и упаковывается.

Сфера использования цементов широка. Их применяют для кладки кирпича, обустройства фундаментов зданий различного назначения. Цемент является одним из основных компонентов бетона, который используют как самостоятельно, так и в форме железобетона. Сегодня эта смесь активно вытесняет другие строительные материалы (дерево, камень и т.п.), ее используют в гражданском и промышленном строительстве.

Отдельного внимания заслуживает декоративное применение цемента.

Из него производят изделия для садово-парковых ансамблей, которые отличаются не только высокими эстетическими качествами, но и длительным сроком службы. Удобен он для изготовления беседок, скамей, ротонд, колонн и других малых архитектурных форм или внутренних декоративных элементов.
Его применяют при производстве фасадных панелей, брусчатки и тротуарной плитки.

Виды цемента

Виды цемента и их применение

Наиболее широкое распространение получили следующие виды цемента: белый и сульфатостойкий цемент, пуццолановый, шлаковый, гидрофобный и глиноземистый цемент. В данной статье строительного журнала samastroyka.ru будет рассказано о том, какие виды цемента существуют и для чего они используются.

Виды цемента

Широко используемым материалом является портландцемент. Его применяют в составе строительных растворов для каменной кладки и при возведении конструкций из железобетона. Цемент служит основой для производства асбоцементных и теплоизолирующих материалов. Производимые марки от М400 до М600.

Белый цемент используется при проведении отделочных работ на фасадах зданий, в качестве материала для нанесения разметки на дорожном полотне или аэродромном покрытии. Например, из белого цемента holcim изготавливают различные декоративные элементы, скульптуры и цветники. Данный материал служит основой для сухих декоративных смесей и цветных цементов. Производится нескольких марок – М400 и М500.

Сульфатостойкий цемент обладает такими же характеристиками, что и обычный цемент, однако отличается высокой стойкостью к воздействию сульфатов. Благодаря таким характеристикам применяется при строительстве сооружений гидротехнического назначения и возведении мостовых опор. Из сульфатостойкого цемента производят сваи и морозоустойчивые бетонные конструкции. Цемент с минеральными добавками имеет марки М400 и М500, без добавок — марку М400.

Основные свойства пуццоланового цемента – повышенная связующая способность и водонепроницаемость. Пуццолановый цемент обладает низкой морозоустойчивостью и скоростью затвердевания. Он применяется для строительства водопроводов, каналов, плотин и шахт. Его используют при проходке метро и тоннелей. Марки выпускаемого цемента М300 и М400.

Шлаковый цемент и гидрофобный цемент

Шлаковый цемент обладает высокой морозоустойчивостью и стойкостью к механическим воздействиям. Он медленно схватывается и твердеет. Используется при постройке подводных сооружений и тоннелей, а также для возведения бетонных сооружений, эксплуатируемых в условиях повышенной влажности. Производимые марки от М200 до М400.

Отличительными свойствами гидрофобного цемента является быстрота схватывания и высокая водонепроницаемость. Его применяют при строительстве дорог, аэродромов, бассейнов, водонапорных труб, а также при сооружении топливных и водяных резервуаров. Марки цемента М400 и М500.

Глиноземистый цемент обладает хорошей кислотной устойчивостью и огнеупорностью. Используется для мостового и подземного строительства, возведения промышленных объектов. Из глиноземистого цемента изготавливаются бетонные конструкции, эксплуатирующиеся в морской воде. Цемент применяют для проведения бетонных работ в зимнее время и при заделке нефтедобывающих скважин. Глиноземистый цемент имеет марки от М400 до М600.

Цементно-песчаные смеси: состав, характеристики, марки, технология приготовления

• Состав цементно-песчаных смесей
• Виды ЦПС по назначению
• Основные характеристики ЦПС
• Марки цементно-песчаных растворов
• Преимущества сухих цементно-песчаных смесей
• Инструкция и рекомендации по самостоятельному приготовлению ЦПС

Цементно-песчаные смеси – строительные материалы, предназначенные для выполнения штукатурных, кладочных, монтажных работ, устройства стяжек пола. В чистом виде цемент применяется только для повышения прочности и износостойкости бетонных поверхностей, но при ведении остальных ремонтно-строительных работ вяжущее используется только в сочетании с песком. Это связано с тем, что раствор, полученный из воды и цемента, отличается сильной усадкой. Добавление песка предотвращает появление трещин на затвердевшем продукте.

Компоненты цементно-песчаных смесей

В состав цементно-песчаных смесей входят:

• Портландцемент. При производстве строительных растворов используется цемент марок М400 и М500. Свежий цемент, пригодный к использованию, представляет собой мелкодисперсный сыпучий материал. При затворении водой цемент образует искусственный камень, прочность которого зависит от соотношения компонентов в смеси.
• Песок. Для приготовления строительных растворов используют мелкий заполнитель, соответствующий требованиям ГОСТа 8736-2014. Это песок – карьерный сеяный или мытый, речной, очищенный от илистых включений.
• Вода. Рекомендуется брать воду питьевого качества или воду, прошедшую лабораторные анализы на наличие примесей, которые могут негативно повлиять на качество конечного продукта.

Для придания пластинному раствору и/или затвердевшему цементно-песчаному слою требуемых характеристик в состав цементно-песчаных смесей вводят:

• Пластификаторы. Повышают пластичность и подвижность раствора, а, следовательно, позволяют снизить водоцементное соотношение, удалить пузырьки воздуха, уменьшить риск трещинообразования.
• Регуляторы скорости твердения. В зависимости от технической необходимости с их помощью ускоряют или замедляют скорость твердения.
• Гидрорфобизирующие добавки. Повышают водонепроницаемость отвердевшего ЦПР.
• Присадки, повышающие способность пластичной смеси удерживать воду, что необходимо при работе по водопоглощающим базовым слоям, таким как силикатный кирпич, пенобетон.
• Пигменты. Их обычно добавляют в ЦПР декоративно-функционального назначения, приготовленные на базе белого цемента.

Виды цементно-песчаных смесей по функциональному назначению

По основному назначению растворы на базе ЦПС в соответствии с ГОСТом на следующие виды:

• Кладочные. Для приготовления кладочных растворов, предназначенных для возведения стен из кирпича, используется песок, размер зерна которого не превышает 2,5 мм. Для кладки из бутового камня может использоваться пластичный материал, в котором величина зерен песка достигает 5 мм.
• Монтажные, в том числе используемые при устройстве стяжки пола. Для заливки пола используются ЦПР не ниже марки М150. Такие пластичные продукты после затвердевания образуют слой с высокой водонепроницаемостью. Цементно-песчаные растворы (ЦПР) могут использоваться для стяжек толщиной не более 30 мм. Если их толщина превышает эту величину, то потребуется бетонная смесь.
• Облицовочные. Это могут быть мелкодисперсные составы, позволяющие получать очень гладкую поверхность, или материалы с декоративными компонентами – мраморной или гранитной крошкой, кусочками слюды или стекла.
• Штукатурные. При производстве штукатурных ЦПР используется песок с крупностью зерен до 2,5 мм, для накрывочного слоя – 1,25 мм. Требуемую марку раствора выбирают в зависимости от его функционального назначения. ЦПР М50 может использоваться только для окончательной отделки поверхности, М100 – для внутренних отделочных работ в комнатах с обычным уровнем влажности. Для отделки стен и потолков во влажных помещениях, а также оштукатуривания фасадов понадобится ЦПР марки не ниже М150.

Технические характеристики ЦПС и растворов на их основе

В соответствии с нормативной документацией цементно-песчаные растворы имеют следующие технические характеристики:

• Плотность. ЦПР на плотных заполнителях относятся к категории тяжелых, их плотность – 1500-1800 кг/м3. Легкие ЦПР изготавливают на пористых заполнителях. Их плотность – до1500 кг/м3. Насыпной удельный вес сухих ЦПС составляет примерно 2,1 тонны/м3.
• Содержание вяжущего. В нормальных смесях соотношение цемента к песку составляет примерно 1:4. Материалы с более высоким содержанием цемента называют жирными, с меньшим содержанием – обедненными.
• Коэффициент теплопроводности. Обычный ЦПР имеет достаточно высокую теплопроводность – 1,2 Вт/м*К. Поэтому полы с цементно-песчаным слоем требуют дополнительного утепления.

Для цементно-песчаных растворов после твердения и набора марочной прочности характерны:

• устойчивость к температурным перепадам, морозостойкость (конкретная величина зависит от марки);
• устойчивость к влаге – для растворов марки М150 и выше;
• хорошая адгезия ко многим базовым поверхностям – кирпичу, бетону, природному камню.

Марки цементно-песчаных растворов по прочности на сжатие

Прочность ЦПР определяется маркой ЦПС, которая зависит от пропорций вяжущего (цемента) и мелкого заполнителя (песка).

Таблица соотношения цемента и песка для приготовления растворов различных марок на основе ЦПС

Марка прочности ЦПР определяет его области применения:

• М50. Применяется в областях, не требующих от материала высокой прочности – для финишной отделки стен и потолков, ликвидации небольших трещин, щелей, выбоин.
• М100. Используется в ремонтных работах, для оштукатуривания поверхности.
• М150. Могут использоваться при проведении кладочных работ, для оштукатуривания внутренних и наружных поверхностей, устройства стяжек.
• М200. Монтажно-кладочные растворы. Могут использоваться при возведении стен крупногабаритных объектов, устройстве стяжек с высокой нагрузочной способностью.

Преимущества применения сухих цементно-песчаных смесей

Рациональным вариантом является использование сухих смесей, изготовленных в заводских условиях с точно подобранным составом и строгой дозировкой компонентов.

Имеющиеся в продаже сухие цементно-песчаные смеси обеспечивают ряд преимуществ:

• Точность рецептуры. Такие составы изготавливаются на автоматизированных линиях, что обеспечивает точную дозировку и прогнозируемые характеристики продукта. Качество используемых компонентов проверяется в заводской лаборатории.
• Высокая скорость приготовления. На месте производства работ необходимо только затворить сухой порошок водой в количестве, указанном в инструкции, и перемешать с помощью строительного миксера. Среднее количество воды на 1 кг смеси – 0,2 л.

Наличие в составе полимерных добавок, улучшающих качество готовой продукции.

Норма расхода сухой ЦПС указывается на упаковке материала в инструкции по применению, средняя величина – 1,4-1,5 кг на создание слоя толщиной 1 мм площадью 1 м2.

Технология самостоятельного приготовления цементно-песчаных растворов

Если планируется самостоятельное приготовление ЦПР, то это можно сделать вручную или с использованием бетономешалки. Для приготовления смеси вручную необходима емкость, в которую насыпают сухие компоненты. Их перемешивают до получения однородной массы, в которую добавляют воду. Перемешивание продолжают до образования пластичного продукта, имеющего консистенцию густой сметаны.

Для приготовления большого объема продукта целесообразно использовать бетономешалку. Порядок механизированного процесса отличается от этапов приготовления раствора вручную:

• В емкость заливают 0,5-0,7 от запланированного объема воды.
• Вводят жидкие присадки, перемешивают.
• Загружают полную порцию цемента и примерно половину рассчитанного количества песка, перемешивают.
• Загружают остаток мелкого заполнителя, перемешивают, добавляют воду до получения пластичного продукта требуемой консистенции.
• Рекомендации и правила приготовления цементно-песчаных растворов
• При производстве ЦПР необходимо использовать только качественный цемент в пределах гарантированного срока годности, хранившийся в условиях, соответствующих нормативам. Если вяжущее немного слежалось, то рекомендуется увеличить его процентное содержание на 15-20 % от расчетной величины.
• Замешивать необходимо только такой объем ЦПС, который можно использовать за 1-1,5 часа.
• При расчете необходимого количества пластичной смеси необходимо учесть наличие трещин и выбоин. Если такие присутствуют, то в расчеты закладывают дополнительно 10-20 % материала.
• Готовность смеси к использованию можно проверить с помощью мастерка. Если после его проведения по поверхности остается рваный след, то ЦПР слишком густой, если след растекается – слишком жидкий.

Что такое цемент?

При возведении объектов промышленного назначения, строительстве жилых домов, производстве отделочных и ремонтных мероприятий используются различные строительные смеси. Они включают цемент, являющийся вяжущим веществом. Он обладает уникальными характеристиками и, несмотря на появление новых стройматериалов, не имеет аналогов до настоящего времени. В рамках небольшой статьи сложно рассказать все о цементе. Вместе с тем попытаемся предоставить развернутую информацию о составе, свойствах, разновидностях и технологии производства.

Что такое цемент

Многие слышали слово «цемент». Определение этого термина можно найти в специализированных источниках. Незаменимый в строительной отрасли цемент – это сухое порошкообразное вещество неорганического происхождения. Он изготавливается путем высокотемпературного обжига известково-глиняной смеси, содержащей данные компоненты в определенных соотношениях. Полученный стройматериал обладает особыми эксплуатационными характеристиками.

При добавлении воды он меняет свойства:

• стает вязким (пастоподобной консистенции);
• приобретает темно-серый оттенок;
• ускоренно набирает твердость в воздушной и влажной среде;
• превращается в камень искусственного происхождения.

Неоднократно убедились все, кто использовал цемент, что это достаточно прочный стройматериал. Искусственный монолит по твердости не уступает природному камню.

Трудно представить себе область строительства, где не использовался бы цемент

Стройматериал имеет древнюю историю. В источниках отсутствует достоверная информация про цемент. Кто изобрел его первым, – неизвестно. Историки также затрудняются дать однозначный ответ на вопрос, где был изобретен цемент. В результате раскопок и научных исследований неоднократно изучался древний цемент. Когда изобрели его? Ученые пытались ответить на этот вопрос. Они пришли к заключению, что материал появился задолго до нашей эры. Это подтверждают найденные в разных странах образцы. Они содержали гипс, известь и даже вулканический пепел.

На протяжении тысячелетий изменялись методы изготовления цемента. Постепенно утратили актуальность связующие вещества, обладающие пониженной прочностью. На смену им пришел клинкер, полученный путем обжига, а также специальные модифицирующие компоненты.

Состав

Полная химическая формула стройматериала довольно сложная. Он содержит следующие вещества:

• кальциевый оксид в количестве 67%;
• кремниевый диоксид в объеме 22%;
• алюминиевые окиси порядка 5%;
• оксид железа, содержание которого составляет 3%;
• модифицирующие компоненты – не более 3%.

Основу стройматериала составляют следующие ингредиенты:

• клинкер, произведенный из глины и известняка. От качества клинкера зависят прочностные свойства. Клинкер – это главный компонент, произведенный при нагреве известково-глинистого состава во вращающейся печи. При обжиге плавится глиносодержащее сырье и известняковые материалы с образованием гранул, насыщенных кремнеземом. Затем производится повторный отжиг и дробление клинкера до пылеобразного состояния;

До сих пор аналогов данного стройматериала еще не найдено, что свидетельствует об уникальных свойствах цемента

• компоненты минерального происхождения. Введение специальных добавок расширяет сферу применения, повышает эксплуатационные характеристики, придает необходимые свойства. Добавляются гранулированные шлаки, измельченные сланцевые материалы, пуццолановые ингредиенты и измельченная известь. В нормативных документах, регламентирующих состав стройматериала, имеется информация о содержании в минеральных компонентах различных химических веществ;
• специальные добавки и вспомогательные компоненты, содержащие сульфат кальция. Добавление данных ингредиентов не оказывает влияния на скорость поглощения влаги и продолжительность использования рабочей смеси. Изменение концентрации кальциевого сульфата, входящего в состав модификаторов, позволяет регулировать в необходимых пределах продолжительность процесса гидратации. Для этого производится добавление гипсового порошка.

Кроме указанных основных составляющих, вводятся специальные присадки, повышающие устойчивость цементного состава к высокой температуре, воздействию кислот, щелочей, агрессивных сред. Добавки также повышают влагостойкость, улучшают адгезию со стальной арматурой, а также влияют на подвижность цементного раствора.

В сухом виде — это сыпучая однородная масса серого цвета

Основные характеристики

Использование цемента связано с его свойствами. Действующий стандарт регламентирует следующие характеристики:

• прочностные свойства. Они изменяются для цементных составов различных марок. Прочность определяется лабораторным методом путем сжатия эталонного образца застывшей смеси. Контроль прочности согласно требованиям нормативного документа производится в три стадии: через двое суток, а также через одну и четыре недели после заливки. Величина параметра измеряется в мегапаскалях. Цифровое значение прочности соответствует марке цементного состава;
• продолжительность схватывания. Параметр характеризует временной промежуток, в течение которого изменяются пластические характеристики цементной смеси. Правильно приготовленный раствор начинает застывать через пару часов после заливки в жаркое время года. В осенний период процесс гидратации может занимать 8–10 часов. Резко возрастает продолжительность схватывания при нулевой температуре и может составлять 15–20 часов. Введение добавок позволяет регулировать скорость схватывания;
• устойчивость к воздействию отрицательных температур. Эта характеристика называется морозостойкостью. Она характеризует способность затвердевшего цементного массива воспринимать глубокое замораживание с дальнейшим оттаиванием на протяжении многих циклов. При этом должна сохраняться целостность массива и прочностные характеристики. Причиной разрушения является увеличение объема воды, насыщающей поры. Введение добавок повышает порог морозостойкости;
• плотность. Параметр характеризует массу порошкообразного вещества в одном кубическом метре материала. Свежеприготовленный цементный состав имеет наименьший удельный вес. При длительном складском хранении материал слеживается, а при перевозке – уплотняется. При этом плотность возрастает. Характеристика зависит от крупности измельченного клинкера. Среднее значение – 1,3 т/м3.

После застывания цемента образуется прочное соединение, не уступающее по своей плотности камню

Среди прочих характеристик можно отметить:

• гигроскопичность. Степень поглощения воды отличается для различных марок;
• крупность помола. Определяется путем просеивания через сито;
• коррозионная стойкость. Повышается путем введения специальных добавок;
• срок годности. Он зависит от условий хранения и допустимого уровня влажности.

Качество снижается после длительного хранения на складе при повышенной влажности. Приобретая стройматериал, обратите внимание на наличие сертификата соответствия, гарантирующего качество продукции.

Разновидности материала

В строительной отрасли используются различные виды цементных материалов, отличающиеся следующими параметрами:

• составом;
• концентрацией ингредиентов;
• наличием специальных добавок;
• назначением;
• свойствами.

На упаковке, помимо марки, указывается также процентный состав добавок

Различают следующие виды портландцемента:

• быстротвердеющий. Содержит добавки минерального происхождения, которые сокращают продолжительность набора прочности. Применяется для ускоренного выполнения строительных мероприятий и изготовления железобетонных конструкций;
• сульфатостойкий. Основное достоинство – устойчивость к воздействию сульфатов, достигается уменьшением в клинкере кальциевых алюминатов. Используется для конструкций, эксплуатирующихся во влажной или агрессивной среде;
• гидрофобный. Содержит поверхностно-активные компоненты, значительно снижающие гигроскопичность. Результат введения добавок – повышение подвижности, удобство укладки раствора. Материал сохраняет свойства при повышенной влажности;
• белый. Его легко отличить от других цементных составов. Имеет светло-серый цвет, не содержит титановых оксидов, солей железа и марганца. Используется для отделочных мероприятий;
• цветной. Содержит специальные пигменты органического и неорганического происхождения, добавляемые в клинкерный материал перед измельчением. Цветные составы, например, желтый цемент, используются при отделочных мероприятиях;
• пуццолановый. Устойчив к воздействию сульфатов, быстро твердеет при повышенной температуре. Автоклавная обработка значительно повышает прочностные характеристики. Предназначен для эксплуатации в почве, а также во влажной среде;
• тампонажный. Производится исключительно для герметизации скважин на газовых и нефтяных разработках. Обеспечивает надежную изоляцию от грунтовых вод, устойчив к давлению и температуре. Приобретает прочность на начальном этапе твердения.

Цемент является сухой смесью, которая используется именно для приготовления бетонного раствора

На основе извести, шлаков и глины производят следующие цементные составы:

• шлаковый. Медленно набирает прочность. Применяется в гидротехнической отрасли и портовом строительстве;
• шлаково-известковый. Отличается замедленным твердением. Применяется для штукатурных работ и кладки;
• глиноземистый. Относится к огнеупорным материалам. Отличается устойчивостью к коррозии, а также влагонепроницаемостью.

Выбирая материал для выполнения конкретных работ, учитывайте назначение стройматериала и особенности эксплуатации.

Как получают цемент – технология изготовления

Технологический процесс изготовления предусматривает выполнение следующих операций:

1. Разработку месторождений известняка, гипса и глины.
2. Измельчение добытых материалов.
3. Сушку измельченной сырьевой массы.
4. Получение известняково-глиняного шлама.
5. Обжиг сырья с получением гранул клинкера.
6. Дробление клинкера до порошкообразной консистенции.
7. Дозировку и перемешивание компонентов.

Цемент – широко распространенный материал, который применяют при любых видах работ, связанных с ремонтом, реставрацией, строительством

Используется различная технология, отличающаяся методом подготовки шлама:

• сухая. Сушка и дробление производятся в измельчителе, в который нагнетается нагретый воздух. Готовая фракция имеет требуемую влажность;
• мокрая. Предусматривает использование мела. Он дробится во влажном состоянии, затем шихта обжигается и измельчается;
• комбинированная. Объединяет особенности предыдущих методов в зависимости от применяемого в технологическом цикле оборудования.

В настоящее время производители отдают предпочтение сухому способу производства.

Применение цемента

Область применения в промышленном и гражданском строительстве довольно широкая:

• производство железобетонных изделий:
• строительство фундаментов;
• возведение стен зданий;
• выполнение штукатурных работ;
• заливка стяжки;
• изготовление плитки.

Кроме этого, материал широко используется для дорожного строительства, мостостроения, гидротехнической отрасли.

Особенности маркировки

Для классификации используются два способа маркировки:

• согласно европейской классификации по ГОСТ 31108-2003 различным видам цемента присваивается маркировка ЦЕМ с цифровым индексом от 1 до 5;
• по государственному стандарту 10178-85, каждый вид цементного состава имеет буквенный индекс – ПЦ, ШПЦ, БЦ.

Например, портландцемент, изготовленный по европейским нормам, маркируется ЦЕМ 1 или ЦЕМ 2, в зависимости от вида добавок. Аналогичный материал, изготовленный по внутригосударственному стандарту, маркируется ПЦ. Соответственно, обозначение шлакопортландцемента может быть ЦЕМ 3 или ШПЦ. Оба нормативных документа сейчас действуют, что удобно производителям цементной продукции.

Заключение

Ознакомившись с материалом, можно получить информацию о составе, характеристиках, особенностях изготовления, маркировке и свойствах стройматериала. Теперь не возникнет вопросов при слове «цемент». Что это такое – мы разобрались. При покупке необходимо обращать внимание на характеристики и марку материала согласно специфике выполняемых работ. Представленная информация поможет принять правильное решение.

Цемент марки М500: производство, рабочие характеристики и применение

Содержание:

Цемент (или портландцемент) марки М500 повсеместно применяется в строительной сфере в качестве вяжущего вещества. В гражданском и промышленном строительстве он востребован при кладке газобетонных, каменных либо кирпичных стен; в процессе изготовления железобетона и специальных бетонных растворов повышенной прочности; в ходе формирования ответственных монолитных конструкций и т. п. Застывший цементный состав на основе данного материала примечателен высокой нагрузочной способностью готовой стройконструкции при надлежащих параметрах морозостойкости и долговечности.

1. Технология изготовления цемента М500

Сырьем для изготовления портландцемента М500 выступают гипсовый камень, клинкер (продукт спекания глины и известняка), доменная шихта, а также пластифицирующие, кислотоупорные и гидрофобные добавки. Для специальных видов материала могут использоваться некоторые другие компоненты. Технологический процесс производства цемента делят на две укрупненных стадии, которые в свою очередь подразделяются на отдельные этапы.

Первая стадия — получение клинкера, являющегося по сути основой сухой цементной смеси. Клинкер получают из особого минерала — «зеленки» или желтовато-зеленого известняка, который добывается с глубины до 10 м в ходе разработки известняковых месторождений. Желтовато-зеленый известняк в промышленных условиях подвергают предварительной сушке, после чего смешивают с другими компонентами. После обжига клинкер готов к последующим технологическим операциям.

На второй стадии клинкер измельчается до порошкообразной консистенции с примешиванием к нему гипса и специальных добавок. В результате получается сыпучая однородная масса. В зависимости от качества и состояния исходного сырья здесь возможно применение одного из трех промышленных способов получения кондиционного материала: мокрого, сухого или комбинированного.

При сухом способе смешанное сырье подвергается сушке непосредственно перед помолом либо в его процессе. После размалывания компонентов в порошок смесь проходит обработку горящим газом. Этот способ ныне считается самым перспективным и экономичным с точки зрения расходования энергоресурсов. Мокрый способ предполагает предварительное измельчение сырья в воде. Образовавшаяся водная суспензия подается в печь и подвергается обжигу. В завершении процесса сформировавшиеся гранулы измельчаются до получения готового цемента. Комбинированный способ в разных вариантах сочетает обе вышеописанные технологии. Причем, в одном случае после сухого приготовления смеси идет образование гранул с добавлением воды, а в другом — за измельчением смеси в воде следуют ее сушка и обжиг.

2. Потребительские качества и главные технические характеристики цемента марки М500

Основным рабочим параметром цемента, определяющим его марку, является прочность застывшей водно-цементной смеси, то есть устойчивость таковой к внешней нагрузке. Другими базовыми характеристиками материала считаются его плотность, время схватывания, водо- и морозостойкость.

2.1. Прочность

Именно прочность портландцемента на сжатие, выраженная в кг на см. кв., входит в маркировку материала, задавая его тип. Это значит, что цемент М500 после смешивания с водой и застывания в течение 28 суток способен выдерживать нагрузки, как минимум, в 500 кг на квадратный сантиметр плоской поверхности. Такая прочность (в современной классификации — от 42,5 МПа) считается высокой и признана оптимальной для большинства ответственных стройработ. При этом следует учитывать, что у описываемого материала быстрота схватывания короче, чем у цементов менее прочных марок.

2.2. Плотность насыпная и поверхностная

Параметр плотности цемента М500 необходим для рационального расчета количества материала в смеси при проведении строительных работ. Плотность материала может быть насыпной и истинной.

Насыпная плотность цемента — это удельная масса разрыхленного материала, учитывающая присутствующие в нем частицы воздуха. Данная характеристика помогает оценить реальные пропорции раствора и используется на практике. Для портландцемента М500 насыпная плотность варьируется от 1100 до 1300 кг на м. куб., однако после транспортировки она часто увеличивается до 1400-1500 кг на м. куб. Плотность цемента истинная определяется удельным весом смеси без частиц воздуха. Она превышает насыпную почти в 2 раза и для цемента М500 составляет около 2500 кг на м. куб.

Для расчета количества ингредиентов бетонно-растворной смеси в отдельный сосуд засыпают отмеренное по объему количество материала, затем он взвешивается и результат делится на объем емкости. Подобным образом определяют необходимое количество добавок в раствор (песка и пр.). Обычно в массовом строительстве применяют усредненную величину насыпной плотности, равную 1200-1300 кг на м. куб. В среднем масса куба портландцемента М500 составляет 3 тонны при стандартной тонкости помола 92%. При этом гипсовые добавки облегчают объем, а шлаковые — утяжеляют.

2.3. Морозоустойчивость

Для материала марки М500 гарантированная морозостойкость составляет не менее 70 циклов полного замерзания-оттаивания затвердевшей смеси (F70). Благодаря этому, материал может использоваться в регионах с резкими климатическими перепадами, в том числе для зимнего бетонирования.

2.4. Водостойкость

Цемент М500 без примесей обладает нормальной водостойкостью, позволяющей использовать его при возведении жилых, служебных и промышленных строений. Однако при обустройстве фундаментов, бассейнов и иных бетонных резервуаров рекомендуется применять материал с индексом Д20, в котором присутствуют особые добавки, отвечающие за дополнительную устойчивость смеси к постоянному воздействию влаги.

2.5. Время схватывания жидкой смеси

Портландцемент М500 относится к материалам с ускоренным затвердеванием, что позволяет действенно применять его как в обычном строительстве, так и в процессе проведения ремонтно-аварийных работ. При этом прочностные качества смеси начинают проявляться не позднее, чем через 45 минут после использования, начальное затвердевание таковой происходит через 10-12 часов, а 50-процентное твердение — за трое суток.

3. Чистый цемент М500 и его специальные виды

Чистый или клинкерный цемент М500, свободный от минеральных добавок и примесей (индекс Д0), имеет достаточно низкую стоимость и повсеместно используется в строительстве. Каменная кладка и промышленные бетонные конструкции с его применением хорошо выдерживают статические нагрузки, прочны, долговечны и морозостойки. Опыт строительства показывает, что надежность строений на основе портландцемента марки М500 гораздо выше, чем с использованием материала М400.

Отдельные разновидности материала выпускаются с нормированным содержанием модифицирующих или технологических добавок, которые помогают ускорить процесс помола гипсово-клинкерной смеси, повысить морозо- и влагоустойчивость застывшего материала, ускорить затвердевание и пр.

Среди предлагаемых на отечественном рынке специальных видов цемента М500, активное применение находят:

• быстротвердеющий цемент БТЦ, востребованный в скоростном строительстве;
• сульфатостойкий портландцемент ССПЦ, применяемый при обустройстве массивных фундаментов, плотин, причалов и конструкций, пребывающих под постоянным воздействием грунтовых вод с сульфатами;
• материал с поверхностно активными компонентами (ПЛ), обладающий повышенной пластичностью;
• цемент ГФ с минимальной водопроницаемостью, используемый в специфических условиях;
• портландцемент ВРЦ (водонепроницаемый расширяющийся) с высокой плотностью , применяемый в шахтных сооружениях и при заделывании трещин в водопроводных трубах;
• тампонажный цемент для тампонирования буровых скважин;
• декоративный цветной цемент белого (БЦ) или цветного колера.

Весовое количество добавок в цементе М500 относительно исходной клинкерной смеси согласно госстандарту может находиться в пределах 0-20%, что отражается в заводской маркировке материала после буквы Д.

4. Маркировка цемента М500 согласно старому и новому ГОСТ

Маркировка портландцемента М500 доныне ведется как по устаревшему госстандарту ГОСТ 10178-85 либо по обновленному ГОСТ Р 31108-2003 с дополнениями от 2016 г.

В первом случае начальными буквами обозначения будут ПЦ (портландцемент) или ШПЦ (шлакопортландцемент), а затем следует индекс М500, говорящий о марке материала. При этом буква М часто пропускается. Далее следует информация о процентном содержании примесей — Д5, Д10, Д15, Д20, а затем — о специальных свойствах цемента. Пример подобной маркировки — ПЦ-500-Д10-СС ГОСТ 10178-85, то есть портландцемент марки 500 с десятью процентами примесей, сульфатостойкий.

По стандарту ГОСТ Р 31108-2003, согласованному с европейскими нормами EN 197–1, прочностные качества цемента выражаются в мегапаскалях (МПа). В отечественной версии маркировка материала начинается с букв ЦЕМ и следующей за ними римской цифры I или II, соответственно говорящей об отсутствии/наличии в таковом минеральных добавок. Здесь под цифрой I подразумевается цемент из молотого клинкера и технологических добавок в количестве до 5% от массы материала, а под цифрой II — присутствие добавок в массовой доле 6%-35%. Портландцемент с примесями имеет дополнительный индекс А (6%-20% добавок) или В (21%-35% добавок). В конце обозначения может стоять буква Н или Б, говорящая о скорости застывания смеси — нормальная или быстрая. Пример такой маркировки для цемента М500 — ЦЕМ II/А 42,5Н, то есть цемент М500 с долей примесей 6%-20% и нормальной скоростью застывания.

5. Плюсы и минусы материала

В числе эксплуатационных плюсов портландцемента М500, делающих материал привлекательным для различных направлений строительной деятельности:

• простота в применении, поскольку здесь приготовление раствора сводится к тщательному перемешиванию смеси воды, цемента, песка и при необходимости щебня в заданных соотношениях;
• химическая инертность, предполагающая стойкость готовых ЖБИ и стройконструкций к коррозии, воздействию щелочей, солей и кислот;
• экологичность, так как в материале отсутствуют токсичные вещества, испарения которых могут причинить вред человеку и окружающей среде;
• оптимальное сочетание прочности, влагостойкости и долговечности готовых конструкций;
• умеренный расход стройматериала, помогающий минимизировать расходы застройщика.

К единственному значительному недостатку цемента М500 можно отнести его стоимость, которая несколько выше, чем у материала более низких марок. Это отчасти сдерживает его использование при возведении ненагруженных сооружений и строений, не подвергающихся особым внешним агрессивным воздействиям.

6. Сферы применения портландцемента М500

Рабочие свойства цемента марки М500 обусловили широту спектра применения материала. В числе сфер массового использования строительных смесей на его основе:

• возведение фундаментов жилых многоэтажных и капитальных промышленных стройобъектов;
• строительство торговых центров, складов большой вместимости, портовых сооружений, вокзалов и общественных зданий, в том числе на водонасыщенных грунтах;
• ремонтные и аварийно-восстановительные работы на бетонных конструкциях и строениях;
• сооружение эстакад, мостов, плотин, шлюзов, опор ЛЭП;
• обустройство автомагистралей с высокой проходимостью;
• изготовление массивных железобетонных плит (аэродромных, дорожных и пр.).

Помимо этого, портландцемент М500 применяется в особых случаях, когда необходимы смеси с быстрым застыванием и гарантированной прочностью (создание напольных стяжек, декоративных парковых элементов и пр.).

7. Полезные рекомендации по применению цемента М500

7.1. Нормы расхода

Исходя из строительной практики, чем выше марка цемента, тем меньше его требуется для создания объемной единицы бетона или раствора. Поэтому использование портландцемента М500 считается экономически выгодным относительно более дешевых марок. При этом его расход для получения конструкции гарантированной прочности на 15%-20% ниже, чем с применением материала марки М400.

Распространенные пропорции смесей таковы:

1. Для фундаментов и перекрытий — 1 часть цемента к 2-м частям песка;
2. Для кладочных смесей — 1 часть цемента к 4-м частям песка;
3. Для стяжек пола, садовых дорожек и штукатурных работ — 1 часть цемента к 5-ти частям песка.

Если сухая смесь создана более чем за месяц до замешивания, необходимо учесть ухудшение рабочих характеристик цемента — примерно на 10% активности каждые 30 дней хранения. То есть, через 60 дней материал марки М500 соответствует свежеизготовленному цементу М400 и вышеописанные пропорции следует скорректировать.

7.2. Смешивание с цементом других марок

Производитель описываемого стройматериала строго не рекомендует смешивать его с цементом других марок и модификаций, поскольку готовая смесь не будет иметь гарантированных эксплуатационных качеств. Кроме того, из-за неконтролируемого взаимодействия примесей разных типов портландцемента возможно быстрое растрескивание застывшего раствора, его шелушение и иные механические аномалии.

7.3. Покупка фасованного цемента М500: на что обращать внимание

При покупке фасованного портландцемента М500, равно как и других марок, следует обращать внимание на следующие моменты:

• отсутствие недовеса, для чего мешок полезно взвесить вместе с продавцом;
• дату изготовления стройматериала, поскольку со временем он быстро утрачивает ряд полезных качеств;
• условия хранения материала у продавца (влажность, повышенную/пониженную температуру воздуха и др.);
• наличие на упаковке цемента детальной маркировки продукции, а также подробных сведений о компании-производителе (адресов офиса и промышленных мощностей, контактов для связи, штрих-кода, информации о сертификации товара).