Что такое портландцемент? Где можно использовать?

Если вы решили начать строить свой дом, один из наиболее важных вопросов это вопрос о цементе , который будет использоваться. В самом деле, распространенный тип цемента, является портландцемент. Основная причина этого глобального общего пользования является его состав. Состоящий из клинкера, строительного раствора, штукатурки и затирки, он выпускается в виде мелкого порошка путем измельчения клинкера портландцемента с сульфатом кальция. Истоки цемента можно проследить в первые годы 19 века. Портландцемент сегодня нашел свой путь как основной ингредиент для бетона. Это утверждение было проведено только после того, как успешно прошли испытания и признан тот факт, что, он создает сильную связь по сравнению с другими видами производства бетона. С увеличением количества производства, которое непрерывно связано с ним, портландцементу, особенно когда он входит в состав бетона, могут быть поставлены следующие задачи:

Использование:

1. Наиболее важным применением портландцемента является производство бетона. Он играет ключевую роль в установлении и затвердевания бетона.
2. При смешивании с другими составами, портландцемент начинает служить двум целям. Один из них, предусматривает создание бетона, чтобы быть прочным в сухом состоянии. А второй – превращение жидкого состояния в прочный камень.
3. Он широко используется для подпорных стен и сборных железобетонных блоков в стенах и в качестве основного компонента для создания прочного фундамента из бетона.
4. При смешивании с водой, портландцемент буквально превращается в пластичный камень и, таким образом он может быть использован для целей и в местах, где Вы захотите, даже в труднодоступных.
5. Он может быть сформирован для получения жестких и огнеупорных материалов, которые могут, далее, использованы при проектировании зданий, цехов, резервуаров и других сооружений.
6. Любая структура железа или дерева подвергается коррозии либо по воздуху или по воде. Но в бетонной оболочке, сделанной с использованием цемента, они могут быть эффективно защищены.
7. Любая структура, которая предназначена для поддержки огромного количества веса и сделанная с применением цемента свою задачу выполнит. Этими структурами могут быть: от первых этажей многоэтажных зданий и до пролетов мостов и плотины.
8. Благодаря своей способности для предотвращения коррозии, он используется на судах, танков и бункеров.
9 Пожар может оставить любое здание или сооружение полностью сожженным, но с использованием портландцемента, это может быть предотвращено.
10. Он также отлично используется в строительных растворах, штукатурках, стяжках для полов, как материал, который может быть, втиснут в пробелы химических формул, чтобы консолидировать структуры, и скрепит их воедино.

Использование цемента имеет колоссальное значение для бетонного производства. Благодаря известности, которая уже многое время привязана к нему, этот цемент, как говорят, уже сделали и оставили свой след.

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 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.

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.

Помимо стандартных, в строительном производстве используются особые разновидности цемента, имеющие особый набор качеств и индивидуальных свойств, отличающих их от аналогов.

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:

Марка бетона	Марка цемента
М150	М300
М200	М300 и М400
М250	М400
М300	М400 и М500
М350	М400 и М500
М400	М500 и М600
М450	М550 и М600
М500	М600
М600 и выше	М700 и выше

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.

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.

После достижения удельной поверхности в 7000-8000 см2/г, прочностные характеристики цемента начинают снижаться. По этой причине считается, что чрезмерное измельчение цемента в пыль является нерациональным.

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 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?

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

Цемент является одним из самых важных строительных материалов.

Оно затвердевает со временем и превращается в прочный материал под названием бетон. Портландцемент получается путем нагревания глины и известняка. Происходит частичное плавление, в результате чего возникают клинкерновые гранулы. Для того чтобы получить цемент, клинкер перемешивают с долей цемента и гипса, а затем перемалывают. Гипс контролирует скорость схватывания. Некоторые технические условия позволяют добавление других материалов при помоле. Обычный клинкер имеет состав 67% СаО, 22% SiO2, 5% АI2О3, 3% Fе2O3 и 3% других элементов.

Области применения

Его применяют для того, чтобы получить сборный или монолитный бетон, железобетон, различные строительные растворы и т.д. Первыми потребителями цемента выступают газовые и нефтяные компании. Использование данного материала заменяет в строительстве кирпич, дерево, известь. Поэтому он так популярен. Существует большое количество видов цемента. Для его получения обычно берут известь и глину. Применяют цемент для укладки фундамента или кирпича, для получения бетона. Хранится он строго, раздельно по видам и маркам прочности, обязательно в сухих помещениях. Цементные свойства:

1. Морозостойкость. Это способность цемента многократно замораживаться и оттаивать, не теряя при этом своих свойств.
2. Стойкость к коррозии. Это умение данного материала противостоять почти любым агрессиям с внешней среды.
3. Водостойкость. Это способность удерживать влагу, не теряя своих полезных признаков, не разрушаясь.
4. Сульфатостойкость. Это умение материала быть стойким по отношению к водной среде, которая содержит ионы сульфата.

Виды и марки цемента

По данным документа ГОСТ 10178-85, подразделение происходит следующим образом:

• портландцемент, не содержащий добавок;
• портландцемент, содержащий добавки;
• шлакопортландцемент с гранулированными шлаками.

По прочности сжатия, которая происходит в течение 28 суток, подразделяется:

• ПЦ 400, 500, 600;
• ШлакоПЦ 300, 400, 500;
• ПЦ быстротвердеющий 400, 500;
• ШлакоПЦ быстротвердеющий 400.

Использование белого цемента

Белый ПЦ используют как вяжущий элемент в бетоне декоративного характера, в таких же растворах и в качестве элемента цветного ПЦ. По составу белый ПЦ делится на:

• ПЦ белый без добавок минеральных;
• ПЦ белый с добавками.

По белизне он может быть первого, второго и третьего сорта. По прочности:

• марка 400 (М400);
• марка 500 (М500).

Применение цветного аналога

Цветной ПЦ производится тонким измельчением белого цементного клинкера, минеральных красителей и гипса. Также могут включаться различные органические добавки. Его применяют для получения цветных растворов и бетона, смесей для отделки и красок. По цвету он делится на:

• красный;
• желтый;
• розовый;
• голубой;
• черный;
• коричневый;
• зеленый.

Бывает следующих марок:

• М300;
• М400;
• М500.

Использование тампонажного материала

Тампонажный ПЦ производят из портландцементного клинкера. Этот вид материала необходим для цементирования газовых и нефтяных скважин. По составу он делится на:

• бездобавочный;
• с добавками;
• песчаный;
• с облегченными или утяжеленными добавками.

Марки применяются следующие:

• при низкой температуре — М50;
• при нормальной — М100;
• при высокой — М150.

Использование для строительных смесей

Если данный материал получен из ПЦ клинкера, значит, он предназначен для строительных смесей, которые применяются при кладке, облицовке и штукатурке. ПЦ для строительных растворов получается путем измельчения клинкера, гипса и минеральных добавок.

Использование сульфатостойких цементов

Они необходимы для приготовления ж/б конструкций, обладающих стойкостью к коррозии. Виды:

• ПЦ сульфатостойкий;
• с минеральными добавками;
• шлакоПЦ;
• пуццолановый ПЦ.

Делится на марки:

• М300;
• М400;
• М500.

Использование материала для кислостойких покрытий

Его применяют для связывания поштучных химически устойчивых материалов, которые работают в агрессивных кислотных средах для производства кислостойких покрытий по железобетону и металлу. Тонкоизмельченный раствор песка и натрия может позволить получить цемент, который будет устойчив к различным воздействиям кислот.

Маркировка и качество ПЦ зависят от подготовительного этапа обработки сырья. Разрешается обработка водой, сухими добавками и т.д.

Метод обработки должен выбрать производитель, основываясь на технико-экономических показателях. Также на выбор влияет содержание воды, структура сырья и территория проживания.

Наверно многие сталкивались с не очень приятной ситуацией, когда в конце дачного сезона (лето — середина осени) остается некоторое количество строительных смесей. Особенно это касается цемента, который как ни стараешься полностью использовать, но мешок или два все же остаются зимовать.

Как же правильно использовать цемент и что же делать со старыми, слежавшимися мешками? Все просто:

• В первом случае нужно постараться в течение нескольких месяцев выработать весь запас. В крайнем случае допускается одна зимовка в сухом месте с потерей качества 10 — 15%.
• После двух зимовок можно смело выбрасывать или использовать в качестве подсыпки.

Как использовать старый цемент?

Если в цементе образовались камневидные комки, то для строительных работ он не годится даже в случае их измельчения. Связующее, преждевременно вобравшее влагу, теряет все свои свойства и раствор с использованием такого компонента не будет обладать должными свойствами.

В качестве эксперимента проверим, какими свойствами будет обладать залежавшийся состав:

Для начала измельчим 50 килограмовый мешок.

Забетонируем несколько столбиков для забора. Стоит учесть, что пропорции цемент — песок — щебень (керамзит) в случае со старым цементом будут иными. Расход цемента измениться. В конкретном случае нужное количество определялось визуально по цвету замешиваемого бетона.

Через месяц молотком условно проверим прочность бетона. Хочется отметить, что осмотр бетона на следующий день подозрений в ненадлежащем качестве не оставил. Столбики забетонированы хорошо. Единственное, что может повлиять на целостность — .

Для более ответственных участков (фундамент, штукатурка) такой цемент однозначно не стоит использовать.

Виды и особенности применения цемента

Цемент — это связующее вещество, которое выпускается в виде мелкозернистого порошка серого цвета. При добавлении воды и перемешивании образует пластичную смесь, способную при застывании превращаться в камневидную массу.

Применение цемента:

• Используется для изготовления монолитного и сборного бетона. Добавляя при формовке каркас из арматуры, после заливки получится железобетон.
• Без связующего компонента невозможно изготовить любой строительный раствор (кладочный, штукатурный, для стяжки).
• Также цемент используется в производстве асбестоцементных изделий.

Самый популярный вид цемента – портланд. Помимо него существуют глиноземный, расширяющийся, магнезиальный, кислотостойкий, быстротвердеющий. Они отличаются друг от друга свойствами и применяются в определенных процессах.

Виды цемента

1. Портландцемент сульфатостойкий имеет пониженное содержание в клинкере алюминатов кальция. Активность такого цемента значительно меньше быстротвердеющего образца марки 400 и 500. Поэтому его применение сводиться к созданию сульфатостойких и морозоустойчивых железобетонных и бетонных конструкций.
2. Быстротвердеющий портландцемент обогащен минеральными добавками, которые гарантируют интенсивное нарастание прочности в первом периоде твердения. Используют такой вид преимущественно для скоростного строительства, а также для создания железобетонных конструкций.
3. Цемент с гидрофобирующими добавками. За счет специальных добавок растворы на таком цементе имеют меньшее водопоглощение. В результате и изготовленный бетон обладает пониженной водопроницаемостью и может использоваться при строительстве объектов контактирующих с водой.
4. Цемент с поверхностно — активными добавками (ПАД). Данные наполнители абсорбируются на зернах цемента, покрывая их особой защитной пленкой, предотвращающей сцепление даже самых маленьких частичек. За счет этого растворы с ПАД обладают повышенной подвижностью и используются при возведении конструктивно сложных объектов.
5. Портландцемент тампонажный разработан специально для тампонирования газовых и нефтяных скважин (изолирует их от грунтовых вод). Данный вид обладает высокой текучестью, стойкостью к давлению и перепадам температуры.
6. Портландцемент белый практически не содержит красящих оксидов (титана, железа, марганца) и отличается от других видов цемента более светлым оттенком. Бетон получается белым, что дает возможность использовать его не только для строительства, но и для создания художественных фигур.
7. Портландцемент цветной. В него на этапе помола клинкера вводят пигменты (органические – не более 0,3%, минеральные – не более 10%).
8. Портландцемент пуццолановый. Обладает повышенной стойкостью к сульфатам и пресной воде, очень быстро отвердевает при высокой температуре. При обработке автоклавом прочность бетона из данного вида цемента значительно превышает прочность бетона, созданного на стандартном портландцементе. Однако при понижении температуры затвердение раствора из пуццолановогой смеси замедляется. Используется такой материал для создания подводных и подземных конструкций, не подвергающихся попеременному замораживанию/размораживанию и увлажнению/высыханию.
9. Шлаковые цементы бывают двух вариантов. Шлакопортландцемент (ШПЦ) состоит из гранулированного доменного шлака, мелкого помола стандартного клинкера и гипса. Основное отличие ШПЦ от обычного состоит в медленном нарастании прочности изготовленного из него бетона. Данный вид обладает низкой экзотермией и повышенной устойчивостью к воздействию агрессивных сред, поэтому его наиболее часто используют в гидротехническом и портовом строительстве. Из вестково-шлаковый цемент (ИШЦ) создается путем совместного помола извести и доменных шлаков. В его составе также могут присутствовать гипс (до 5%) и портландцемент (не более 20%). ИШЦ твердеет достаточно медленно, но обладает повышенной устойчивостью к пресным и сульфатным водам. Используется для создания низкомарочного бетона и кладочных или штукатурных растворов.
10. Цемент глиноземистый производится из сырьевого материала, богатого глиноземом. Наиболее важный микроэлемент данного вида цемента - алюминат кальция. Именно он обеспечивает быстрое твердение раствора при стандартном времени схватывания (не раньше получаса и не позже 12 часов). Потребность в воде у такого состава выше, чем у обычного портландцемента почти на 10%. Жидкость необходима для гидратации, гарантирующей морозоустойчивость и меньший процент усадки бетона.
11. Цементы расширяющиеся выделяются увеличением в объеме при создании растворов. Производят данный вид цементов из расширяющей добавки и основного вяжущего элемента, между которыми проходит химическая реакция, дающая приращение объема. Существует несколько видов расширяющихся составов: Водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ) создается на основе глиноземистого цемента и используется для гидроизоляции стволов шахт, заделки трещин в бетонных и железобетонных конструкциях, а также для омоноличивания отдельных элементов сборных сооружений. Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент используется для заделки швов, гидроизоляции штукатурок и для получения водонепроницаемых бетонов. Портландцемент расширяющийся схватывается не ранее, чем через 30 минут, но не позднее, чем через 12 часов. Цемент напрягающийся отличается наличием в своем составе алюминатной составляющей, которая обеспечивает увеличение объема при твердении. Расширяясь, он способен создавать в арматуре предварительное напряжение. Применяется в строительстве сооружений с повышенной непроницаемостью пара, воды и газа.

Любой из видов цемента используют следующим образом: в порошковый состав при непрестанном перемешивании постепенно добавляют воду до образования массы нужной консистенции. В зависимости от того, нужен ли раствор или бетон, в первом случае добавляется песок определенной пропорции, а во втором — помимо песка, гравий мелкой фракции или щебень (металлургический шлак, керамзит, опилки и другие наполнители). В чистом виде это связующее практически не применяется (цемент перемешанный с клеем ПВА может использоваться как дополнительное защитное покрытие бетона).