Цемент используется повсеместно: от закладки фундамента до обустройства кирпичной кладки и проведения работ по внутренней отделке. Столь широкая и даже необъятная сфера использования цемента привела к появлению материалов с разным составом и характеристиками. Нельзя просто купить первый попавшийся цемент и начать работы – прежде важно убедиться, что состав соответствует поставленной задаче. Собираясь в строительный магазин, важно знать теоретические основы, поэтому самое время разобраться, как выбрать цемент, выяснить, какие марки и виды цемента существуют, где применяются те или иные составы, а также что учесть непосредственно при выборе.

№1. Основные виды цемента

Цементом называют неорганическое вяжущее вещество. Порошок цемента при взаимодействии с водой образует пластичную массу, которая быстро схватывается и образует камнеподобное тело. Используется зачастую для изготовления и строительных растворов. Состав цемента может в значительной степени различаться. Соответственно, отличаться будут свойства и сфера использования.

Сегодня изготавливаются такие основные виды цемента:

• портландцемент – самый популярный в строительстве вид цемента. Производится из портландцементного клинкера, гипса и специальных добавок. Клинкер получают из известняка, глины и добавок путем обжига. Готовый портландцемент на 70-80% состоит из силикатов кальция, остальное приходится на гипс (регулирует скорость схватывания) и корректирующие добавки. Портландцемент производится марок М400-М600, используется для создания , растворов, асбестоцементных и прочих материалов. Не подходит для возведения сооружений, подверженных влиянию морской воды;
• белый портландцемент изготавливают на основе гипса, диатомита и глинисто-песчаных пород с минимальным содержанием красящих веществ. В итоге получается состав, обладающий высокой прочностью, стойкостью к атмосферным воздействиям и быстрым схватыванием. Выпускается только двух марок М400 и М500. Часто состав используется для проведения внешних отделочных работ, так как имеет эстетичный вид и не подвержен образованию трещин. Используется для изготовления элементов декора (статуи, ), при организации наливных полов, в дорожном строительстве, в . На основе белого портландцемента изготавливают цветные составы ;
• сульфатостойкий портландцемент производят на основе портландцементного клинкера и гипса. Состав отличается пониженным содержанием алюминатов кальция, чем и обеспечивается стойкость к сульфатам. Цемент может быть без добавок или иметь добавки в виде гранулированного шлака. Марка М400 и М500. Используется при создании и возведении конструкций, которые будут эксплуатироваться под воздействием минерализованных вод. Такой цемент используют при изготовлении свай, опор мостов, при обустройстве наружных элементов гидротехнических сооружений;
  
• пуццолановый портландцемент получают из портландцементного клинкера, гипса и добавок осадочного происхождения, часть которых составляет 20-30%. Состав отличается устойчивостью к пресным и сульфатсодержащим водам, водонепронецаемостью. Среди минусов невысокая морозостойкость и низкая скорость затвердевания. Используют при заливке и кладке подвалов промышленных и гражданских зданий, при строительстве метро, шахт, каналов, шлюзов, водопроводных коммуникаций;
• шлаковые цементы – группа цементов, которая включает шлакопортландцемент (ШПЦ) и известковошлаковый цемент (ИШЦ) . Первый получают на основе портландцементного клинкера, гипса и доменного шлака, часть которого 21-60%. Состав отличается замедленным нарастанием прочности, повышенной стойкостью к агрессивным средам, но не устойчив к перепадам температур. Применяется в гидротехническом строительстве. ИШЦ получают из смеси шлака с известью (ее часть около 30%), допускаются небольшие добавки гипса и портландцемента. Состав медленно твердеет, наиболее стоек в пресных и сульфатных водах, может использоваться для изготовления низкомарочных бетонов, в строительных растворах для и кладки;
  
• быстротвердеющий портландцемент , как подсказывает название, отличается стремительным набором прочности в первые часы твердения. Такие свойства объясняются точным подбором и дозировкой специальных добавок. В итоге состав уже через 3 суток достигает предела прочности, что ускоряет процесс производства железобетонных конструкций;
• глиноземистый цемент также отличается высокой скоростью твердения и набора прочности. Производится на основе бокситов или глинозема с добавлением известняка. По содержанию глинозема выделяют обычные (до 55% глинозема), высокоглиноземистые (до 65%) и особочистые высокоглиноземистые цементы. Составы обладают высокой стойкостью к огню, коррозии и быстрым нарастанием прочности. Такой цемент нашел применение при проведении аварийных работ, скоростном строительстве и зимнем бетонировании;
• расширяющиеся цементы – группа цементов, которые отличаются увеличением объема при твердении. Подобный эффект достигается за счет прохождения реакции между порошком и водой, в результате чего образовывается гидросульфоалюминат кальция, вещество, способное связывать большое количество воды. В группе расширяющихся цементов выделяют водонепроницаемые, напрягающие, гипсоглиноземные составы и расширяющийся портландцемент. Рассмотрим все их отдельно;
  
• водонепроницаемый расширяющийся цемент изготавливают из гипса, глиноземистого цемента и гидроалюмината кальция. Состав начинает схватываться через 4 минуты, а через 10 минут уже заканчивается процесс твердения. Используется в подземном и подводном строительстве, для заделки трещин и при создании монолитных конструкций из отдельных сборных железобетонных элементов;
• напрягающий расширяющийся цемент производят из портландцементного клинкера, извести, глиноземистого шлака и гипсового камня. Состав относительно быстро застывает, водонепроницаем. Используют при бетонировании чаш , производстве напорных труб;
• гипсоглиноземный расширяющийся цемент изготавливают из глиноземистых доменных шлаков и гипса. Состав схватывается в течение 4 часов, расширение заканчивается через 3 суток. Цемент отличается высокой морозостойкостью, прочностью и деформационной стойкостью. С его помощью проводят гидроизоляционные работы;
• расширяющийся портландцемент – это смесь портландцементного клинкера, шлака с высоким содержанием глинозема, гипса и минеральных добавок. В зависимости от состава расширение составляет от 0,3 до 2,5%. Период расширения длительный, поэтому объем заполняется равномерно. Используется при обустройстве дорожных покрытий и ремонте гидросооружений;
• тампонажный цемент используется только при тампонировании нефтяных и газовых скважин с целью их изоляции от грунтовых вод. Производится из клинкера и гипса;
• гидрофобный цемент в своем составе, помимо гипса и клинкера, имеет олеиновую кислоту или другие гидрофобные вещества, позволяющие создавать на поверхности высохшего цемента водонепроницаемую пленку. Такой цемент идеально подходит для фундамента;
• магнезиальный цемент отличается содержанием оксида магния, за счет чего повышается эластичность состава, его устойчивость к агрессивным веществам. Используется при обустройстве ;
  
• водонепроницаемый безусадочный цемент получают на основе глиноземистого цемента, гипса и гашеной извести. Состав быстро схватывается и не боится воды;
• кислотоупорный кварцевый цемент – продукт смешения кварцевого песка, кремнефтористого натрия и жидкого натриевого стекла. Состав устойчив перед агрессивными веществами, но теряет прочность в воде;
• цемент с поверхностно-активными добавками обладает повышенной подвижностью и используется при работах на сложных с архитектурной точки зрения объектах.

№2. Марки цемента по прочности

Самая важная характеристика цемента любого вида – это его прочность. Этот показатель определяют экспериментальным путем: готовят раствор из цемента и в соотношении 1:3, создают образец в форме параллелепипеда со сторонами 40*40*160 мм. Полученный образец подвергают постепенно возрастающей нагрузке. Эксперимент немного отличается лишь для некоторых видов цемента.

Полученные в ходе лабораторных исследований данные находят отражение в марках. Если образец выдерживает нагрузку 300 кг/см 2 , то это марка М300, 500 кг/см 2 – М500 и т.д. Марки обозначаются буквой М и последующим индексом от 200 до 600 с шагом 50 или 100. Чем выше марка, тем более прочный перед нами состав, и тем более долговечный и качественный бетон из него получится:

Сегодня рядом с классификаций цемента по маркам прочности появилось разделение на классы прочности . Если марка – это показатель усредненный, то класс – более точный и обеспечивает 95-процентную гарантированность соответствия указанным данным. Классы прочности варьируют от 30 до 60:

• 52,5 – цемент выдерживает давление 52,5 МПа, соответствует цементу марки М600;
• 42,5 соответствует цементу М500;
• 32,5 соответствует цементу М400;
• 22,5 соответствует цементу М300.

№3. Маркировка добавок в цементе

Кроме марки прочности, на упаковке можно увидеть маркировку процентного содержания различных добавок в цементе. Обозначается этот показатель буквой Д, после которой следует численный показатель в процента. Например, цемент Д20 означает, что в его состав входит 20% добавок. Чем выше количество добавок, тем ниже цена состава.

№4. Маркировка по скорости набирания прочности

Время, в течение которого цемент достигает своей максимальной прочности, — еще один важный показатель состава. В некоторых случаях требуется, чтобы он твердел мгновенно, в других, наоборот, — излишняя скорость набора прочности только повредит. По данному параметру цемент делят на такие виды:

№5. Что еще может быть в маркировке цемента?

В характеристиках состава после обозначения марки цемента и процентного содержания добавок могут находиться различные аббревиатуры, указывающие на специфические качества цемента:

№6. На что обратить внимание при выборе цемента?

Спрос на цемент огромный, что и породило появление множества недобросовестных производителей, которые часто подмешивают в цемент добавки, сильно снижающие качество готового состава. Чтобы не ошибиться при выборе цемента и купить действительно качественный товар, необходимо кое-что знать о том, как выглядит хороший цемент и какими свойствами он должен обладать:

• цемент продают в мешках и в рассыпной форме . Лучше брать цемент в мешках, поскольку так он защищен от внешнего воздействия, дольше сохраняет свои качества, да и на упаковке мешка всегда можно узнать информацию о составе, дате производства, характеристиках цемента и о его производителе. Мешки обычно изготавливают из двух слоев бумаги, внутренний защищает цемент от намокания. Кстати, отсутствие какой-либо информации на упаковке – также признак того, что перед вами может быть некачественный материал;
  
• если вы покупаете цемент оптом, и он расфасован в мешки, то лучше тщательно проверить срок годности на каждом, так как в общей массе вам могут продать залежавшийся товар. Активность цемента спустя 6 месяцев от даты производства падает в несколько раз;
• проверить свежесть цемента можно и опытным путем. Достаточно стукнуть по мешку – ощущения не должны напоминать удар по камню. Первым каменеет цемент в углах мешка, поэтому их также не мешает проверить. Естественно, если даты производства вообще нет на упаковке, то такой товар лучше не брать;
• цемент должен храниться в сухих и хорошо проветриваемых помещениях, иначе он будет быстро каменеть;
  
• цвет качественного цемента – серый, точнее от светло-серого до темно-серого и даже зеленоватого. Темные и болотные оттенки не допускаются. Хороший цемент должен рассыпаться в руке, а при сжимании не сминаться в комок;
• тонкость помола влияет на процесс отвердения. Чем фракция частичек мельче, тем быстрее будет отвердевать состав и тем его цена выше. Слишком мелкая фракция увеличивает водопотребление, поэтому в идеале лучше брать цемент, где встречаются фракции от 40 до 80 мкм;
• не мешает провести оценку состава и характеристик цемента . Сделать это несложно, но заранее необходимо подготовить гидрокарбонатно-натриевую воду (подойдет «Боржоми») или гидрокарбонатно-хлоридно-натриевую. Из воды необходимо выпустить газ. Далее используем ее для замеса цементного теста и формирования из него лепешки диаметром 15 см. В центре она должна быть потолще (5 см), к краям – уже (1 см). Качественный цемент должен начать схватываться не позже, чем через 10 минут, а утолщенная часть будет заметно нагреваться. Если схватывание не происходит даже в течение 30 минут, то перед вами состав невысокого качества.

№7. Лучшие производители цемента

Статья полностью посвящена цементу, как самому популярному вяжущему веществу. Мы задались целью предоставить максимум информации, как познавательной, так и чисто прикладной. Предлагаем рассмотреть основные свойства цемента и принципы его «работы», критерии выбора конкретного типа вяжущего, особенности маркировки, признаки контрафактной продукции и способы её выявления.

Цемент по праву занимает главенствующее положение среди всех современных строительных материалов. Применяют его повсеместно, почти на всех стадиях возведения здания. Фундаменты и бетонные кровли, штучные стеновые блоки и монолитные ограждающие конструкции, отливаемые по месту перекрытия и готовые плиты ЖБИ, ступени и лестничные марши, стяжки и перемычки, кладочные и штукатурные растворы, плиточные клеи, шпаклёвки, затирки, нивелирмассы и прочие сухие смеси — трудно строить без цемента, практически невозможно. Но не всегда он был в распоряжении людей.

Наши предки несколько тысячелетий кряду, методом проб и ошибок, искали столь универсальное вяжущее вещество, но им никак не удавалось приблизиться к идеалу. Глина, известь, гипс практически сразу попали в поле зрения древних зодчих, да их и сейчас активно используют для приготовления растворов для внутренних работ. Однако единственная проблема заключалась в том, что такие вяжущие не способны достойно противостоять воздействию влаги.

Альтернативы долгое время не было, но в самом начале нашей эры римляне смогли создать смесь, похожую на современный бетон — археологи нашли и датировали первым веком хорошо сохранившиеся, довольно массивные монолитные конструкции. И это были не черепки и осколки, а серьёзные сооружения, например, знаменитые римские дренажи. Считается, что строители Древнего Рима удачно поэкспериментировали с вулканическим пеплом, особенно примечательными оказались почвы в районе Поццуоли близ Неаполя, которые могли схватываться даже под водой. Всё бы ничего, но со временем технология получения пуццоланового вяжущего была безвозвратно утеряна, алхимики снова принялись изобретать волшебный порошок, превращающийся в камень.

На рубеже 18-19 веков появились первые цементы нового времени. Кому стоит отдать пальму первенства на открытие, как обычно, сказать сложно — всё происходило молниеносно и практически одновременно. В 1796 году Джеймс Паркер при 800-900 градусах обжёг смесь глины с известью и получил «романцемент» (римский цемент). Луи Века в 1817 году опубликовал (без патентования технологии) свои исследования о гидравлических свойствах смеси извести и вулканического пепла, где подробно описывал температуры, соотношения, условия, составы. 1824 год — Джозеф Аспдин доработал теоретическую базу предшественников и быстро получил патент на «портландцемент» (по некоторым характеристикам похожий на горные породы из английского городка Портленд).

Практически параллельно с англичанином о своём открытии цемента заявляет наш соотечественник Егор Герасимович Челиев, но патент уже выписан подданному Британской Империи, и это инновационное вяжущее надолго получает название «английский цемент». После Всемирной лондонской выставки 1851 года цемент обретает всеобщее признание, во всех развитых странах начинается его массовое производство. В 1856 году первый цементный завод открывается в России. Настоящий строительный прорыв был достигнут с внедрением в жизнь производных от цемента материалов — бетона и железобетона, ждать долго не пришлось, это случилось в середине 19 века.

Изготовление цемента

Прошло более двухсот лет, но технология производства цемента принципиально не изменилась, разве что применяются теперь более совершенные агрегаты, тоньше стал помол, появились специальные добавки, установились чёткие параметры контрольно-весовых манипуляций. Процесс получения цемента происходит примерно по следующей схеме:

1. Сырьё (мел/известняк, глина/суглинок) после добычи дробится на куски не более 10 см и смешивается — на выходе получают шлам грубого помола. Далее он ещё несколько раз будет измельчён, каждый раз всё тоньше.
2. Шлам увлажняется, или наоборот высушивается (есть три метода производства цемента — мокрый, сухой и комбинированный). При сухом способе в печь подаётся не увлажнённый до 30-50% шлам, а сухой порошок.
3. При температуре примерно в 1400-1500 °С шлам несколько часов обжигается во вращающейся печи до спекания элементов однородный «сплав» — цементный клинкер в виде шариков.
4. Клинкер перемалывается/перетирается до состояния порошка.
5. В порошок добавляется порядка пяти процентов гипса, который предназначен для регулирования скорости схватывания. На этой же стадии в получившийся состав могут вводиться различные минеральные добавки, улучшающие некоторые свойства или снижающие себестоимость.
6. На заключительном этапе происходит проверка качества всей партии — изготавливаются образцы изделий из цементного раствора, которые проходят испытания в лабораторных условиях. На основании опытных исследований каждая партия получает свою марку по прочности.

Свойства и характеристики цемента

Так, при показателях градусника ниже нуля этот процесс практически останавливается, а вот при искусственном повышении температуры можно очень быстро довести изделие до проектной марки. На этом основана технология пропарки железобетонных изделий при температуре в 80-90 градусов, которые за 10-12 часов набирают 60-70 процентов прочности, могут выниматься из форм и отгружаться. На ускорение нарастания прочности работают и системы электропрогрева.

Отдельно необходимо отметить, что в процессе гидратации цемента выделяется энное количество тепла. В нормальных условиях это явление обязательно контролируют, так как в массивных монолитах наружные слои бетона остывают быстрее, а внутренние — медленнее, из-за чего могут возникать термические напряжения, приводящие к образованию трещин. Зимой активное тепловыделение является несомненным плюсом, так как температура уложенного бетона дольше поддерживается на высоком уровне (нужно лишь утеплить рабочую зону), и прочность продолжает нарастать. Количество выделяемого тепла зависит от тонкости помола и минералогического состава цемента, отрегулировать тепловыделение можно либо подбором конкретного типа цемента, либо применяя минеральные добавки.

Цемент и вода

Влага для гидратации необходима. Но на самом деле водопотребность цемента сравнительно небольшая, одной части воды к пяти-шести частям цемента вполне достаточно, чтобы это вяжущее превратилось в тесто и начало твердеть. Однако растворы с таким водоцементным соотношением (В/Ц) являются малоподвижными, имеют малую удобоукладываемость, поэтому на практике применяют пропорцию близкую к 1:2 — воды вдвое меньше цемента.

Больший показатель В/Ц влечёт к образованию в цементном камне излишнего количества воздушных пор (лишняя вода со временем испарится), что существенно снижает прочность готового изделия, марку раствора/бетона. Уменьшить количество воды, но при этом сохранить нормальную густоту цементного теста (НГЦТ), можно добавлением в смесь поверхностно-активных добавок, что даёт возможность сократить расход цемента и повысить прочность и долговечность бетона. Введением в состав раствора пуццолановых добавок, и применяя более тонкий помол порошка, удаётся увеличить водопотребность цемента.

Через 3-5 часов под действием гравитации тяжёлые частицы цементного раствора оседают, а на поверхность поднимается слой воды. Это так называемый эффект расслоения, который проявляется при использовании большого количества лишней влаги. Расслоение нарушает целостность бетонного массива с уменьшением его прочности, тем более при многослойной заливке. Процесс расслоения имеет место и внутри массы, когда вода скапливается под нитками арматуры и частицами крупного заполнителя, естественно, с разрушением необходимых связей. Расслоение раствора сильно ухудшает его удобоукладываемость.

Заметим, что умеренное водоотделение считается нормальным свойством для большинства цементов (особенно в бетонах), его интенсивность напрямую зависит от характеристик сырья, на котором работает производитель. Однако если процент водоотделения при нормальном В/Ц существенно превышает 15-процентный барьер (по отношению к цементному тесту), то это обстоятельство может являться признаком цемента низкого качества.

Высокая водоудерживающая способность (по сути это увеличенная водопотребность) цемента считается плюсом, так как бетон из него получается более однородным с хорошим сцеплением цементного камня с арматурой и щебнем.

Водопотребность и водоотделение конкретных цементов может разниться, поэтому, выбирая оптимальное водоцементное соотношение, следует руководствоваться не только требованиями к подвижности растворов и прочности изделий, но и изучить свойства вяжущего вещества. Для оценки водоудерживающей способности цемента и водоотделения рекомендуется произвести пробную заливку. Корректируются эти показатели… правильно, введением специальных добавок.

Изменение объёма

При образовании цементного камня в монолите можно наблюдать объёмные деформации — масса со временем усаживается. Особенно явно этот процесс протекает в случае сильного тепловыделения. Если усадка происходит слишком сильно, то избыточное внутреннее напряжение в бетоне может стать причиной его разрушения. В соответствие с новыми ГОСТами производители цемента должны в лабораторных условиях проверять равномерность деформаций, по нормам они не должны превышать порог в 10 мм.

Активность и прочность

Прочность — это важнейшая характеристика цемента, от которой зависит прочность и долговечность бетона. Поэтому выбор цемента только по марке или классу является вполне объяснимым явлением. Для определения прочности исследуют созревший до необходимого уровня (28 дней или пропаренный) образец изделия — балочку размером 40x40x160 мм, изготовленную из цементно-песчаного раствора пропорции 1:3. Суть измерения заключается в определении предельных нагрузок (исчисляются в МПа), при которых наступает разрушение. По результатам исследований цемент относят к определённой марке или классу прочности, о них мы будем говорить далее.

Есть одно, более корректное понятие, лучше определяющее прочностные свойства цемента — это его активность. Учитывая, что максимальная прочность бетоном набирается вовсе не 28 суток, а значительно дольше, то лучшую марку, более высокий класс к данному моменту покажет более активный цемент, который успел нарастить большую прочность и позволит раньше снять опалубку и продолжить строительные работы. Активность цемента напрямую зависит от его состава и тонкости помола, а если говорить о «сторонних» факторах — то от температуры окружающего воздуха и от водоцементного соотношения.

При длительном хранении активность цемента существенно снижается, причиной тому атмосферная влага, которая впитывается порошком. Именно поэтому на цемент устанавливается срок хранения в 60 дней. Его ещё можно использовать и по истечении этого времени, но фактическая марка уже не будет соответствовать заявленной — потребуется увеличивать его содержание в растворе.

Тонкость помола

Мы много раз уже упомянули данную характеристику цемента, пожалуй, стоит сказать о ней отдельно. Цемент тонкого помола активнее вступает в процесс гидратации, так как взаимодействие с водой начинается с поверхности частиц, суммарная площадь которой будет значительно больше, чем у цемента грубомолотого. Тонкомолотый цемент характеризуется меньшим водоотделением, он быстрее набирает прочность (то есть является более активным и прочным), обеспечивает лучшую удобоукладываемость.

К некоторым недостаткам тонкого помола стоит отнести склонность к усадкам и быстрой потере активности при ненадлежащем хранении. Учитывая все «за» и «против», во многих странах выработаны стандарты по толщине зерна и обозначены минимально допустимые значения. Сейчас тонкость помола измеряют в суммарной площади поверхности зёрен (см 2) на один грамм цемента — норматив для портландцемента составляет 2250 см 2 /г, для быстротвердеющего цемента — не менее 3250 см 2 /г.

Плотность, удельный вес

Несмотря на высокий теоретический удельный вес цемента (3000-3200 кг/м 3), на практике его плотность намного ниже, и может меняться. Всё дело тут в межзерновой пустотности — воздух заполняет промежутки между частицами цемента, особенно если порошок наэлектризован после пневматической выгрузки. Фактическая плотность свежего цемента составляет около 1100-1200 кг/м 3 , а вот после хранения и транспортировки она составит где-то 1500 кг/м 3 и более. Влияет на удельный вес цемента не только его состояние, но тонкость или грубость помола.

Очевидно, что для приготовления бетона/раствора цемент необходимо взвешивать и дозировать только в массовом соотношении, как, впрочем, и воду, и все заполнители.

Другие качества цемента

Отметим ещё несколько особых свойств цемента, которые так или иначе влияют на его потребительские характеристики.

Коррозионная стойкость отображает способность цементного камня (он в бетоне самый слабый элемент) противостоять внешним физическим и химическим воздействиям, таким, как вымывание или, например, истирание. Высокой устойчивостью к коррозии отличается пуццолановый цемент.

Морозоустойчивость — характеризует цемент, как способный большее количество раз, по сравнению с обычным, замерзать и оттаивать. Здесь важна плотность цементного камня, в котором будет меньше пор и свободной воды, способной, замерзая, разрушать структуру монолита. Долговечность конструкции, к которой предъявляются повышенные требования по морозостойкости, можно оптимизировать, применяя гидрофобный цемент.

Водонепроницаемость необходима для предотвращения вымывания бетона в особо влажной среде. Повышается она внесением в цемент специальных добавок. По определению, устойчивым к воде является расширяющийся водонепроницаемый цемент.

Устойчивость к сульфатам-ионам необходима, если ведётся возведение гидросооружений. Тут стоит применить специальные сульфатостойкие цементы.

По-настоящему качественный цемент характеризуется постоянством всех, присущих ему полезных свойств. Рассматривать соответствие цемента нормативам следует только в комплексе.

Типы цемента

Практика показывает, что нет цемента «на все случаи жизни» — в тех или иных условиях эксплуатации, для конкретного вида работ требуется вяжущее с особенными свойствами. На данный момент существует около тридцати видов цемента, каждый из которых имеет свою область применения, может отличаться минеральным составом, набором добавок, скоростью схватывания и затвердевания…

Есть условное разделение цементов на общестроительные (портландцемент, шлакопортландцемент, портландцемент с минеральными добавками), и цементы специального назначения.

Портландцемент является классическим вяжущим, на основе которого изготавливают большинство самых ходовых специальных цементов. Он составляет 99% всего производства цемента. Портландцемент подойдёт для изготовления монолитных бетонов, кладочных и отделочных растворов, железобетонных изделий с пропаркой, изготовления стеновых блоков и тротуарной плитки. В подавляющем большинстве случаев, для индивидуального застройщика лучший вариант — это ПЦ марки 400 или 500.

Шлакопортландцемент, кроме клинкера и гипса, имеет в своём составе определённое количество гранулированного шлака. Этот вид цемента, если сравнивать с обычным ПЦ, медленнее затвердевает, выделяет меньше тепла (хорошо подходит для создания массивных конструкций), имеет малую степень объёмных деформаций, более устойчив к влаге и высокой температуре, он немного дешевле. Применяется ШПЦ для производства растворов и бетонов; изделий, находящихся под землёй и во влажных условиях; стеновых блоков и строительных смесей.

Быстротвердеющий цемент обеспечивает скоростное нарастание прочности, что позволяет оптимизировать оборачиваемость опалубки. Эффективно применяется при монолитном строительстве. Ускорение образования цементного камня обеспечивается внесением минеральных добавок или сверхтонким помолом порошка.

Пластифицированный цемент, благодаря поверхностно-активным добавкам, имеет улучшенную подвижность и удобоукладываемость. Обладает существенной коррозиеустойчивостью и морозостойкостью, используется для строительства дорог, аэродромов, гидротехнических сооружений.

Гидрофобный цемент меньше впитывает влагу из воздуха, дольше сохраняет активность, не образует комков при хранении. Применяется для получения морозостойкого и влагонепроницаемого раствора, отлично подходит для наружной штукатурки и других видов облицовки зданий мокрым способом.

Напрягающий цемент расширяется во время образования цементного камня. Отлично подходит для ремонтных работ (заделка трещин, швов). Отличается хорошей морозостойкостью и непревзойдённой влагонепроницаемостью, поэтому очень успешно применяется для возведения фундаментов и монолитных стен подвалов, бетонных кровель, бассейнов, ёмкостей.

Глиноземистый цемент очень быстро набирает проектную прочность (до половины за сутки). Во время отвердевания выделяется большое количество тепла, поэтому данный вид цемента хорошо подходит для зимних работ.

Расширяющийся цемент без последующих усадок увеличивается в объёме при образовании цементного камня. Применяется для производства гидроизоляционных смесей, для строительства гидротехнических сооружений, заделки швов различных конструкций.

Пуццолановый цемент отличается длительным периодом затвердевания, высокой стойкостью к коррозии, морозостойкостью. При затвердевании выделяет очень мало тепла, поэтому целесообразно его применять для изготовления массивных бетонных конструкций, в том числе подземных и подводных.

Сульфатостойкий цемент используют для строительства бетонных конструкций в воде — сваи, опоры мостов, фундаменты на участках с переменным уровнем грунтовых вод. Этот цемент может быть усовершенствован гидрофобными и пластифицирующими добавками.

Тампонажный цемент хорошо выдерживает высокие температуры (до 150 градусов), отличается повышенной прочностью на изгиб, что необходимо для эксплуатации в глубоких газовых и нефтяных скважинах. Применяется для изоляции скважин от грунтовых вод.

Цветные цементы используются для производства декоративных монолитных изделий, не требующих последующей отделки. Получают их введением в состав традиционного цемента специальных пигментов.

Белый цемент изготавливают, применяя белую глину и резко охлаждая клинкер на выходе из печи. Он имеет высокую стойкость к внешним воздействиям, быстро набирает прочность. Используется для производства декоративного бетона и светлых штукатурных смесей. Является основой для получения цветного цемента.

Учимся читать маркировку

Чтобы потребитель мог безошибочно выбрать необходимое ему вяжущее вещество, все цементы подлежат обязательной маркировке. На данный момент наиболее распространённым является условное описание цемента в соответствие с ГОСТ 10178-85 , но постепенно отечественные производители переходят на маркировку цемента по ГОСТу 31108-2003, который по нормативам максимально приближен к стандартам Евросоюза (в частности EN 197-1). На самом деле, технология изготовления цемента не изменилась, поменялись лишь методы лабораторных испытаний. Теперь для измерения прочности образцы производят по фиксированному водоцементному соотношению В/Ц = 0,5, с применением песка разных фракций.

ГОСТ 31108-2003

Вещественный состав цемента характеризуется римскими цифрами:

• I — портландцемент
• II — портландцемент с минеральными добавками
• III — шлакопортландцемент
• IV — пуццолановый цемент
• V — композиционный цемент

По прочности на сжатие цементы имеют подразделение на классы — 22,5; 32,5; 42,5; 52,5. Эти цифры обозначают минимальную прочность в МПа для образцов цементного камня возрастом в 28 суток.

Для цемента класса 32,5; 42,5; 52,5 есть литерное обозначение скорости набора прочности в возрасте 2 и 7 суток. «Н» означает нормальнотвердеющий, «Б» — быстротвердеющий.

Количество добавок в цементе маркируется следующим образом:

• А — минеральных добавок от 6 до 20%
• В — минеральных добавок от 21 до 35%

Тип добавки обозначается так:

• П — пуццолан
• Ш — гранулированный шлак

Для примера, ЦЕМ II/А-Ш 42,5Б — это портландцемент с добавкой в виде гранулированного шлака (до 20%), быстротвердеющий, прочность на сжатие не менее 42,5 МПа.

ГОСТ 10178-85

Состав цемента обозначается следующими аббревиатурами:

• ПЦ — портландцемент
• ШПЦ — шлакопортландцемент

Литерами указываются особые свойства цементов:

• ГФ — гидрофобный
• БЦ — белый
• ВРЦ — водонепроницаемый расширяющийся
• ПЛ — пластифицированный
• СС — сульфатостойкий

Прочность на сжатие цементного камня отображается маркой: 300, 400, 500, 550, 600, 700 (испытания образцов проводятся с произвольным В/Ц и монофракционным песком).

Наличие минеральных добавок обозначают так:

• Д0 — добавок нет
• Д5 — добавок не более 5 процентов
• Д20 — добавки составляют от 5 до 20 процентов

Быстротвердеющий цемент маркируется буквой «Б».

Для примера, ПЦ-500-Д20-Б — это быстротвердеющий портландцемент марки 500, который содержит минеральные добавки в количестве от 5 до 20%.

Цементы с обозначением прочности по обоим ГОСТам могут быть условно сопоставлены. Вот таблица, по которой можно понять фактическое соотношение класса и марки:

ЦЕМ I 52,5Н	ПЦ 600-Д0
ЦЕМ I 42,5Н	ПЦ 500-Д0
ЦЕМ I 42,5Н	ПЦ 400-Д0
ЦЕМ I 32,5Б	ПЦ 400-Д0
ЦЕМ I 32,5Н	ПЦ 400-Д0
ЦЕМ II/А-Ш 42,5Н	ПЦ 500-Д20
ЦЕМ II/А-Ш 32,5Б	ПЦ 400-Д20
ЦЕМ II/А-Ш 32,5Н	ПЦ 400-Д20
ЦЕМ II/В-Ш 32,5Н	ШПЦ 400
ЦЕМ II/А-К (Ш-П) 42,5Н	ПЦ 500-Д20
ЦЕМ II/А-К (Ш-П) 32,5Б	ПЦ 400-Д20
ЦЕМ II/А-К (Ш-П) 32,5Н	ПЦ 400-Д20

Как отличить оригинальный цемент

Многие застройщики и горе-строители не уделяют внимания качеству приобретаемого цемента, ставя во главу угла только его цену. Между тем, покупка цемента — очень ответственное дело, так как рынок наполнен фальсификатом разного рода, начиная от недовеса (в мешке может не хватать и 10 килограмм, и более), заканчивая пересортицей и разбавлением цемента совершенно ненужными «добавками» (минеральный порошок для асфальтобетона, шлак, зола-унос, доломитовая пыль). Некоторые дельцы даже умудряются полностью схватившийся цементный камень перемолоть и снова упаковать. Кстати, бывают серьёзные вопросы к дешёвому заводскому цементу, завозимому из-за рубежа, который может изначально иметь марку ниже заявленной или потерять активность вследствие длительной доставки и неправильного хранения (насыщение влагой при морских перевозках, сильное комкование при многоярусном складировании…).

Итак, как же не попасться в западню «выгодной» цены, давайте рассмотрим некоторые правила.

Приобретайте цемент только проверенных известных производителей. Отдайте предпочтение отечественным заводам. Есть смысл сделать закупку на фирмах, занимающихся производством бетона и ЖБИ, или у крупного поставщика заводского цемента.

Обходите стороной цемент, стоимость на который уже на 10-20 процентов ниже рыночной. Проверьте на сайте производителя, каковы отпускные цены на данный момент, чудес быть не может — в рознице цемент должен быть дороже.

Купите мешок цемента на пробу, всеми доступными способами исследуйте его. Лучший вариант, если обратитесь в лабораторию при ближайшем бетонном заводе, там вы сможете выяснить фактическую прочность (марку), тонкость помола, равномерность изменения объёма, сроки схватывания и прочие нюансы.

Покупайте цемент, тарированный в 4-5-слойные мешки из крафт-бумаги. Подделку пакуют в простенькие мешки с двумя или тремя слоями. Обратите внимание на целостность мешков.

Взвесьте мешок, погрешность массы не должна превышать 1 килограмм.

Внимательно изучите маркировку. На мешке должна иметься следующая информация:

• наименование производителя;
• полное название цемента;
• наименование и количество добавок;
• класс/марка прочности;
• наименование нормативного документа, по которому изготавливался цемент;
• масса нетто;
• данные о сертификации.

Попросите продавца представить документы на цемент:

• сертификат соответствия;
• санитарно-эпидемиологическое заключение;
• накладные на партию цемента (смотрим на даты прихода товара, пункты разгрузки…);
• результаты лабораторных исследований.

Визуально и собственноручно проверяем цемент:

• порошок должен быть «текучим»;
• нормальный цвет цемента — однородный, тёмно-серый, светло-серый, серо-зелёный;
• если есть комки, но они распадаются при лёгком нажатии — это нормально;
• если крупинки твёрдые, имеют острые выступы — цемент частично вступил в процесс гидратации и гарантированно потерял активность.

Проводим испытания в домашних условиях. Готовим цементное тесто на основе соляно-щелочной минеральной воды, делаем из массы небольшой диск диаметром 10-15 см. Изделие из качественного портландцемента схватится за 5-10 минут и существенно нагреется, на краях тела могут появиться небольшие трещины. Фальсификат будет застывать очень долго (до часа), диск не нагревается, может схватиться отдельными участками, сильно растрескаться и вовсе не держать форму.

Как видим, цементный вопрос не так прост, как кажется на самом деле. Но, если со всей ответственность подойти к выбору цемента, научиться правильно пользоваться этим, вроде бы, таким привычным вяжущим веществом, то никаких проблем на вашей стройплощадке не случиться, вы с гордостью сможете сказать: «Мой дом — моя крепость».

В этой статье:

Для правильного использования цемента, предлагаем рассмотреть особенности основных видов и марок строительного материала.

Белый цемент (БЦ) (при изготовлении БЦ действуют нормы ГОСТ 965-78).

Для изготовления белого цемента применяется маложелезистый клинкер. Данный цемент имеет серый цвет из-за соединений железа и особенностей исходных сырьевых материалов. Чтобы повысить белизну и убрать зеленоватый оттенок, клинкер подвергается процессу отбеливания. По своему составу этот вид цемента разделяют на: белый портландцемент с составляющими минерального происхождения и белый портландцемент.

Марки белого цемента: 400, 500.

Белый цемент имеет свои характеристики, которые позволяют применять его при изготовлении колон, скульптурных элементов. Также его применяют при отделочных работах фасада здания. Еще белый цемент очень часто используется при устройстве цветных цементобетонных слоев дороги.

Водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ)

ВРЦ – вещество, которое быстро схватывается и твердеет.

Чтобы получить ВРЦ сначала смешивают глиноземистое вяжущее вещество, гипс и высокоосновной гидроалюминат кальция. Все эти ингредиенты тщательно перемалываются, и получается конечный продукт. Самой главной характеристикой ВРЦ является высокая скорость схватывания. Для того чтобы он затвердел, хватает 10 минут.

Свое применение цемент нашел в заделке соединений и трещин в железобетонной конструкции, гидроизоляции и герметизации швов тюбингов и раструбных стыков зданий.

Водонепроницаемый безусадочный цемент (ВБЦ)

ВБЦ, как и предыдущий материал, быстро схватывается и твердеет. Чтобы получить данный вид цемента, сначала смешивают такие ингредиенты как гипс, глиноземистый цемент и гидроалюминат кальция, после этого они проходят процесс тщательного помола. ВБЦ схватывается в первые пять минут после нанесения.

Применяется ВБЦ при сооружении железобетонных, бетонных конструкций, которые располагаются там, где повышенная влажность. Тиками местами являются: туннели, мосты, фундаменты и т. д.

Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ)

Для изготовления БТЦ действуют нормы ГОСТ 10178-85

БТЦ является тонкоизмельченным, это и придает ему большей интенсивности, чем у портландцемента. Самой большой прочности он набирает на начальном периоде затвердения, то есть впервые 3-е суток.

Очень широкое применение он нашел при ремонтных работах. Для приготовления пластифицированного портландцемента при измельчении клинкера добавляют около 0.22% концентрат сульфитно-спиртовой бражки. Благодаря этому, у цемента повышается морозостойкость.

Марки БТЦ: 300, 400 и 500.

Спрос на этот вид строительного материала меньше, чем на обычный портландцемент.

Гидрофобный цемент (ГФЦ)

Для изготовления ГФЦ действуют нормы ГОСТ 10178-85

Получают этот вид цемента в итоге тонкого измельчения таких составляющих: гипс, портландцементный клинкер, гидрофобизирующие добавки (окисленный петролатум, мылонафт, асидол, олеиновая кислота и т. д.)

Цемент обладает такими свойствами как водонепроницаемость, морозоустойчивость, способен долгое время находиться во влажной среде. Благодаря своим свойствам, ГФЦ не комкается и не теряет прочность при дальних перевозках.

Этот вид цемента производится под марками: 300 и 400.

Применяется гидрофобный цемент при гидротехнических строительствах.

Глиноземистый цемент (ГЛЦ)

ГЛЦ изготавливают в соответствии с ГОСТ 969-77

Получают это быстротвердеющее вещество путем тонкого измельчения компонентов, сплавления и спекания сырья богатого на глинозем. Для получения сырьевого материала применяют известь или известняк с высоким содержанием глинозема. Этот вид цемента нельзя использовать при температуре + 25 ºС и выше, так как в таких погодных условиях его прочность теряется на 50%.

ГЛЦ имеет высокую стоимость.

Благодаря своим характеристикам и качествам, он нашел свое применение при аварийных работах и в строительстве в зимние месяца.

Магнезиальный цемент (МГЦ)

МГЦ – тонкодисперсный порошок, основным составляющим компонентом которого является оксид магния.

Применяется он при устройстве магнезиальных полов.

Портландцемент

Для изготовления портландцемента действуют нормы ГОСТ 10178-85

Качественные особенности

Портландцемент и его марки считаются самыми востребованными вяжущими веществами в строительстве. Портландцемент – гидравлическое вяжущее вещество.

Чтобы добиться высокого качества портландцемента, смешиваются гипс, портландцементный клинкер и специальные добавки. После этого, смесь проходит этап тщательного помола.

Портландцементный клинкер – продукт, который создается путем обжига тонкодисперсной однородной сырьевой смеси, которая включает глину, известняк и другие материалы такие как: доменный шлак, мергель и т. д. В процессе обжига необходимо обеспечить большое содержание высокоосновных силикатов кальция в клинкере. Чтобы отрегулировать сроки затвердевания портландцемента, в клинкер добавляют двуводный гипс. Этот компонент вводится в количестве 1.4-3.4% от общей массы цемента, которая рассчитывается в пересчете на SO3.

Виды и применение портландцемента

Портландцемент существует несколько видов:

• шлакопортландцемент,
• с минеральными составляющими,
• просто портландцемент.

Свое широкое применение эти виды портландцементов нашли в производстве железобетона и бетона, при отделочных и строительных работах. Помните, что каждая отдельная марка отвечает определенному виду строительной деятельности.

Предисловие

Цементы - это большая группа гидравлических вяжущих веществ. Большая их часть - это силикаты и алюминаты кальция, которые образуются в результате обжига до состояния спекания сырьевой смеси соответствующего состава.

Cодержание

Все виды цементов являются одними из основных стройматериалов, получаемый путем измельчения минерала гипса и клинкера. В зависимости от прочности этот материал маркируют по ГОСТу. Основополагающая роль в русской цементной промышленности принадлежит химику Шуляченко А. Р. Также большой вклад в развитие этой важной строительной отрасли внесли ученые Торопов, Бутт, Пономарев, Рояк, и многие другие специалисты.

Что такое цемент и что значит его марка

Что же такое цемент, и какие его виды применяются наиболее часто? Цементы - это большая группа гидравлических вяжущих веществ. Большая их часть - это силикаты и алюминаты кальция, которые образуются в результате обжига до состояния спекания сырьевой смеси соответствующего состава.

Самое большое распространение получили такие виды строительного цемента, как портландцемент, шлакопортландцемент и глиноземистый. Они применяются для , бетонных смесей, асбестоцементных изделий.

Что значит марка цемента, и от чего она зависит? Марка цемента – это условный показатель для обозначения максимальных прочностных качеств вещества. То есть, марка цемента зависит от его прочности. Для всех основных видов цемента, кроме глиноземистых, расширяющихся и безусадочных, марка соответствует пределу прочности при изгибе образцов-балочек размером 40x40x160 мм и сжатии их половинок из пластичного раствора состава 1:3 (по массе) в возрасте 28 суток.

Марку для глиноземистого цемента устанавливают по результатам испытания через 3 суток.

Тонкость помола цементов - это величина остатка на сите с сеткой, которая установлена в соответствии с утвержденными стандартами и техническими условиями номера. На скорость схватывания и твердения как раз и влияет тонкость помола. Такое свойство всех видов цемента, как прочность, особенно в начальные периоды твердения, повышается, если клинкер мелко измолот.

Механизм процесса твердения цемента и коррозия цементного камня

Процесс твердения цемента заключается в том, что цементное тесто, которое изготовлено из вяжущего вещества, постепенно утрачивает подвижность и переходит из полужидкого состояния в плотное.

В механизме твердения цемента различают три периода:

1. Растворение - растворимые продукты реакции переходят в раствор, обнажая следующие слои цементных зерен, в свою очередь реагирующие с водой. Этот период длится до полного насыщения жидкой фазы продуктами реакции.

2. Коллоидация - схватывание, во время которого твердые продукты реакции уже не могут растворяться в насыщенной жидкой фазе, вследствие чего они образуют коллоидальную систему в форме геля или студня. В этот момент цементное тесто утрачивает свою подвижность.

3. Кристаллизация - период, когда образовавшиеся гели переходят в укрупненные, менее растворимые кристаллы, которые дают так называемый кристаллический сросток. Именно этим и объясняются высокие механические свойства затвердевшего цемента.

Чтобы ускорить твердение цемента, выбирают надлежащий минералогический состав цемента, используют специальные добавки, применяют электро-прогрев или тепло-влажностную обработку. В качестве замедлителей используют нитраты натрия, калия и аммония, увеличивающие растворимость свободной извести в воде.

Коррозия раствора (бетона) чаще всего начинается с коррозии цементного камня. Его стойкость значительно меньше скорости заполнителей. Выделяют три вида коррозии, которая поражает раствор: растворение и вымывание (выщелачивание) гидроокиси кальция из цементного камня пресной водой; образование легкорастворимых солей при взаимодействии составляющих цементного камня с веществами окружающей среды и вымывание этих солей; образование в цементном камне (под влиянием проникающих в него веществ) соединений, имеющих больший объем, чем исходные продукты реакции, что приводит к образованию трещин в бетоне.

Методы защиты от коррозии цемента разнообразны и разделяются на следующие группы: выбор соответствующего цемента; изготовление более плотного бетона; применение защитных покрытий и облицовок, которые исключают воздействие агрессивной среды на бетон.

Что такое портландцемент и шлакопортландцемент, для чего их используют

Что такое портландцемент, и чем он отличается от шлакопортландцемента? Портландцемент - это гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе, получаемое при совместном тонком измельчении клинкера и необходимого количества гипса, добавляемого для регулирования сроков схватывания.

Портландцемент используют для закладки , приготовления штукатурных растворов.

Для получения портландцемента такие технологические операции, как изготовление сырьевой смеси; превращение ее путем обжига до спекания в клинкер и помол последнего в тонкий порошок, являются основными.

Химический состав клинкера портландцемента определяется по содержанию важнейших окислов, которые должны находиться в следующих пределах.

Этому условию отвечают природные мергели, а также смеси известняка с глиной в соотношении 3:1 (по массе). Можно заменить известняк мелом.

Трехкальциевый силикат (алит) в реакции с водой химически активен. Он способен быстро твердеть, имея при этом высокую прочность.

Двухкалъциевый силикат (белит) менее активен, твердеет медленнее, и продукт твердения обладает невысокой прочностью.

Трехкальциевый алюминат - химически активный минерал. Он быстро твердеет, но продукт твердения обладает низкой прочностью.

Промежуточное положение по активности в реакции с водой, по скорости твердения и прочности между трехкальциевым и двухкальциевым силикатами занимает четырехкальциевый алюмоферрит.

Процесс взаимодействия цементного порошка с водой сопровождается выделением тепла. Количество теплоты зависит от скорости гидратации и минералогического состава цемента. Тонкость помола, сроки и условия хранения оказывают на этот показатель меньшее влияние.

Изготовленные из портландцемента образцы при кипячении в воде должны равномерно изменять объем, поэтому количество ангидрида серной кислоты SO3 в портландцементе и его разновидностях должно быть не менее 1,5 и не более 3,5%, а содержание окиси магния MgO в исходном клинкере - не более 5%. Портландцемент с минеральными добавками может содержать до 20% гранулированного шлака, или до 10% активных добавок осадочного происхождения (кроме глиежей), или до 15% прочих активных добавок, включая глиежи.

А что такое шлакопортландцемент и где он применяется? Это гидравлическое вяжущее вещество изготовляется путем совместного помола портландцементного клинкера, доменного гранулированного шлака (21-60%) и необходимого количества гипса. Быстротвердеющий шлакопортландцемент - основная разновидность этого цемента. Основное отличие шлакопортландцемента от портландцемента – более медленная скорость схватывания и твердения. Применяется там же, где и портландцемент.

Какие бывают цементы: виды портландцементов

Этот раздел статьи посвящен тому, какие бывают цементы их категории портландцементов, и где их используют.

Сульфатостойкий портландцемент изготовляют из клинкера нормированного минералогического состава. Клинкер состоит максимум из 5% трехкальциевого алюмината и трехкальциевого силиката, содержание которого не должно превышать 50%. Сумма трехкальциевого алюмината и четырехкальциевого алюмоферрита - не более 22%. Сульфатостойкий портландцемент не должен содержать каких-либо добавок, кроме гипса. Он обладает повышенной стойкостью при взаимодействии с водой, содержащей сульфаты (соединения серы), и морозостойкостью. Основная область применения этого вида цемента – изготовление облицовочных растворов, находящихся в условиях сульфатной среды, при одновременном систематическом попеременном замораживании и оттаивании.

Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) перед использованием мелко измельчается, вследствие чего интенсивно набирает прочность в начальный период твердения. На этот процесс уходит 1-2 суток. БТЦ применяется при ремонтных работах.

Гидрофобный портландцемент. При его изготовлении в мельницу при помоле клинкера вводится по 0,1-0,2% мылонафта и других гидрофобизирующих добавок (асидола, окисленного петролатума, синтетических жирных кислот, их кубовых остатков). Добавки снижают гигроскопичность этого вида портландцемента при его хранении, но повышают подвижность, удобоукладываемость растворных (бетонных) смесей и морозостойкость затвердевших материалов. Гидрофобный портландцемент при длительных перевозках и хранении практически не теряет своих свойств. Выпускаются марки 300 и 400.

Пластифицированный портландцемент получают путем введения при помоле клинкера около 0,25% концентрата сульфитно-спиртовой бражки. Она пластифицирует растворные смеси и повышает их морозостойкость. Применяется наравне с портландцементом и выпускаются марки 300, 400 и 500.

Говоря о том, какие виды цемента существуют, особо выделяют белый и цветной портландцемент.

Белый портландцемент изготавливается из белого маложелезистого клинкера, минеральных добавок и гипса. Используется в архитектурно-отделочных работах. Существует два вида такого цемента: белый портландцемент и белый портландцемент с минеральными добавками. Выпускается 400 и 500 марок.

Цветной портландцемент получается из клинкера белого цемента и цветного клинкера, из отбеленных клинкеров - при тщательном смешивании или совместном помоле с различными пигментами (например, с охрой, железным суриком, окисью хрома). Пигменты должны быть щелоче- и светостойкими.

Белый и цветной портландцементы применяются при устройстве мозаичных, плиточных, террацциевых и брекчиевидных .

Пуццолановый портландцемент изготовляется путем совместного помола цементного клинкера нормированного минералогического состава, гипса и активной минеральной добавки вулканического или осадочного происхождения. Он хорошо твердеет в воде и в любых влажных условиях. Растворные смеси на основе этого цемента не дают высолов и обладают повышенной водостойкостью и водонепроницаемостью. Пуццолановый портландцемент используется при строительстве гидротехнических сооружений и при облицовке плавательных бассейнов, плоскости которых подвержены воздействию морской и хлорированной воды.

Что такое глиноземистый цемент, его состав, свойства, особенности и применение

Что такое глиноземистый цемент и каковы его характеристики? Глиноземистый цемент - быстротвердеющее и высокопрочное гидравлическое вяжущее вещество. Получается путем измельчения клинкера или сплава, изготавливаемого путем расплавления (реже обжигом до спекания) сырьевой смеси (бокситов и известняков) надлежащего состава. В готовом продукте преобладают низко-основные алюминаты кальция.

Нельзя смешивать глиноземистый цемент с другими цементами и известью. Он разрушается при взаимодействии даже со слабыми растворами щелочей. Одно из основных условий нормального твердения этого цемента и длительного сохранения его прочности - пониженная (ниже 25 °С) положительна температура раствора (бетона) в период твердения и при эксплуатации. В противном случае он теряет до 50% прочности. Из-за особенностей глиноземистого цемента применение этого вяжущего вещества в условиях жаркого климата исключено. По этой же причине изделия из него нельзя пропаривать.

Прочность сопротивления сжатию и растяжению глиноземистого цементного камня нарастает с большой скоростью и уже через сутки достигает 50% проектной прочности. Он используется для получения кислотостойких растворов расширяющихся и безусадочных цементов. Кислотоупорный кварцевый кремнефтористый цемент получается путем совместного помола кварцевого песка и кремнефтористого натрия. Кислотоупорный цемент затворяется водным раствором натриевого жидкого стекла. Цементный камень может быть устойчив к действию некоторых минеральных и органических кислот, но при взаимодействии с водой он теряет прочность. В едких щелочах он полностью разрушается.

Благодаря своему составу и свойствам, основное применение глиноземистого цемента – это изготовление кислотостойких бетонов (растворов). Для такого цемента используются заполнители из кислотостойких пород: гранит, андезит, бештаунит. Свежеуложенная в конструкцию кислотоупорная бетонная (растворная) смесь в период твердения обрабатывается минеральной кислотой (откисловывается), например соляной. При этом бетонная (растворная) смесь уплотняется за счет выделения новых количеств геля кремниевой кислоты и обезвоживания дигидрата Si(OH)4 концентрированной кислотой. Гель кремниевой кислоты переходит в твердый опаловидный кремнезем Si02-H20. Прочность при сжатии обработанного концентрированной кислотой кислотоупорного бетона достигает 50-60 МПа.

Сроки схватывания цементного теста: начало - не ранее чем через 20-40 мин, окончание - не позднее чем через 8 ч.

При применении глиноземистого цемента содержание окиси кремния не должно быть в процентном отношении менее 92%, кислотостойкость - не ниже 93%.

Если судить по масштабам применения в строительстве растворов и бетонов на основе минеральных вяжущих, кажется, что история искусственных камней на основе цементов насчитывает долгие века. Но по-настоящему отработанная технология производства и оптимальный состав цемента стали известны менее двух веков назад.

Изобретение камня

Камни домов доисторического времени скреплялись в стене с помощью глины, но сохраниться без обжига они не могли, и самые древние постройки, дошедшие до нас, были возведены с применением известкового раствора. Обожжённый и размолотый известняк (оксид кальция - Ca(OH)₂) после затворения водой твердеет, поглощая из воздуха углекислый газ, а потом опять превращается в камень. Основной недостаток известкового вяжущего - низкая влагостойкость, поэтому сегодня он применяется больше при изготовлении силикатного кирпича.

Другой вид воздушного минерального вяжущего (то есть набирающего прочность на воздухе) - гипс. Он получается при тепловой обработке и последующем размоле природного гипсового камня (CaSO 4 -2H 2 O) или природного ангидрида (CaSCu). Гипсовое вяжущее имеет огромную историю применения с древнейшего времени до сегодняшних дней. Самые яркие примеры - роскошные лепные и скульптурные украшения, листовые материалы (ГВЛ, ГКЛ) для сухих методов строительства и отделки.

Гидравлические вяжущие вещества

Область применения воздушных вяжущих ограничена теми местами, где готовые конструкции не подвергаются воздействию влаги, в противном случае приходится применять гидрофобизирующие (водоотталкивающие) добавки или проводить гидроизоляционные мероприятия, поэтому применение гидравлических вяжущих более удобно и распространено шире.

К ним относятся вещества, образующие гидратные (молекула воды входит в кристаллическую решетку как составная часть) соединения, когда превращение в камневидное тело и дальнейший набор прочности могут происходить во влажной среде, а воздействие воды в ходе эксплуатации конструкций не приводит к их разрушению.

Растворы и бетоны для выполнения водостойких конструкций приготавливают на основе гидравлической извести (из осадочных известковых пород особого состава - мергелей) и портландцемента, причем именно последний придает монолитным и сборным элементам здания необходимую прочность, а известковые растворы применяются там, где нагрузки минимальны.

История цемента

Попытки преодолеть низкую водостойкость известковых и гипсовых составов предпринимались с древнейших времен. Цемент (caementum в переводе с латыни — дробленый, битый камень) появился путем добавления в известь различных минеральных веществ, обладавших гидрофобными свойствами. Для этого использовали размельченные остатки кирпичей из обожжённой глины, различные вулканические породы. Так, в состав цемента, который применялся строителями Древнего Рима, входили пуццоланы - отложения пепла знаменитого вулкана Везувия.

Эксперименты продолжались долгие века, пока потребность в большом количестве прочного и недорогого вяжущего вещества не заставила строителей выработать оптимальную технологию по его производству. Решающий вклад в такие исследования внесли русский военный техник Егор Челиев, издавший книгу о цементе для подводных работ (1825), и каменщик из английского Лидса Джон Аспдин, получивший патент на портландцемент (1824). Это название происходит от английского острова Портленд, расположенного в проливе Ла-Манш и состоящего из известковых пород. Камни из карьера, находящегося на этом острове, считались самым престижным строительным материалом в Англии. Полученный Аспдином искусственный камень был очень похож на него цветом и прочностью.

Интересно, что технология Челиева более соответствует тому, что теперь называется портландцементом, а цемент Аспдина изготавливался без принятого сейчас спекания исходного сырья.

Технология производства

Цементное вяжущее у разных производителей может отличатся исходным сырьем, но основные технологические операции идентичны. Первая стадия - подготовка исходного минерального сырья, т. е. несколько стадий размельчения известковых камней и глины, смешивание этих компонентов в нужных пропорциях. Из чего состоит цемент? Обычно это 3 весовых части известняка и 1 часть глины. Иногда используется осадочная горная порода - мергель, где данные компоненты содержатся в нужной пропорции.

"Сухой" и "мокрый" способ

Существует два способа получения нужного состояния смеси: "сухой" и "мокрый". Если влажность компонентов высокая, глина и мягкий известняк (мел) растворяются в воде, затем из этой суспензии, называемой сырьевым шламом, вода сильным нагревом (испарением) удаляется. Получается равномерная тонкоизмельченная смесь. Более экономичный способ - "сухой", где нет стадии доведения шлама до кипения, а смесь измельчается механическим способом.

Далее во вращающихся печах - цилиндрах диаметром около 5 м, длиной около 200 м, имеющих уклон для перемещения сырьевой массы в процессе обжига, происходит образование клинкера - окатанных гранул, появляющихся в процессе спекания смеси при температуре 1450 ⁰С в результате физических и химических взаимодействий.

Клинкер охлаждается и выдерживается до двух недель перед окончательной операцией - совместным измельчением с определенным количеством гипса, который добавляется для замедления процесса схватывания. Здесь окончательно формируется состав цемента, на этой же стадии вводятся различные минеральные добавки, придающие вяжущему нужные специфические свойства.

Химическая основа

Необходимые свойства самого популярного вяжущего определяет химический состав цемента. В результате технологической обработки сырья клинкер становится соединением различных химических веществ в виде четырех основных минералов:

1. Алит - трехкальциевый силикат - составляет большую часть клинкера - 50-60%. Присутствие в молекулярной решетке ионов марганца, алюминия и железа определяет прочность готовой растворной или бетонной смеси, набираемой в течении первых 28 суток.
2. Белит - двухкальциевый силикат - составляет 15-30%, и он - основа прочности, набираемой конструкцией в более поздние сроки.
3. Алюминатная фаза - трехкальциевый алюминат - 5-10%. Быстрая реакция алюмината с водой и возможное слишком быстрое схватывание требуют введения гипса, замедляющего этот процесс.
4. Ферритная фаза - четырехкальциевый алюмоферрит - 5-15 %

Меняя процентный состав этих фаз, вводя дополнительные компоненты, можно производить цемент, состав и свойства которого будут наилучшим образом соответствовать конкретной ситуации в ходе строительства.

Виды цемента

Шлакопортландцемент получается при добавлении к портландцементному клинкеру гранулированного шлака - побочного продукта выплавки чугуна в доменных печах. Применение шлака снижает стоимость, а состав цемента, произведенного по такой технологии, придает конструкциям, выполненным на его основе, повышенную устойчивость к воздействию воды с насыщенным минеральным составом, например, морской.

Быстротвердеющий - это цемент с преобладанием в клинкере алита и алюминатной фазы, отличается особо тонким помолом - всё это ускоряет набор прочности.

Сульфатостойкий портландцемент применяется для гидросооружений, подводные части которых подвергаются постоянному воздействию веществ, вызывающих сульфатную коррозию. Из чего состоит цемент, предназначенный для таких ответственных конструкций? В клинкерном сырье до минимума сведено присутствие трехкальциевого алюмината и белита.

Портландцемент с пониженным тепловыделением при наборе прочности необходим для изготовления конструкций большой массы и объема, когда тепло, выделяемое экзотермической реакцией твердения, может привести к образованию трещин. Состав такого цемента похож на сульфатостойкий.

Белый цемент

Изделия, выполненные с использованием белого цемента, обладают повышенными эстетическими качествами. Присутствие в исходном сырье окиси железа и окиси марганца придает готовому порошку характерный серо-зеленый цвет, соответственно, состав белого цемента предполагает минимальное присутствие таких солей и использование для исходного сырья светлых, каолиновых сортов глины.

Существует еще много видов цементного вяжущего, обладающего специальными качествами: гидрофобный, глинозёмистый, водонепроницаемый расширяющийся, напрягающий, пластифицированный, песчанистый и т. д.

Состав и прочность

Важнейшим показателем качества цемента является прочность изделий, изготовленных на его основе. ГОСТом установлены необходимые показатели, которые обозначаются особой маркировкой. Цифра означает предел прочности на изгиб и сжатие при лабораторных испытаниях стандартных образцов, на устойчивость к нагрузкам которых влияет и состав цемента. М400 означает, что образцы выдержали нагрузку в 400 кг/см² (или 40 Мпа).

Исследования показывают, что минеральный состав исходного сырья - важнейший фактор, влияющий на прочность цементных растворов и бетонов. Правильный подбор компонентов позволяет найти нужную пропорцию между скоростью набора прочности и конечной величиной устойчивости к нагрузкам, которая только увеличивается с течением времени. Состав цемента М500 позволяет создавать балки и плиты, способные выдерживать колоссальные нагрузки.

Сегодня в мире производится огромное количество цемента самого различного качества. Выбор сырья для него часто определяется экономическими факторами, и при правильном отношении к строительному процессу следует знать, из чего состоит цемент, который будет использоваться, чтобы сделать правильный выбор и быть уверенным в прочности и долговечности будущего дома.