Портландцемент изготавливается из клинкера. Поскольку в природе практически невозможно найти готовые гранулы, клинкер производится искусственно из смеси глины и углеродистых смесей. Готовый клинкер смешивается с гипсом (в пропорции не более 5%) для получения подвижного раствора.
Цемент портланд (портландцемент) – что это такое, свойства, марки, разновидности, отличия
Портландцемент — это современный, универсальный ремонтно-строительный материал, используемый во многих различных областях и проектах. Существует множество видов цемента, которые отличаются по своим характеристикам и свойствам из-за особенностей их производства и входящих в их состав компонентов.
Портландцемент — это гидравлическое вяжущее вещество на основе силиката кальция и его производных.
Главной особенностью материала является его быстрое затвердевание, а также хорошие свойства и эксплуатационные параметры. Для выполнения определенных работ цемент с нужным составом и показателями выбирается после тщательного изучения всех свойств и проведения расчетов.
Портландцементный раствор представляет собой эластичную массу, которая в процессе высыхания превращается в цементную пасту. В современном строительстве невозможно производить монолитные здания/сооружения, железобетонные изделия, высококачественную кирпичную кладку и готовые смеси без использования таких растворов.
- 1 Особенности и изготовление
- 2 ГОСТ
- 3 Состав и свойства
- 4 Характеристики
- 4.1 Технические
- 4.2 Физические
- 4.3 Механические
Особенности и изготовление
Портландцемент используется там, где необходимо получить растворы, прочные и устойчивые к различным воздействиям. Это одно из вяжущих веществ, используемых для скрепления бетона.
Портландцемент представляет собой сухой порошок, который необходимо смешать с водой. Через некоторое время он затвердевает и превращается в прочный и долговечный монолит. В зависимости от состава и пропорции существуют различные виды портландцемента, которые имеют соответствующие параметры.
Основой сухого порошка является клинкер тонкого помола с добавлением гипса для ускорения схватывания раствора. Различные типы и марки материала требуют добавления различных добавок, примесей и примесей.
Цемент («портландцемент») назван в честь места, где его производят. Впервые смесь была изготовлена американским каменщиком в 1824 году. По внешнему виду материал напоминает портлендский известняк, добываемый в английском графстве.
Для изготовления состава используются различные карбонатные породы каменистого происхождения (кремнезем, глинозем, мел, известняк) и мергель (особая смесь глины и карбонатной породы, являющаяся переходной породой между известняком и глиной).
- Тщательное измельчение сырья, создание смеси из разных компонентов, взятых в определенных пропорциях.
- Обжиг сырья в специальных печах при очень высокой температуре (около +1400 градусов) – получение клинкера.
- Тщательное измельчение клинкера, смешивание его с гипсом.
- Добавление различных элементов для повышения эксплуатационных характеристик и свойств, установленных ГОСТом и подтверждаемых соответствующими сертификатами.
- Сухой – смесь мелется и сушится одновременно, что существенно сокращает расходы производства и труда. Мельницы выдают готовый порошок.
- Мокрый – сначала компоненты мелют, потом замачивают глину до повышения уровня влажности, равного 70%. Далее глину смешивают с известняком в мельнице.
- Комбинированный – способы производства совмещены: сырье насыщают влагой до 14% и измельчают, сушат в мельницах.
ГОСТ
Типы и качества портландцемента могут быть различными. Производство и параметры материала регулируются нормативными документами:
Здесь также перечислены свойства портландцемента по категориям. Следует отметить, однако, что в одном из недавних документов упоминается марка 900, которая не включена в ГОСТ 1985. Однако эта марка представляет больший интерес для дизайнеров и инженеров, обосновывающих строительство военных объектов, поскольку в других областях этот материал не используется.
Портландцемент: что это такое — определение и история получения
Портландцемент, по определению, является гидравлическим вяжущим веществом, которое отличается от обычного цемента своим составом и количеством материалов, используемых при его производстве.
Портландцемент был впервые разработан в 1824 году англичанином Джозефом Аспдином, который запатентовал свое творение в том же году, 21 октября. Этот строительный материал был назван в честь острова Портленд в Англии. Основной породой, используемой непосредственно для производства портландцемента, является известняк (мел, ракушечник и мраморные осколки).
Технология производства состоит из нескольких основных этапов, а используемые материалы должны иметь строго утвержденное процентное соотношение. Портландцемент производится путем измельчения клинкера и гипса в порошок. Затем готовый материал упаковывается.
Для производства клинкера необходимо нагреть соответствующие ингредиенты. Для этого используется специальная цилиндрическая печь, которая должна располагаться под небольшим углом. Температура нагрева достигает 1480 градусов, а время обжига составляет от 2 до 4 часов.
При такой температуре используемые минералы не плавятся, а превращаются в целостную структуру (агрегат). В конце процесса получают конечный продукт (клинкер), который определяет его прочность.
Область применения портландцементов
Портландцемент может использоваться в различных видах строительства, в зависимости от его назначений:
- В жилищном, сельскохозяйственном и промышленном строительстве для производства непосредственно фундаментов, плит перекрытия, балок и железобетона.
- Для создания строительных, бетонных растворов, штукатурных и кладочных работ.
- Дополнительно применяется обозначенный вид цемента для выполнения аварийных, ремонтных и восстановительных работ. В особенности, где требуется повышенная прочность бетона из-за высокого уровня влажности и наличия низких температур.
Портландцемент можно использовать для строительных работ, где особенно важны долговечность, прочность, влаго- и морозостойкость.
Чем портландцемент отличается от обычного цемента
Портландцемент — это улучшенный цемент, в который добавлены соответствующие компоненты. Основное отличие заключается в том, что он содержит химические вещества с более коротким сроком сухого хранения. В обычный цемент добавляются только пластификаторы и соответствующие минеральные добавки:
- кремнеземистые отходы;
- пемза;
- вулканические туфы.
Портландцемент, с другой стороны, содержит различные силикатные и глинистые соли. Клинкер используется в производстве клинкера:
Наиболее важными характеристиками строительного материала в данном случае являются следующие:
- Долговечность, так как портландцемент имеет повышенную стойкость к износу.
- Возможность противостоять низким температурам, что актуально, если работы будут выполняться в регионах, где постоянно минусовые показатели ртутного столбика.
- Достаточно низкая цена, поскольку используемый сырьевой материал является доступным и не требует больших расходов на его добычу.
Портландцемент также отличается от обычного цемента тем, что его можно быстрее ввести в эксплуатацию.
Особенности состава
Кроме того, портландцемент легче использовать, когда он быстрее. Основными компонентами этого строительного материала являются соль, известь и известняк. Для получения портландцемента также добавляются специальные минералы в соответствующих пропорциях. Наиболее важными из них являются:
- кальций – 44%
- кремний – 14,5%;
- алюминий – 3,5%
- железо –2%;
- магний –1,6%.
Также могут добавляться такие ингредиенты, как глина, железная руда и даже остатки литейного производства. При этом их общая сумма не должна превышать 1 %.
Отвечая на вопрос, какой процент известняка используется непосредственно для производства портландцемента, можно сказать, что он составляет 75-78 %.
Как разводить портландцемент
Портландцемент — простой в использовании строительный материал. Для приготовления раствора необходимо смешать сухую смесь с водой. Пропорции перечисленных ингредиентов могут меняться в зависимости от желаемой плотности раствора. Поэтому приблизительное количество воды может составлять от 1,4 до 2,1 (десятигаллонные ведра) на 10 фунтов портландцемента. Более подробно коэффициенты показаны в таблице.
(10-литровое ведро.)
(10-литровое ведро.)
(10-литровое ведро.)
Количество воды, необходимое для приготовления раствора нужной консистенции, зависит от влажности песка и гравия. В качестве приближения расчет следует производить по следующим индексам:
- для цементно-песчаного раствора – 1 часть цемента на 0,6 литра воды;
- для бетона В25 (М350) –1:0,4;
- для бетона В15 (М200) – 1:0,6;
- для бетона В7,5 (М100) – 1:0,7.
info-box type=»warning «Обязательно соблюдайте указанные пропорции, чтобы избежать в дальнейшем проблем с качеством выполненных работ./info-box
Этапы образования цементного камня
После смешивания портландцемента с водой ему требуется несколько часов для затвердевания. Первоначальное затвердевание достигается за счет реакции воды с гипсом и глинистым трехкальциевым компонентом. В ходе этого процесса формируется кристаллическая структура моносульфата кальция, гидрата кальция и эттрингита. На последующих стадиях отверждения развиваются силы напряжения из-за медленной реакции H2O с трикальциевым силикатом. В результате этого процесса образуется гель силиката кальция (гель CSH), который в основном характеризуется аморфной структурой. На всех стадиях твердения мелкие и крупные заполнители раствора заключены и соединяются, образуя искусственный камень.
Портландцемент в обычном составе широко используется в следующих отраслях промышленности:
- Монолитное строительство – устройство фундаментов, возведение стен, заливка перекрытий.
- Изготовление широчайшего ассортимента ЖБИ, среди которых фундаментные и стеновые блоки, плиты перекрытия, бортовые камни, ФЭМ и многие другие.
- Изготовление сухих смесей. Сухие смеси – высокотехнологичное современное решение в строительной отрасли, поскольку приготовление таких материалов в заводских условиях обеспечивает точную дозировку компонентов и полное соблюдение других технологических правил. В компании «Лентехстром» сухие строительные смеси проходят тщательную проверку в лаборатории предприятия, а их качество подтверждается соответствующими сертификатами.
При сжатых сроках строительства используется быстротвердеющий ПК, который достигает своей окончательной прочности всего через три дня. Нормальное отверждение достигается через 28 дней. Такая скорость отверждения достигается за счет добавления компонентов вулканического и гранулированного шлака. Сульфатостойкий ПК используется при строительстве подземных сооружений, где клинкер обогащен доломитом и трепелом.
Особенности портландцемента «Полигран»
Производственные мощности «Лентехстром» выпускают портландцементы различных составов и назначений:
- Д0 – портландцементы без минеральных добавок, подходят для строительства объектов, запланированных для эксплуатации в условиях повышенной влажности. При выборе вяжущего следует обращать внимание на степень помола. Оптимальным является зерно величиной 15-20 мкм.
- Д5 – схож по своим свойствам с аналогом марки Д0.
- Д20 – портландцемент с минеральными добавками в количестве до 20% от общей массы материала. Востребован в монолитном строительстве объектов жилого и производственного назначения, для изготовления бордюрного камня, вибропрессованной тротуарной плитки, блоков сборных и монолитно-сборных фундаментов.
Преимущества и недостатки портландцемента
Преимущества включают:
- Повышенный показатель прочности — до 60 МПам
- Высокая скорость схватывания — от 30-50 минут
- Отменная стойкость к коррозии
- Улучшенные показатели морозостойкости
К недостаткам относятся:
- Ограничение на использование в водоемах соленого типа или содержащих минеральные взвеси
- Нельзя применять при проведение работ в текучих водах — русла рек, участки гидроэлектростанций
Разница между обычным цементом и портландцементом заключается в различном содержании добавок и в использовании смеси. При сравнении различных видов цемента следует ориентироваться на качество и прочностные характеристики, а не на название, потому что цемент — это не то же самое, что его название.
Производитель портландцемента Портланд играет важную роль в процессе строительства. Купить качественную цементную продукцию в Москве предлагает компания ООО «ВосСмеши». Сертифицированный портландцемент в достаточном количестве от производителя.
Характеристики
Самое главное, чего все ожидают от портландцемента, — это его долговечность. Благодаря этому свойству он способен выдерживать различные физические и химические воздействия. Этот материал надолго сохраняет форму и внешний вид здания.
Портландцемент никогда не используется в одиночку. Он используется для связывания песка и щебня. Именно такое сочетание позволяет получить прочный бетон или долговечные поверхностные материалы.
Технические
На крупных производственных предприятиях портландцемент и изготовленный из него бетон подвергаются различным испытаниям. Его замораживают, нагревают в воде, сжимают под давлением, измельчают и подвергают химической обработке. Качественный бетон должен выдерживать все эти требования. Правильно подобранный грунт, различные добавки, правильная смесь — все это способствует этому.
📌 Что такое белый цемент: свойства и применение?
Это должен быть портландцемент, который участвует в изготовлении правильного бетона:
- Во-первых, он должен быть нужной плотности. На это влияет тонкость помола и минеральный состав. Одна цементная частичка диаметром 40 микрон должна проходить через сито № 0,008.
- Во-вторых, портландцемент, как советский ГТОшник должен укладываться в определенное время схватывания. Увеличение времени или наоборот быстрое схватывание может привести к нарушению процесса строительства. Обычно твердение раствора начинается через 40-45 минут.
- Равномерное изменение объема. Важно, чтобы готовая смесь равномерно набухала, а потом оседала во всей своей массе. Такой тест в лаборатории проводят на цементных лепешках.
- Водоцементное соотношение или количество впитываемой воды. Тоже важная характеристика. Излишек или недостаток влаги пагубно влияет на прочность бетона.
- Для строительных расчетов нужно знать удельный вес материалов. Свежий портландцемент обладает удельной плотностью, меньшей, чем уже слежавшийся. Поэтому разбег по плотности может быть от 1100 кг/м3 до 1300 кг/м3.
Исторический анекдот. Исследователи раскрыли секрет беспрецедентной прочности римского бетонного акведука. Оказывается, когда началось строительство, более 100 строителей были казнены за кражу цемента со стройки.
Физические
Вспомните уроки химии в школе. Что такое физические процессы? Правильно. Это когда вещество не превращается в другое вещество, а только изменяет свои физические свойства (температуру, плотность, суммарное состояние). В случае портландцемента физические свойства — это его способность противостоять внешним физическим воздействиям. Например, сжатие или растяжение.
Первое физическое свойство — устойчивость к коррозии. Гидроактивные добавки добавляются для снижения активности солей.
Чтобы понять, как работает коррозия, мы должны сначала представить себе внутреннюю функцию бетона. Как и было обещано в начале, несколько фактов о химии бетона. Это сложный процесс, но в целом его можно представить следующим образом:
- Попав в цемент, вода начинает окружать каждую минеральную частичку. Начинается гидратация (химическая реакция).
- Начинают расти игловидные кристаллы алюмината. Это стадия загустевания раствора. Спустя примерно 8 часов иглы заполняют все внутреннее пространство, объединяют частички смеси между собой и не дают им двигаться.
- Затем начинается набор прочности. В этот период образуются другие кристаллы, силикатные. Через сутки эти мелкие кристаллы вытесняют иглоподобные структуры алюмината, а через 28 дней полностью заменяют их.
Чем отличается простой цемент от портландцемента
Тема является спорной в той части, где не существует термина «нормальный цемент». В зависимости от типа клинкера просто даются разные названия:
- Если в состав добавлен клинкер алит, то это портландцемент .
- При использовании белита получается романцемент .
- Глиноземный вид получается с применением алюмината.
- Магнезит позволяет сделать магнезиальный цементный состав.
- Если в составе присутствует гидросиликат натрия, то это кислотоупорный цемент.
Как мы видим, портландцемент — это всего лишь разновидность строительной смеси. Благодаря своей прочности, морозостойкости и устойчивости к агрессивным жидкостям, этот вид цементного раствора используется для тяжелых строительных работ. Например, он используется для строительства зданий:
- объекты химической, нефтяной, газовой промышленности;
- мосты, гидротехнические сооружения;
- сооружения в сейсмоопасных зонах;
- прочные фундаменты, которые не трескаются даже на неустойчивых почвах.
В то же время портландцемент используется для производства различных отделочных материалов, декоративных скульптур и объектов ландшафтного дизайна.
Виды
Мы уже затрагивали вопрос о типах портландцемента, которые различаются по содержанию минералов. Существуют также различные классификации для различения порошковых составов с префиксом «Портланд».
Таким образом, составы делятся на цементы с добавками и без них. Цементные смеси без примесей используются в строительстве в неагрессивных условиях. Добавки используются для улучшения качества бетона. Если требуется пропитка, используются гидрофобизирующие средства. Если важно, чтобы бетон был прочным и быстро затвердевал без усадки и трещин, используют армирующие волокна.
Дальнейшая классификация разделяет составы по скорости схватывания, а также по свойствам устойчивости к различным агрессивным воздействиям:
- Быстросхватывающийся раствор. Здесь используют марки М400 и М500. Такой состав твердеет через 3 дня. Это качество подходит российскому менталитету, когда хочется уже построить и отдыхать.
- Пластифицированный цемент с добавками, которые замедляют твердение, улучшают текучесть. Такие растворы делают для транспортировки или для удобства заливки.
- Раствор нормального схватывани я. Это бездобавочная смесь, которую готовят в соответствии с ГОСТом.
- Гидрофобный портландцемент используют в местах повышенной влажности. Это может быть строительство гидросооружений, подтопляемых фундаментов или бассейнов. Добавки помогают бетонному составу противостоять воздействию воды.
- Сульфатостойкий. Такой материал хорош для строительства на кислых почвах. Из него изготавливают сваи, фундаменты. Специальные химические присадки делают постройки устойчивыми к коррозии.
- Специальный раствор, который позволяет тампонировать (защищать) нефтедобывающие скважины в период их строительства от воздействия грунтовых вод.
- Расширяющийся раствор нужен там, где трудно сделать заливку механическим путем. Он заполняет трещины самостоятельно, при расширении. Увеличение объема строительного состава происходит за счет внутренних химических реакций.
- Шлокопортландцемент имеет повышенное содержание металлических частиц из доменных шлаков. Бетон получается жаростойкий, но не устойчив к морозам. Этот вид стройматериала подходит для подземного, подводного строительства или на высоте.
- Белый «портланд» изготавливают из белых минералов (каолиновой глины, мела, чистого известняка). Этот тип подходит для производства цветных бетонных изделий, для архитектурного строительства. Белый цемент обладает уникальным свойством создавать идеально гладкую поверхность.
- Шлакощелочной имеет в составе щелочи, шлаки, глину. Он устойчив к температурным колебаниям, агрессивным средами. Шлакощелочной бетон отличается гидрофобными (водоотталкивающими) свойствами.
- Пуццолановый. Этот вид обладает повышенной апатией к воде. Вернее, он ее вообще игнорирует. С легкостью застывает даже в ее присутствии. Этот вид используется для постройки бассейнов, емкостей для воды, объектов, которые контактируют с морской, хлорированной водой.
