Цемент виды свойства применение - Домашний мастер MoyDom-irk.ru
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Цемент виды свойства применение

Специальный цемент – разновидности спеццемента

Цемент, являясь уникальным строительным материалом, подразделяется на виды в зависимости от назначения и условий эксплуатации бетонных конструкций. Тяжелые и особо тяжелые условия эксплуатации, также особые условия набора прочности бетона, требуют применения цементов специального вида.

  • Специальные виды цемента
  • Глиноземистый цемент
  • Расширяющийся цемент
  • Безусадочный цемент
  • Шлакощелочной цемент
  • Кислотоупорный цемент
  • Сульфатостойкий портландцемент
  • Белый цемент
  • Заключение

Специальный цемент – уникальный строительный материал, обладающий особыми свойствами по скорости набора прочности, пластичности, величине усадки, водонепроницаемости, сульфат стойкости, морозостойкости и эстетическим характеристикам.

Цемент как строительный материал

Строительство всегда было и до сих пор остается неотъемлемой частью жизни человека. Чтобы построить дом нужно приложить немало усилий, да и самых разных строительных материалов нужно не мало.

С чего начинается каждый дом? Конечно, с фундамента.

Из чего фундамент создается? Конечно, из цемента.

На сегодняшний день одним из важнейших строительных материалов является цемент.

Производство его началось уже в 20 веке. В 1856 году был открыт первый завод по производству цемента (портландцемента) в России.

К данному классу веществ относят:

пуццолановый портландцемент;

шлакопортландцемент;

глиноземистый цемент;

расширяющийся цемент;

и другие типы веществ.

Цемент, как и гипс, известь или глина, относится к минеральным вяжущим веществам. Однако по сравнению с ними, он имеет ряд отличительных признаков:

цемент — самый прочный материал из всех перечисленных;

— производство цемента обладает особой спецификой (в отличие от названных материалов, которые имеют свойство загустевать и отвердевать в воздушном пространстве без дополнительного воздействия).

Для изготовления цемента используются глина (процентное содержание по массе — 25 %) и известняк (процентное содержание по массе — 75 %). Процентное соотношение компонентов должно быть максимально точным (вплоть до 0, 1 %). Постоянство состава можно поддерживать, если организовать управление при помощи ЭВМ.

Дальнейший процесс создания цемента заключается в следующем: шлам помещается во вращающуюся печь (длина которой составляет 200 метров, диаметр — 2-7 метра) и обжигается, или спекается, при температуре 1450 градусов по Цельсию. Результатом данного процесса становится образование крупных комьев клинкера (портланд цементного клинкера), которые затем обжигаются. Клинкер после обжига измельчается, добавляется гипс (в процентном содержании не более 6 %). Цемент готов.

Каждый из типов относится к определенной марке, которая устанавливается согласно ГОСТ и СНиП (строительным правилам и нормам). Марка присваивается в виде числового номера: 200, 300, 400, 500, 600.

Чем больше номер, тем выше эффективность применения в бетоне. Ну и соответственно, чем выше прочность, тем выше цена (самые высокие цены характерны для цементов М-500, М-600). М-600 обладает такими показателями прочности, что применяется для строительства таких сооружений, как бункеры, шахты и различные военные объекты. Он еще называется военным или фортификационным.

Помимо деления на марки, цемент также подразделяется на класса. Данный показатель заключается уже в том, что прочность определяется не как средний показатель, а предполагает 95 и более процентов обеспеченности (из 100 образцов минимум 95 должны классу соответствовать). Класс имеет числовое выражение — 30-60.

Его можно приобрести оптом и в розницу. Цемент цена определяется отнесением его к определенным маркам и классам.

Функциональное назначение:

изготовление бетона;
образование строительных растворов;
создание бетонных и железобетонных изделий.

Цементы различны по своим характеристикам, а значит, различны по своим свойствам и изготовленные из них изделия. Они также имеют разные показатели качества (прочность, устойчивость к низким температурам, устойчивость к воздействию открытого огня, стойкость к воздействию солей).

В зависимости от его свойств и специфики его использования данный строительный материал подразделяется на типы. К ним относят:

1. Сульфатостойкий. Применяется в условиях возможности возникновения сульфатной коррозии. Специфика состава определяется включением кальциевого алюмината и трех кальциевого силиката в процентном содержании не более 5 и 50 % соответственно. Маркировка — 300 и 400.

2. Тампонажный. Применяется для цементирования нефтевых и газовых скважин: холодных (до -40 градусов по Цельсию) и горячих (до +75 градусов по Цельсию). Специфика состава определяется одновременным измельчением клинкера и гипса.

Используется в качестве цементного теста (процентное содержание воды — 40-50 %).

3. Шлаковый. Применяется для создания цементных растворов, используемых в подземных и подводных сооружениях. Специфика состава определяется процентным содержанием входящих в него компонентов: известково-шлаковый цемент (процентное содержание извести и гипса составляет 10-30 и 5 % соответственно), сульфато-шлаковый (процентное содержание гипса, или ангидрита, портландцемента, или извести, составляет 15-20 и 2 % соответственно).

4. Цветной. Применяется с декоративной целью — при оформлении архитектурных строений или индустриальных зданий, а также при создании дорожных покрытий. Специфика состава определяется добавлением цветовых пигментов (охры, железного сурика, окиси хрома).

5. Гидрофобный. Применяется в условиях повышенной влажности. Специфика состава определяется включением гидрофобизирующих добавок (асидола, мылонафта, олеиновой кислоты и других веществ), которые наделяют его такими свойствами, как морозостойкость, стойкость к температурным перепадам и влагоустойчивость.

Как и из чего делают цемент

Технология производства цемента отличается сложностью и большими затратами энергетических ресурсов. Основными компонентами материала являются клинкер и гипс. Для производства клинкера осуществляется обжиг смеси известняка и глины определенного состава с большим содержанием силикатов кальция. Полученное вещество клинкер измельчается, и в образованный порошок вводится гипс, необходимый для ускорения схватывания цемента. Кроме него включаются прочие добавки, чаще всего песок, бокситы, огарки пирита. Чем их больше, тем ниже стоимость цемента, а соответственно и его марка прочности. Однако включенные добавки наделяют другими важными качествами, типа морозостойкости или снижения склонности к трещинообразованию.

Читать еще:  Плиточный клей без цемента

Хотя основной составляющей смеси является клинкер, который уже прошел обжиг, смесь повторно поддается температурной обработки на протяжении до 4-х часов с нагревом до +1470°C. Для этого применяются вращающиеся печи. В итоге происходит сложный физико-химический процесс, с изменением кристаллической решетки компонентов.

Определяющие качества цемента

Свойства цемента существенно отличаются в зависимости от того, какое сырье используется для его производства, а также процентного соотношения компонентов. Разница наблюдается даже среди материалов одинаковой марки. Таким образом, ориентироваться на качество цемента сугубо по марке нельзя, хотя для частного строительства этого показателя обычно достаточно.

Важными определяющими качествами цемента являются:
  • Стойкость к коррозии.
  • Водопотребность.
  • Фракция помола.
  • Морозостойкость.
  • Прочность.
  • Время схватывания.

Устойчивость к коррозии важный параметр, определяющий долговечность материала. Дело в том, что при контакте с водой происходит ее взаимодействие с солями, присутствующими в цементе. В итоге застывшая масса постепенно начинает крошиться. Для предотвращения этого в состав цемента изначально добавляются гидроактивные компоненты. Они подавляют химическую активность солей. Данную проблему решают также полимерные добавки, заполняющие поры в дальнейшем приготовленных на основе цемента бетонов и прочих смесей. Устойчивость к поглощению воды также является залогом коррозийной стойкости.

Водопотребление цемента определяет количество воды, которое необходимо в него внести достаточной подвижности и текучести готового раствора, а также обеспечения его дальнейшего схватывания, так как цемент является гидравлическим вяжущим веществом. При малом объеме воды он будет излишне густым, неудобным в укладке и наберет меньшую прочность. Избыток же жидкости является недопустимым. Дело в том, что частицы цемента очень тяжелые. Они тяжелее воды в 3 раза. В жидком растворе они оседают на дно. В таком случае вверху остается легкий наполнитель. Нижний слой получается прочным, а верхний рыхлым, склонным к высыпанию.

Фракция или тонкость помола является определяющим качеством, влияющим на конечную прочность бетона или прочих смесей замешенных на основе цемента. Чем мельче частицы, тем большей связующей способностью они обладают. Кроме этого материал тонкого помола быстрее затвердевает. Однако в нем обязательно должны присутствовать и крупные частицы, так как без них водопоглощение смеси излишне увеличивается. Помол является сложным технологическим процессом. Поэтому чем он мельче, тем дороже. Для контроля фракции применяется мелкое сито с величиной ячейки 80 мкм. В идеале, чтобы при просеивании через него цемента не оставалось вообще никаких частиц, или их было совсем немного.

Определяющим долговечность качеством материала выступает его морозостойкость. От него зависит, сколько циклов замораживания и оттаивания сможет выдержать цемент. Дело в том, что даже в сухом цементе присутствует небольшое количество воды, не говоря уже о наполнителях, с которыми он смешан при приготовлении бетона, штукатурки, кладочной смеси. При понижении температуры вода в составе увеличивается в объеме на 8%. В итоге происходит разрушение твердой цементной массы. Для снижения такого проявления в его состав включаются корректирующие добавки. От их количества зависит как много циклов замораживания и отталкивания сможет выдержать тот или иной состав.

Прочность является главным определяющим критерием, по которому осуществляется выбор материала большинством строителей. Для строительства бытовых объектов этого вполне достаточно, чтобы отобрать связующее, способное справится с поставленными задачами. Для возведения мостов, дамб, эстакад при подборе цемента оцениваются все качества, а не только прочность. Последнее свойство можно определить исходя из марки цемента. Промышленность выпускает его в марках М200-М1000. Для частного строительства достаточно М400 или М500. Марка определяет давление в МПа, которое сможет выдержать опытный образец при сжатии. При работе с цементом нужно учитываться, что он набирает полную прочность постепенно на протяжении 28 дней. Только после этого бетон или другая смесь из него может начать эксплуатировать с полной нагрузкой.

Область применения

Цемент является самым востребованным строительным материалом. На его основе готовят:
  • Бетон.
  • Плиточный клей.
  • Штукатурку.
  • Наливной пол.
  • Кладочную смесь.
  • Фугу для затирки плитки.

Практически все сухие готовые строительные смеси, предлагаемые в мешках, содержат в качестве связующего компонента цемент. Лишь небольшая доля отводится на гипсовые и известковые составы. Это объясняется тем, что смеси на основе цемента намного прочнее и долговечнее. При этом они могут эксплуатироваться на улице, обладают более высокой влагостойкостью, механической прочностью.

В каждом строительном магазине осуществляется продажа цемента в чистом виде фасовкой в бумажных мешках. Его покупка для самостоятельного приготовления смесей экономически выгодная. На его основе можно замешивать в домашних условиях бетон, штукатурки, кладочные растворы.

Почему при приготовлении цементных растворов важно соблюдать пропорции

Для различных марок цемента существуют свои пропорции смешивания с водой и песком для получения смеси под определенные цели, будь то кладка кирпича, стяжка или штукатурка. Это инженерно рассчитанные и испытанные решения, которым необходимо следовать. Для каждого типа раствора существуют таблицы с соотношением компонентов.

Читать еще:  Как приготовить цемент для стяжки пола

Если добавить большое количество воды, то соответственно частицы цемента осядут на дно, и сверху застывший состав окажется хрупким. Он будет легко крошиться. Когда же включить много наполнителя, то скрепляющего состав связующего будет недостаточно, чтобы достигнуть необходимой прочности. Такой состав соответственно не получит прочность. Он будет высыпаться при механическом воздействии, обладать повышенным водопоглощением.

Логически можно подумать, что если включить большее количество цемента чем рекомендуется, то смесь затвердеет и будет прочнее, получит дополнительный запас устойчивости к нагрузкам. На деле же такое решение может испортить материал. Слишком много связующего в смеси часто приводит к тому, что та при схватывании растрескивается. Оно буквально рвет ее.

Срок годности цемента, правила хранения

Для цемента характерно непродолжительное хранение. Так как это гидравлическое вяжущее, то получая воду из воздуха, оно начинает схватываться. Вполне рядовая ситуация, когда цементный порошок в мешке постепенно превращается в каменную глыбу.

Обычно производители указывают срок хранения цемента в нетронутой заводской таре 12 месяцев. Но влагостойкость мешков оставляет желать лучшего, так что если они складированы в помещении с повышенной влажностью, то портятся быстрее, иногда даже за пару месяцев.

Рекомендовано стараться использовать только свежий цемент, срок с момента производства которого не превышает 2-3 месяцев. Дело в том, что при длительном хранении, особенно в не надлежащих условиях, марочная прочность связующего теряется. Вполне рядовая ситуация, что пролежавший полгода в мешках материал марки М500 в момент распаковки уже соответствует М400.

Чтобы мешки с цементом не портились слишком быстро, их нужно хранить в сухом закрытом помещении, максимально огражденном от воздействия атмосферной влаги. Лучше всего их складировать на поддоны, чтобы приподнять над бетонной стяжкой, конденсирующей на себе влагу. Тара должна быть герметично запакована. Для дополнительной защиты мешки стоит обтянуть полиэтиленовой пленкой. Только в таких условиях материал сможет реально сохранить свои качества на протяжении 12 месяцев.

В реальной же жизни ворота складов строительных магазинов постоянно открыты для доступа погрузочной техники. В итоге влажность в таких помещениях в осенний и зимний период существенно выше нормы. Мешки с цементом напитывают воду из воздуха, и портятся быстрее. Поэтому если цемент уже пролежал половину своего срока хранения в таких условиях, то его марка на момент покупки уже гарантированно ниже изначальной.

Производство [ править | править код ]

Цемент получают тонким измельчением клинкера и гипса. Клинкер — продукт равномерного обжига до спекания однородной сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины определённого состава, обеспечивающего преобладание силикатов кальция.

При измельчении клинкера вводят добавки: гипс СaSO4·2H2O для регулирования сроков схватывания, до 15 % активных минеральных добавок (пиритные огарки, колошниковую пыль, бокситы, пески) для улучшения некоторых свойств и снижения стоимости цемента.

Обжиг сырьевой смеси проводится при температуре +1450…+1480 °C в течение 2—4 часов в длинных вращающихся печах (3,6×127 м, 4×150 м и 4,5×170 м) с внутренними теплообменными устройствами, для упрощения синтеза необходимых минералов цементного клинкера. В обжигаемом материале происходят сложные физико-химические процессы. Вращающуюся печь условно можно поделить на зоны:

  • подогрева (+200…+650 °C — выгорают органические примеси и начинаются процессы дегидратации и разложения глинистого компонента). Например, разложение каолинита происходит по следующей формуле: Al2O3·2SiO2·2H2O → Al2O3·2SiO2 + 2H2O; далее при температурах +600…+1000 °C происходит распад алюмосиликатов на оксиды и метапродукты.
  • декарбонизации (+900…+1200 °C) происходит декарбонизация известнякового компонента: СаСО3 → СаО + СО2, одновременно продолжается распад глинистых минералов на оксиды. В результате взаимодействия основных (СаО, MgO) и кислотных оксидов (Al2O3, SiO2) в этой же зоне начинаются процессы твёрдофазового синтеза новых соединений (СаО·Al2O3 — сокращённая запись СА, который при более высоких температурах реагирует с СаО и в конце жидкофазового синтеза образуется С3А), протекающих ступенчато;
  • экзотермических реакций (+1200…+1350 °C) завершается процесс твёрдофазового спекания материалов, здесь полностью завершается процесс образования таких минералов как С3А, С4АF (F — Fe2O3) и C2S (S — SiO2) — 3 из 4 основных минералов клинкера;
  • спекания (+1300 → +1480 → +1300 °C) частичное плавление материала, в расплав переходят клинкерные минералы кроме C2S, который, взаимодействуя с оставшимся в расплаве СаО, образует минерал алит3S — твёрдый раствор трёхкальциевого силиката и небольшого количества (2—4 %) MgO, Al2O3, P2O5, Cr2О3 и других);
  • охлаждения (+1300…+1000 °C) температура понижается медленно. Часть жидкой фазы кристаллизуется с выделением кристаллов клинкерных минералов, а часть застывает в виде стекла.

Виды цемента и его применение

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.

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.

Читать еще:  Жидкий цементный раствор это

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.

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

Химический состав и формула

Когда нагревают такие компоненты, как известняк и глину, то показатели температуры в этом случае достигает отметки 1450 градусов. В результате такого воздействия происходит изменение структуры представленных компонентов, что способствует формированию гранул клинкера. После этого полученные ингредиенты соединяют с гипсом и перемалывают, чтобы в результате получился порошок.

На видео рассказывается, из чего состоит цемент:

Химическая формула готовой продукции выглядит так:

  • 67 % оксида кальция (СаО);
  • 22 % диоксида кремния (SiO2);
  • 5 % окиси алюминия (Al2О3);
  • 3 % оксида железа (Fe2O3);
  • 3 % прочие составляющие.

Как и где используется марка цемента м500 можно узнать в данной статье.

Технология производства цемента является очень сложной и трудоемкой. Здесь необходимо использовать специальное оснащение и соблюдение всех правил и норм.

На видео – химический состав цемента:

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.

vote
Article Rating
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x
Adblock
detector