Различия между цементом и портландцементом. Марки цемента, их особенности, свойства и различия. Чем отличается цемент м400 от м500

У человека, впервые столкнувшегося с таким строительным материалом, закономерно может возникнуть вопрос: а есть ли различие между цементом и портландцементом? Прежде всего, нужно сказать, что вопрос поставлен некорректно. Портландцемент — один из видов цемента, правда, встречается он чаще всех остальных вместе взятых. Чтобы выявить особенности каждого из видов цемента, опишем их состав, свойства и область применения.

Итак, начнем с обычного портландцемента. Получают его при смешении перемолотых клинкера и гипса. Технология приготовления клинкера — известь и глину нагревают в печи до 1450°С. Затем, полученные гранулы перемалывают, а в смесь добавляют измельченный гипс. Это состав самого обычного портландцемента, который повсеместно применяется в строительстве (монолитном). Отечественные цементные заводы предлагают марок: М300, М400, М500, М600 (цифра в маркировке означает прочность цемента при сжатии). Но если изготовитель хочет получить портландцемент с особыми свойствами, то в клинкер вводят всевозможные силикаты, алюминаты (СaO; SiO2; Al2O3; Fe2O3; MgO; SO3), а в цемент добавляют минеральные добавки (пемза, вулканические туфы, кремнеземистые отходы) и пластификаторы. Несколько, из наиболее часто встречающихся модификаций портландцемента, приведены ниже.

Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) — бетоны на его основе набирают прочность уже на 3 сутки (при использовании обычного портландцемента на 28 сутки). Это свойство достигается путем изменения состава клинкера и вводом 10 % минеральных вулканических добавок (пепел, пемза) и около 15 % шлака в гранулах. БТЦ используют при сжатых сроках строительства.

Cульфатостойкий портландцемент — высокая стойкость бетона в сульфатных водах, медленное отвердевание. Логично, что применяют его при постройке различного типа гидросооружений и подземных сооружений (подвалы, парковки). Для изготовления клинкера такого цемента в качестве глинистого компонента добавляют трепел, диатомит. В качестве пластификатора кладут глину с низким содержанием глинозема. Клинкер не должен содержать активных добавок, так как активные добавки усиливают выделение тепла (экзотермию) при затвердевании.

Цемент с поверхностно-активными добавками — в клинкер добавляют пластификаторы (сульфитно-дрожжевую бражку, мылонафт) и гидрофобные добавки, которые придают порам и капиллярам бетона водоотталкивающие свойства. В результате из такого цемента, становится более пластичным и укладывается намного легче обычного.

Выпускают еще белый и цветной портландцементы . От обыкновенного портландцемента они отличаются количеством красящих оксидов и пигментов.

Тампонажный портландцемент нужен для приготовления бетона, которым тампонируют нефтяные и газовые скважины. У этого цемента очень строгие требования по текучести, прочности, времени схватывания и другим техническим характеристикам.

В шлаковых цементах идет деление на:

Шлакопортландцемент (ШПЦ). Чтобы приготовить клинкер перемалывают портландцемент, гипс и гранулы доменного шлака. Этот цемент устойчив к агрессивной среде и выделяет мало тепла при отвердевании (грубый помол). Используется в гидросооружениях.
Известково-шлаковый цемент (ИШЦ). Перемалывается доменный шлак, известь. Добавляют 10% гипса и готового портландцемента 20%. Бетоны, на основе ИШЦ, имеют низкие прочностные характеристики, хорошо показали себя только в воде, на воздухе быстро разрушаются. Низкая, относительно других видов цемента, себестоимость.
Глиноземистый цемент . Клинкер получают перемалыванием обожженной смеси бокситов (алюминиевая руда) и известняка. По содержанию Al2O3 (глинозема) различают глиноземистый и высокоглиноземистый цемент. Главное отличие глиноземистого цемента от обычного портландцемента то, что первый в своем составе не содержит ни гипса, ни минеральных добавок. Глиноземистый цемент очень быстро твердеет, но достаточно медленно схватывается. При добавлении в цемент портландцемента или извести, срок схватывания резко сокращается. Хорошо ведет себя в агрессивных средах. Глиноземистый цемент можно использовать при сжатых сроках строительства, зимних заливках. На основе высокоглиноземистого цемента, можно получать жаростойкие бетоны (футеровка печей и промышленных котлов).

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

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

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

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

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

Фото различных марок цемента в бумажных мешках

Для их маркировки используются специальные буквенные обозначения:

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

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

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

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

При этом данная зависимость будет выглядеть следующим образом:

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

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

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

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

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

Состав и фракции

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

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

Данные приспособления служат и для определения воздухопроницаемости материала.

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

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

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

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

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

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

Классификация по видам

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

В их число входят:

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

Перспективные виды цементов и их преимущества

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

Для изготовления бетона применяются неорганические вяжущие вещества, которые при смешивании с водой образуют тестообразный раствор, набирающий прочность по мере застывания. Разновидностью такого вяжущего состава является портландцемент.

Особенности и изготовление

О портландцементе нередко ведут разговор, когда речь заходит о необходимости прочного и устойчивого к негативным воздействиям среды раствора. Портландцемент представляет собой разновидность вяжущего вещества для бетонных растворов.

Он является сухой смесью, которую разводят водой. Спустя определенное время происходит схватывание продукта при взаимодействии с воздухом.

Портландцемент в основе имеет мелко смолотый клинкер, а также гипс, ускоряющий схватывание смеси. В зависимости от вида и марки изделия его формула может включать те или иные добавки и примеси.

Смесь была изобретена еще в 1824 году американским каменщиком, а своим названием обязана внешнему сходству с известняком Портленда, который добывался в одном из английских графств.

Известняк Портленд

Для получения данного состава используются карбонатные горные породы (известняк, мел, глинозем и кремнезем), а также мергелий (смесь карбонатных пород и глины, переходная порода от известняковых к глинистым). Процесс производства начинается с тщательного измельчения сырья и смешивания его в определенных пропорциях. Следующий этап – обжиг сырья в печах при температуре 1300-1400°С. Результатом оплавления становится материал, называемый клинкером.

Клинкер вновь измельчается и смешивается с гипсом. При необходимости добавляются прочие элементы, повышающие эксплуатационные характеристики готового продукта. Данная смесь проходит контроль качества и при соответствии принятым стандартам получает сертификат соответствия.

Существует несколько вариантов обжига сырья:

Мокрый . Сначала происходит измельчение компонентов, затем глина замачивается до тех пор, пока показатель влажности не достигнет 70%. После этого она в мельницах смешивается с известняком.

Сухой . Процесс перемалывания и сушки смеси происходит одновременно, что позволяет сократить трудозатраты и расходы производства. В результате обработки в мельницах получают порошкообразное сырье.

Комбинированный . При данной технологии совмещаются 2 типа производства – сухой и мокрый. Влагонасыщение сырья поднимается до 14%, после чего продукция измельчается и высушивается в специальных мельницах.

Мокрый

Сухой

Комбинированный

Состав и свойства

Как уже говорилось, портландцемент состоит из клинкера. В природе готовые гранулы встречаются достаточно редко, поэтому клинкерную крошку получают искусственным методом путем смешивания и обжига карбоновых и глинистых смесей.

Готовый клинкер смешивают с гипсом, содержание которого в составе не превышает 5%. Его вводят для того, чтобы обеспечить подвижность раствора в течение 45 минут, что необходимо при формовке изделий или выполнении некоторых видов работ.

Состав и процентное содержание компонентов смеси регулирует ГОСТ 10178 85 «Портландцемент и шлакопортландцемент». Именно соблюдение гостребований при производстве гарантирует высокие технические и эксплуатационные характеристики продукта.

На его упаковке обязательно должно быть указание на производство по ГОСТу. При отсутствии последнего имеется ввиду, что портландцемент изготовлен в соответствии с ТУ (технические условия), а это значит, что его свойства отличаются от принятых.

Для придания портландцементу определенных технических характеристик, в состав вводят минеральные добавки, содержание которых не превышает 20-25%.

Наиболее востребованными являются следующие:

Алюминат увеличивает сроки схватывания цемента, но имеет невысокие показатели прочности (возможное содержание в портландцементе – не более 15%).
Алюмоферрит имеет те же свойства, что и предыдущая добавка, однако его содержание в готовом продукте уменьшается до 10-18%.
Белит оказывает вяжущее действие, способствует увеличению времени затвердевания, однако чрезмерное содержание способно негативным образом сказываться на прочностных характеристиках состава (допустимое содержание – не более 15-37%).
Алит широко используется (процентное соотношение может достигать 60%) в составах высоких марок, поскольку обеспечивает быстрое их отвердение.

Свойства портландцемента определяются его составом. Основными критериями, по которым производится оценка качества продукта, являются следующие:

Период схватывания . Схватывание смеси при соблюдении технических требований ее разведения должно происходить спустя 40-45 минут. Минералогический состав, тонкость помола и температура, при которой ведутся работы – именно эти факторы в первую очередь влияют на скорость схватывания изделия.

Водопотребность . Под данным термином понимается количество воды, требуемое для получения густого, подходящего для работы цементного теста. Обычно влага не должна превышать 25% от состава смеси. С целью снижения требуемого количества воды применяется сульфитно-дрожжевая бражка или пластификаторы.

Водоотделение . Данный термин обозначает отжим воды в готовом растворе, возникновение которого обусловлено оседанием более тяжелых цементных частиц. Снизить этот показатель позволяют минеральные добавки.

Морозостойкость – способность продукта переносить определенное количество циклов заморозки и разморозки без потери своих эксплуатационных характеристик.

Для повышения морозостойкости в состав добавляют абиетат натрия или смыленный древесный пек.

Коррозийная стойкость . Данная характеристика связана с тонкостью помола смеси и степенью пористости готового бетона.

Тепловыделение . Имеется в виду способность бетона выделять тепло в процессе затвердения. Стремительно отдающий тепло состав оптимизируют путем добавления в него активных минеральных компонентов.

Характеристики

Портландцемент имеет более высокие прочностные характеристики по сравнению с другими видами цемента, что обусловлено особенностями состава. Те или иные добавки могут вступать в реакции, изменяя технические свойства материала. Последние же связаны с его механической стойкостью и возможностями эксплуатации.

Нельзя говорить о том, что одна из технических характеристик является более приоритетной. Так, например, прочный, но слишком медленно застывающий портландцемент может увеличить сроки строительства. А морозостойкий, но подверженный коррозии состав может применяться лишь для решения узкого круга задач.

Сегодня производители стремятся создавать универсальные составы, в которых одинаково сильно проявляются наиболее важные для цемента свойства.

В то же время существуют специализированные составы, имеющие особое назначение. Таковым можно считать пуццолановый портландцемент, имеющий максимальные показатели коррозийной стойкости и влагопрочности, но достаточно низкие показатели прочности на начальных этапах работы (в первые дни схватывания).

Технические

Среди технических характеристик следует выделить:

Удельный вес продукта – 1100 кг/м³ для насыпных смесей, 1600 кг/м³ для уплотненных.
Тонкость помола в среднем составляет 40 микрон (определяется способностью смеси проходить через сито № 008), что обеспечивает необходимую прочность цемента и время его отвердения, а также влияет на его эксплуатационные качества.
Потребление воды , оптимальное содержание жидкости в составе не должно превышать 25-28%, поскольку этот показатель влияет на прочность состава (при излишках происходит расслаивание бетонного теста, при недостатке на готовом изделии появляются трещины).

Плотность зависит от марки и наличия определенных добавок в составе. В рыхлом состоянии смесь имеет плотность 1,1 т/м³, в уплотненном – 1,5-1,7 т/м³.

Продолжительность схватывания после смешивания с водой не превышает 40-45 минут, дальнейшее отвердение зависит от особенностей состава и условий среды (в зимнее время процесс замедляется), но не превышает 10-12 часов (измеряется с помощью прибора Вика).
Изменение объема при застывании означает уменьшение цементного тела в объеме на 0,5-1 мм/м на открытом воздухе и его набухание до 0,5 мм/м в воде. Важным моментом является равномерность изменений по всему объему раствора.

Физические

Антикоррозийная устойчивость достигается благодаря введению в состав гидроактивных материалов, препятствующих химической активности солей, а также добавлению примесей, уменьшающих пористость бетона.
Длительность хранения составляет не более 12 месяцев при условии сохранения заводской упаковки (3-4-х слойные, герметично закрытые бумажные мешки), поскольку уже через 3 месяца хранения теряется до 20% активности состава, через год – до 40%. Вернуть такому цементу былые качества можно только путем вторичного перемалывания.
Прочность на сжатие. В соответствии с данной характеристикой выделяют 4 класса прочности – 22,5; 42,5; 42,5; 52,5. Этот показатель напрямую связан со скоростью схватывания раствора.

Механические

Показатели механической прочности портландцемента составляют не менее 42,5 мПа на 28 сутки после заливки. Определение проводится в лабораторных условиях на примере образца. В соответствии с полученными результатами цемент маркируется (например, М 500). Коэффициент при этом указывает на то, какое давление способен выдержать образец (измеряется в кг/см³).

Чем выше данный коэффициент, тем больше прочностные показатели состава. Прочностные характеристики зависят от степени помола (чем она мельче, тем большей активностью обладает раствор), наличия присадок и добавок.

Показатели прочности, в свою очередь, влияют на степень схватывания раствора (определяется с помощью иглы Вика).

Отличия от простого цемента

Портландцементом считается разновидность цемента, который чаще всего используется при заливке бетона. Последний, в свою очередь, используется в монолитном и железобетонном строительстве, при возведении объектов, к которым предъявляются повышенные прочностные характеристики.

Благодаря наличию клинкерных гранул и прочих добавок, портландцемент обладает большим запасом прочности, имеет более высокие показатели морозостойкости, устойчивости к воздействию агрессивных сред. Это делает портландцемент востребованным материалом при строительстве объектов нефтяной и газовой отраслей .

Он подходит для возведения фундамента на сложных неустойчивых грунтах, в таком случае рекомендуется применять сульфатостойкую смесь. Такой состав почти не дает усадки зданий, на его поверхности не образуются трещины.

Вопрос о различиях между цементом и портландцементом несколько некорректен, поскольку последний является разновидностью цемента. Иначе говоря, цемент – это общее название, портландцемент является его разновидностью с определенным набором прочности.

Различия логичнее проводить, опираясь на марочную прочность цементов. Так, например, портландцемент М 400 уступает в своей прочности цементу М 600 . Сам по себе портландцемент мало отличим от цемента (по способу монтажа, технологии схватывания, особенностям использования), разница тех или иных отличительных характеристик обусловлена присутствием добавок.

Виды

Все виды цемента делятся на бездобавочные и добавочные. Бездобавочный состав не содержит минеральных добавок, помимо гипса. Он подходит для надземных, подземных и подводных объектов монолитного характера, а также сборных бетонных и железобетонных конструкций , которые эксплуатируются в условиях отсутствия агрессивной среды.

Наличие минеральных добавок улучшает технические свойства портландцементов, благодаря чему их можно применять в агрессивных условиях, при длительном контакте конструкции с водой . Среди наиболее распространенных добавок минерального происхождения выделяют: доменный шлак, активные минеральные добавки и природные активные миндобавки.

За счет введения той или иной добавки происходит улучшение таких показателей, как водонепроницаемость, коррозийная стойкость, однако их присутствие способствует снижению морозостойкости.

В зависимости от особенностей состава выделяют следующие разновидности портландцемента:

Быстросохнущий . Отвердение смеси происходит уже в первые 3 дня заливки благодаря входящим в состав шлакам и специальным минералам. Немаловажно, чтобы степень помола смеси была минимальной. Выпускается в марке М400 и М500. Использование данного состава позволяет снизить время выдержки смеси в опалубке и существенно увеличить темпы строительных работ.

Применяется в основном для быстровозводимых и железобетонных объектов.

Нормальноотвердевающий . Он не содержит специальных добавок, не столь требователен к степени помола смеси. Выпускается в соответствии с ГОСТом 31108-2003.

Гидрофобный вариант характеризуется способностью не впитывать влагу и уменьшенным временем схватывания. Подобные свойства обеспечивают входящие в раствор мылонафты, асидолы. Находит применение при возведении объектов, эксплуатируемых в условиях повышенной влажности, а также расположенных на подтопляемых участках.

Пластифицированный . Характерной особенностью продукта является наличие в нем пластификаторов, обеспечивающих необходимую подвижность, снижение водопоглощения, термостойкость. Пластификаторы закладываются при помоле смеси, благодаря чему они словно обволакивают частицы цемента, предотвращая их склеивание. В результате получается подвижный, удобный в нанесении состав, который широко применяется для возведения сложных по форме архитектурных конструкций.

Гидрофобный

Пластифицированный

Тампонажный . Обладает способностью тампонировать, то есть защищать скважины от воздействия грунтовых вод. Широко используется в нефтяной и газовой отраслях, поскольку не зависит от давления и температуры и надежно удерживает колонны в скважинах даже на начальных этапах застывания. Существует еще одна разновидность данного вида цемента – тампонажный облегченный портландцемен, имеющий в составе «облегченные» добавки.

Расширяющийся . Подобные смеси могут иметь различный состав, но все их объединяет способность увеличиваться в объеме при замешивании раствора. Это обусловлено тем, что между основным и добавочным компонентами начинается химическая реакция, которая и дает приращение объема.

Как правило, такие составы применяются для заполнения швов и трещин на поверхностях, подверженных воздействию повышенной влажности.

Сульфатостойкий . Такой бетон противостоит воздействию сульфатных вод, вызывающих развитие коррозии. Как правило, сульфатостойким делается морозопрочный цемент марки М300,400, иногда – М 500.

Применяется для создания свайного и других типов фундамента на болотистых и кислых почвах.

Шлакопортландцемент . В составе изделия присутствуют доменные шлаки, чем и обусловлено высокое содержание в нем частиц металла. Смесь используется для получения жароустойчивого бетона, а также при сооружении объектов под землей, водой, на высоте. Имеет невысокую морозостойкость.

Сульфатостойкий

Шлакопортландцемент

Шлакощелочной состав отличается более высокими, по сравнению с портландцементом, характеристиками. Он устойчив к воздействию агрессивных сред, перепадам температур, имеет высокую морозостойкость и низкий показатель поглощения влаги. Подобные способности достигаются благодаря включению в состав молотого шлака и щелочи, иногда – глины.

Белый портландцемент . Сфера применения смеси – отделочные и архитектурные работы, также она выступает в качестве основы для цветных цементов. Белоснежный оттенок получают благодаря изготовлению продукта из чистых известняков и белых глин, а также путем дополнительного охлаждения клинкера водой.

Шлакощелочной

Белый

Магнезиальный – состав на основе оксидов магния (нагревается до температуры 800С) и 30% водного раствора хлорида магния. Благодаря входящим в него компонентам и особенностям технологии производства удается получать прочную белую массу, которая легко поддается обработке (легко полируется, не подвержена воздействию плесени, грибка).

Материал применяется в качестве отделочного покрытия, а также для создания сложных с точки зрения форм конструкций. Бетон на основе магнезиального цемента, по сути, является разновидностью искусственного камня.

Цветной портландцемент также используется для декоративных работ. Получается он путем смешивания белой модификации и пигмента. В качестве последнего могут выступать железный сурик, охра, окись хрома. Главное, чтобы пигменты были свето- и щелочестойкие.

Магнезиальный

Цветной

Пуццолановый . В составе смеси находятся цветной портландцемент, гипс и добавки, имеющие вулканическое или осадочное происхождение. Полученный раствор имеет повышенную гидростойкость, он застывает не только в условиях повышенной влажности, но и под водой. Это позволяет применять его при организации гидротехнических сооружений, облицовке бассейнов и прочих резервуаров для хранения воды, поверхностей (в том числе наклонных), контактирующих с морской или хлорированной водой. Застывшая поверхность характеризуется прочностью, химической инертностью, отсутствием высолов.
Глинозёмистый состав представляет собой быстротвердеющий и прочный цемент на основе клинкера и расплавленных известняков. Готовая смесь содержит большое количества низко-основных алюминатов кальция.

Для обеспечения качественного сцепления и набора необходимой прочности застывание должно вестись при температуре ниже 25%С. В противном случае теряется до 50% прочности бетона.

Комментариев:

Цемент используют для выполнения многих строительных работ в качестве вяжущего вещества. Цемент Портланд считается самой распространенной его разновидностью. Этот материал относят к группе гидравлических вяжущих — он затвердевает при добавлении воды. Портланд цемент характеризуется отличными вяжущими свойствами и способностью увеличения предела своей твердости на открытом воздухе в результате совокупности протекающих в нем химических процессов.

Цемент Портланд обладает хорошими вяжущими свойствами и способностью на открытом воздухе увеличивать свой предел твердости.

Минералогический состав

Портландцемент получают путем тонкого помола клинкера, гипса и разнообразных добавок.

В большинстве случаев клинкер получают из искусственных смесей, потому что в природе сырье, содержащее примерно 75% карбоната кальция и 25% глины, встречается довольно редко. Большинство цементных заводов работают на специально приготовленных сырьевых смесях с оптимальным соотношением компонентов для получения качественного продукта.

Клинкерную смесь обжигают при высоких температурах (до 1500°С), получая на выходе гранулы, которые потом измельчаются. Процентное содержание гипса не превышает 5%. Его вводят в рабочую смесь для обеспечения подвижности цементного теста в течение 45 минут, требуемых для формовки изделий или выполнения определенных работ.

Чтобы обеспечить портландцементу необходимые технические характеристики, часто используют активные клинкерные минеральные добавки, доля которых может составлять 20 — 25% от общей массы сырья:

Алюминат — характеризуется высокой скоростью затвердевания и довольно низкими показателями прочности. Такие качества обуславливают его содержание в цементе не больше 15%.
Алюмоферрит — его добавка в пределах 10 — 18 % позволяет сократить время затвердевания. Действие этого минерала аналогично алюминату.
Белит — медленно твердеет и оказывает вяжущее воздействие, имеет средние характеристики прочности. Добавки белита позволяют регулировать время затвердевания (замедлить), однако слишком большое количество этого вещества может негативно сказаться на прочности цемента. В разных марках портландцемента его может содержаться от 15 до 37%.
Алит — его содержание в готовом портландцементе самое высокое — до 60%. Он обеспечивает быстрое твердение цементам высоких марок.

Вернуться к оглавлению

Марки и основные характеристики

Под маркой подразумевают предел прочности образца, проверяемого на сжатие, изгиб. Для его изготовления используют раствор из песка и цемента в пропорции 1:3, из которого формируют образец 4 х 4 х 16 см. Испытание проводят через 28 суток после заливки, причем его твердение должно происходить в условиях высокой влажности.

В противном случае прочность образца может значительно понизиться. Чтобы ускорить процесс затвердевания, допускается пропаривание образцов. В настоящее время самыми распространенными марками являются 400, 500, 600.

Кроме прочности портландцемент обладает следующими характеристиками:

Период схватывания. Качественный портландцемент при соблюдении пропорций после добавления воды должен схватываться за 40 — 45 минут. Прямое влияние на этот показатель оказывает тонкость помола, температура, минералогический состав.
Водопотребность — определяет количество жидкости для приготовления раствора оптимальной густоты. Обычно содержание воды находится в пределах 25%. Для понижения водопотребности могут использоваться пластификаторы или сульфитно-дрожжевая бражка.
Водоотделение — отжим воды в приготовленном растворе, происходящий под воздействием тяжести цементных частиц. Для снижения водоотделения часто используют специальные минеральные добавки.
Морозостойкость — это способность выдерживать определенное количество циклов замораживания и размораживания без потери прочности и целостности. В качестве добавок, способных повысить этот показатель, применяют смыленный древесный пек, абиетат натрия.
Тепловыделение — это способность цемента выделять тепло в процессе затвердевания. Цемент, который отличается слишком стремительным выделением тепла, оптимизируют при помощи активных минеральных добавок.
Коррозионная устойчивость напрямую зависит от степени пористости готового бетона и тонкости помола цемента.

Вернуться к оглавлению

Разновидности портландцемента

В зависимости от свойств и сферы использования портландцемент можно разделить на несколько основных групп:

Быстросохнущий цемент из-за специальных добавок шлаков и минералов твердеет уже в первые 3 дня. Это позволяет существенно сократить период выдержки монолита в опалубке. Марки быстротвердеющего портландцемента — М400, М500.
Нормальнотвердеющий цемент не содержит добавок, влияющих на строки затвердевания, и не требует особо тонкого помола. Данный продукт соответствует характеристикам, определенным в ГОСТ 31108-2003.
Пластифицированный портландцемент отличают специальные добавки-пластификаторы, обеспечивающие цементному раствору требуемую подвижность, плотность, термоустойчивость, минимальное поглощение влаги.
Гидрофобный цемент получают путем введения асидола, мылонафты и других гидрофобизирующих добавок. Его характеризует небольшое увеличение периода схватывания и способность не впитывать влагу.
Сульфатостойкий используют для получения морозоустойчивого бетона в строительстве сооружений, испытывающих воздействие сульфатных вод. Этот цемент предотвращает развитие сульфатной коррозии. Производятся марки 300, 400, реже — 500.
Портландцемент белый изготавливают из чистых известняков и белых глин. Для дополнительного отбеливания полученного клинкера его охлаждают водой. Цемент производится марок М400, М500. Основная сфера применения — отделочные и архитектурные работы, основа для цветного портландцемента.
Шлакопортландцемент используют для получения жароустойчивого бетона. Из-за низкого коэффициента морозоустойчивости его используют при возведении разных сооружений под водой, под землей и на земле. Для него характерно высокое содержание частичек металла из-за добавки доменных шлаков.
Шлакощелочной цемент содержит добавки щелочи и молотого шлака, возможно, с глинистыми включениями. Схватывается так же, как и обычный песчанистый портландцемент, но характеризуется высокой стойкостью к воздействию агрессивных сред, низких температур, имеет низкий показатель поглощения влаги.

Возникают ассоциации типа: портланд цемент, 400, «мешать с песком один к четырем» и, пожалуй, все. Тем не менее, вопрос этот довольно серьезный и любой человек, сталкивающийся со строительными или ремонтными работами, должен грамотно к нему подойти. Цемент, как и любой другой строительный материал, различается по своим физико-техническим характеристикам в зависимости от того, в каких атмосферных условиях и при каких нагрузках предполагается его эксплуатация.

Сырьём для получения строительного цемента является глина и известняк в пропорции один к трем. Как вариант, используется готовое природное сырьё — камень мергель, который содержит и глину и известняк. После обжига смеси глины и известняка с добавкой воды получают клинкер, который представляет собой серо-зелёные гранулы. Клинкер охлаждается и складируется для корректировки состава, после чего измельчается с добавкой примерно 5% гипса. Чем тоньше помол клинкера тем скорее он твердеет и выше прочность, но ниже срок хранения.

Обычный портландцемент (ПЦ) получают травлением клинкера с добавлением 20% гидравлических примесей в виде шлака и золы. Портландцемент морозостоек и водостоек, применяется для строительных растворов и изготовления бетона и железобетонных изделий.

Шлакопортландцемент (ШПЦ) получают добавлением в измельченный клинкер 21 – 60% доменного шлака и 5% гипса. Этот вид еще более водостоек, жаростоек, но менее морозостоек. Медленнее схватывается и твердеет. Применяется для изготовления штукатурных и кладочных растворов, а так же для подземного и подводного бетонирования.

Гидрофобный цемент изготавливают путём тонкого измельчения портландцементного клинкера с гипсом и гидрофобизирующей добавкой. Этот цемент по отношению к обычному и шлакопортландцементу имеет меньшее водопоглощение, большую морозостойкость и водонепроницаемость. Гидрофобный цемент может долго находиться во влажной среде.

Портландцемент с наполнителями получают добавлением в измельченный клинкер молотого песка, известняка и доломит общим весом до 20-60%. Плюсы такого цемента: экономится клинкер, снижается деформативность бетона и растворов. Применяется для изготовления низкомарочных бетонов.

Быстротвердеющий портландцемент (БПЦ) получают добавлением активных добавок в измельчаемый клинкер. У такого цемента довольно высока скорость схватывания и твердения. Долго не хранится. Но идеален для изготовления сборного железобетона и монолитного строительства в зимнее время.

Для получения белого цемента используют каолин. Белый цемент характеризуется низкой морозостойкостью и применяется только в растворах и малярных составах. Цветной портландцемент получают добавлением пигментов в сырье или к измельчаемому клинкеру. Быстро схватывается, применяется в растворах и красках, в том числе красках для дорожной разметки.

Глинозёмистый цемент – получают обжигом известняка и бокситов. Быстро твердеет и высокопрочен. Начало схватывания — минимум 30 мин., конец схватывания — максимум 12 часов.

Расширяющийся цемент получают при добавлении в портландцемент гипса и высокоглинозёмистого шлака. Расширяется на 1%, быстро твердеет и водонепроницаем. Расширяющийся цемент применяется для заделки стыков железобетонных конструкций.

Теперь о маркировке цемента. Здесь все просто. Согласно ГОСТ 10178-85 (старый ГОСТ) цемент обозначается по двум признакам: способность выдерживать нагрузку и процентное соотношение к общему объёму цемента разнообразных добавок. Маркируют цемент по нагрузке, которую выдерживает опытный образец бетонного блока размером 4х4х16 см. Максимальную прочность цемента обозначают буквами М или ПЦ и цифрами. К примеру, М 500 обозначает, что данный цемент может выдержать нагрузку в 500 кг/см.

Наиболее распространенные марки цемента:

Цемент ПЦ 500 Д0 (М500 Д0)
Цемент ПЦ 500 Д20 (М500 Д20)
Цемент ПЦ 400 Д0 (М400 Д0)
Цемент ПЦ 400 Д20 (М400 Д20)

Процентное содержание добавок обозначается буквой Д. К примеру, цемент обозначенный Д20 содержит 20% добавок. Важно учитывать эту характеристику, так как добавки влияют на пластичность и прочность материала, что позволяет подобрать набиолее подходящую в данной ситуации марку цемента.

С 01 января 2008 года российские цементные заводы переходят на производство цемента по ГОСТ 31108-2003. Это стандарт унифицирован с европейским стандартом EN 197-1, который устанавливает единые для всех стран Евросоюза классификацию и технические требования к цементам. Стандарт ГОСТ 31108-2003 не отменяет действующий старый, который довольно популярен и широко применяется. Вместе с тем, полезно знать его содержание и маркировку цементов.

Основные отличия нового ГОСТ 31108-2003 от старого ГОСТ 10178-85:

— вместо марок введены классы прочности на сжатие;
— для цементов всех классов прочности, кроме требований к прочности в возрасте 28 суток, дополнительно установлены нормативы по прочности в возрасте двух суток, за исключением классов 22,5Н и 32,5Н, а для цементов классов 22,5Н и 32,5Н – в возрасте 7 суток;
— для всех классов прочности, кроме класса 22,5, введено разделение цементов по скорости твердения на нормальнотвердеющие и быстротвердеющие, что позволит минимизировать расход цемента в строительстве за счет его оптимального подбора по скорости твердения.

Условное обозначение цемента по новому ГОСТ 31108-2003 будет состоять из:
— наименования цемента (ЦЕМ I — портландцемент, ЦЕМ II – портландцемент с минеральными добавками)
— портландцемент с минеральными добавками подразделяют на подтипы А и В – для подтипа А количество минеральных добавок ограничивается от 6% до 20%, для типа В – от 21% до 35%;
— сокращенного обозначения цемента, включающего обозначение типа и подтипа цемента и вида добавки (гранулированный шлак обозначается буквой Ш; пуццолана – П; композиция шлака и пуццоланы (трепел, опока) – К (Ш-П));
— класса прочности (22,5; 32,5; 42,5 и 52,5, что означает минимальную прочность на сжатие на 28 сут, МПа);
— обозначения подкласса (прочность на сжатие в возрасте 2 (7) суток – Н (нормальнотвердеющий) и Б (быстротвердеющий), кроме класса 22,5);
— обозначения стандарта, которому соответствует цемент.

Примеры условных обозначений:
1. Портландцемент класса 42,5 нормальнотвердеющий:
Портландцемент ЦЕМ I 42,5Н ГОСТ 31108-2003;
2. Портландцемент со шлаком от 6% до 20%, класса прочности 32,5, быстротвердеющий:
Портландцемент со шлаком ЦЕМ II/А-Ш 32,5Б ГОСТ 31108-2003;
3. Портландцемент со шлаком от 21% до 35%, класса прочности 32,5, нормальнотвердеющий:
Портландцемент со шлаком ЦЕМ II/В-Ш 32,5Н ГОСТ 31108-2003;
4. Композиционный портландцемент с суммарным содержанием доменного гранулированного шлака и пуццоланы от 6% до 20%, класса прочности 32,5, нормальнотвердеющий:
Композиционный портландцемент с шлаком ЦЕМ II/А-К (Ш-П) 32,5Н ГОСТ 31108-2003.