Характеристики цемента

Цемент представляет собой измельченные до порошкового состояния гранулы клинкера. Клинкер получают путем смешения известнякаи глины, которые нагревают до высокой температуры и перемалывают вместе с гипсом. Этот строительный материал просто незаменим, аналогов до сих пор никаких не создано.

Изготовление цемента

Приготовление цемента происходит путем использования сухого или мокрого способа. В первом случае все составляющие смеси измельчаются и обжигаются в печах. Во втором случае материалы проходят этап дробления в присутствии воды, а после этого образовавшийся шлам отправляется в печь.

Разновидностей цемента огромное количество, основными из которых выступают портландцемент, шлакопортландцемент и пуццолановый. Главным отличием между которыми заключается в способе изготовления и добавления всевозможных добавок для повышения полезных характеристик.

Области применения

Используют цемент в густом виде, путём разведения его с водой. В таком состоянии он с лёгкостью принимает самые разнообразные формы. Спустя время он застывает и превращается в невероятно прочный и долговечный бетон.

Правильный выбор цемента – это залог удачной стройки. Ведь он широко применяется на каждой строительной площадке. Изготовление фундамента, железоконструкций, бетона, кладка кирпичаи приготовление всевозможных смесей в первую очередь нуждается в наличии высококачественного цемента.

Свойства цемента

МорозостойкостьПрочностьВодонепроницаемостьВысокая скорость затвердеванияСтойкость к коррозииДолговечность

При выборе цемента нужно обращать внимание на качество продукции, соответствие заданным свойствам и стандартам. Также приобретение цемента должно производиться исключительно у проверенных продавцов.

Цемент имеет обширную классификацию и свойства каждого вида зависят от его состава. В основе этого порошкового материала лежит клинкер.

Клинкер получают из высокоосновных силикатов, а также высокоосновных и низкоосновных алюминатов кальция.Эти вещества спекаются или переплавляются в процессе обжига при высоких температурах. Существует три видаклинкера — портландцементный, глиноземистый и сульфоалюминатный. В зависимости от типа используемого клинкера, а также от количества и состава минеральных добавок, цемент будет иметь те или иные свойства.

Прочность

Основная характеристикацемента — показатель прочности на сжатие.

Согласно актуальному ГОСТ31108-2016 существует три класса цемента, каждый из которых имеет свои допуски по данному параметру. Первый — это цемент класса 32,5 с прочностью не менее 32,5 МПа. Аналогом данного класса по старой маркировке является цемент М400.

Далее ГОСТ указывает на класс 42,5, который соответственно обладает прочностью на сжатие не меньше 42,5 МПа. Его ближайший аналог в ранних ГОСТах носил марку цемента500. Третий класс цемента — 52,5, по старой маркировке соответствует М600 и способен выдерживать давление до 52,5 МПа.

В каждом классе есть три разновидности цемента — медленнотвердеющий, нормальнотвердеющий и быстротвердеющий. Чем выше скорость твердения материала, тем быстрее он набирает нормальную прочность для своего класса. Медленнотвердеющим может быть только шлакопортландцемент.

Относительно прочности следует сказать, что полное завершение процесса твердения цемента может занять несколько месяцев. ГОСТ нормирует минимальный показатель прочности, которым должен обладать данный материал в возрасте 28 суток с момента начала схватывания. Для класса 32,5 этот показатель составляет 30 МПа, для 42,5 — 40 МПа и для 52,5 — 50 МПа.

Классификацияпо составу

Наиболее распространён цемент на основе портландцементного клинкера. В процессе поиска эффективных составов для определённых целей, данный клинкер смешивали с различными минеральными добавками. Качественные показатели материала изменялись и, на основе наиболее оптимальных комбинаций, была составлена классификация с разделением цемента на типы.

Тип I или ЦЕМ I является чистым портландцементом, в нём не используются никакие минеральные добавки. ЦЕМ II разделяется на А и В, основной компонентов обоих — тот же портландцементный клинкер, различаются только процентные показатели добавок в составе. ЦЕМ II/А имеет от 6% до 20% минеральных добавок, а ЦЕМ II/В содержит добавки в пределах от 21% до 35%.

ЦЕМ III — это шлакопортландцемент. В его составе также содержится значительная часть портландцементного клинкера, однако допустимое количество шлака различных видов составляет от 35% до 65%. В качестве шлака может быть использован топливный, доменный гранулированный или электротермофосфорный.

ЦЕМ IV называют пуццолановым цементом. В его составе кроме ПЦ клинкера содержится от 21% до 35% пуццоланы.

Это такой мелкодисперсионный материал, который при взаимодействии с известью начинает проявлять гидравлические характеристики. ЦЕМ V состоит из нескольких компонентов, поэтому носит название композитным. В него добавляют от 22% до 60% смеси шлака и пуццоланы, либо золы-уноса.

Другие физико-механические свойства

Среди всех качественных показателей цемента, для проведения различных расчётов, чаще всего требуется знать его насыпную плотность. Этот параметр зависит от рыхлости конкретного материала. Если цемент только получен от производителя, его рыхлость максимальна и насыпная плотность принимается как 1100 кг/м³.

После длительного срока хранения даже в сухом помещении, порошковый материал может слежаться. Тогда его насыпная плотность достигает 1500-1600 кг/м³. Среднее значение этого показателя для проведения расчётов принимается за 1300 кг/м³.

Расчёт количества цемента для фундамента (1508)

Фундамент дома требует подробного расчёта с учётом типа бетонной плиты, её формы и габаритов здания.

В зависимости от тяжести строения, типа грунта в определённой местности, а также распределения нагрузки на основание, происходит точный расчёт всех параметров фундамента. Непосредственно на стройплощадке проводится ряд специальных опытов по установлению несущей способности грунта на участке застройки. Кроме того, существует ещё целый перечень данных, которые учитываются в процессе проектировки.

Только основываясь на точных цифрах можно изготовить фундамент, который простоит десятилетия. В сообществах, где активно обсуждаются технологии строительства частных домов, можно встретить многочисленные примеры разрушенных после первой же зимовки фундаментов. Чтобы не допустить этого, обязательно используйте методы, которые максимально точно показывают, как рассчитать цемент на фундамент.

Для большинства фундаментов используется бетонный раствор, который состоит из 1 части цемента и 6 частей заполнителя.

В качестве заполнителя используется песок и щебень, их рекомендуется брать примерно в равном количестве. Таким образом итоговое соотношениебудет выглядеть так — 1:3:3. Пропорции цемента и пескабудут такими же, как пропорции цемента и щебня для фундамента.

Если в растворе больше песка, его пластичность повышается, а если больше щебня — снижается. Пластичность в данном случае — это удобоукладываемость.

Другим вариантом повысить этот показатель является увеличение количества воды в растворе. Однако, в обоих случаях результатом таких мер повышения пластичности становится снижение марки прочности. Поэтому, обязательно соблюдайте рекомендованную пропорцию ингредиентов, если не хотите получить хрупкое основание дома.

Каждое предприятие, производящее и реализующее цементно-песчаные растворы, и бетонные смеси либо изделия на их основе, имеет собственную лабораторию для тестирования образцов на соответствие заявленным параметрам и характеристикам.

Цифровой индекс маркировки М500 сообщает о соответствии устойчивости образца изделия, изготовленного по стандартной технологии из цемента указанной марки, осевому сжатию 500 кгс/см².

Примерная схема испытания образцов

При поступлении на производство, склад или стройплощадку партии цемента, необходимо быть уверенным в соответствии его заявленным или необходимым техническим характеристикам.

Самыми важными из всех показателей цемента считаются активность, прочность, схватывание и удельный вес.

Активность цемента

Способность цемента связывать материалы (активность) проверяется путём изготовления образца в виде кубика, который, после определенного времени с соблюдением регламентированных условий, раздавливается на прессе. Далее вычисляется с применением поправочных и специальных коэффициентов разрушающее напряжение, то есть марка цемента. Для портландцементаМ500 это напряжение соответствует 500 кгс на 1 см² или, в соответствии с новыми стандартами, 42,5 МПа.

Схватывание

Время “схватывания” цемента — это момент, соответствующий загустению смешанного с водой цементного порошка — цементного теста. Контроль проводится с применением так называемой иглы Вика. Опускание специальной “иглы Вика” в только что замешанное тесто не встретит никакого сопротивления.

Примерно через два часа тесто теряет подвижность, игла в него входит с трудом. Через промежуток в 10 часов игла сможет войти в него не более, чем на 1 мм. Это означает “конец схватывания”, а изделия в такой период уже подлежат транспортировке.

Прочность на сжатие и разрыв раствора определяется также на 7-й, 28-й и 90-й день для принятия решения об области применения и соответствии марке, например, техническим характеристикам цемента ПЦ М500.

Удельный вес

Также важно знать удельный весцемента данной марки для того, чтобы можно было выполнять различные проектные расчёты.

Только что изготовленный свежий порошок имеет показатель удельного веса равный 1100 кг/м³. Если цемент уже полежал какое-то время, его плотность увеличивается до 1300 кг/м³, её как правило и используют для всех расчётов. Сильно слежавшийся цемент может быть уплотнён до 1700 кг/м³.

Цемент М500 с добавками

Маркировка цемента М500 Д0 означает, что это цемент марки М500 без добавок: Д = 0.

Другая цифра или число после индекса Д будет обозначать наличие добавок в цементе в процентном выражении.

Добавки придают цементу дополнительные технологические преимущественные характеристики: пластичность, морозоустойчивость, плотность, водонепроницаемость и далее, но замедляют процесс схватывания бетона.

Этот небольшой минус несущественен для индивидуального неспешного строительства, но очень значим на объектах с ускоренными темпами работ.

Предприятия строительной индустрии, в том числе и группы компаний BESTO, неохотно используют специальные добавки именно по причине удлинения срока созревания цементных смесей.

Но технологи сориентировались, создав быстротвердеющие цементы с добавками.

Созданы цементы, в состав которых включены необходимые компоненты, а скорость их схватывания осталась такая же, как у бездобавочных. Это нашло отражение и в маркировке, например:

М500 Д20 Б: цемент марки 500 с добавками в 20%, быстротвердеющий;II Ц 42,5 Б: где II говорит о наличии добавок, 42,5 МПа соответствует прочности М500, Б – быстротвердеющий.

Группа компаний BESTO зарекомендовала себя за четверть века работы на рынке цемента как ответственного поставщика проверенной и качественной продукции. Нам обоснованно доверяют, наш цемент не требует дополнительных проверок.

Цемент – искусственно созданный строительный материал. Является вяжущим минеральным неорганическим веществом, которое в результате реакции с водой образует мягкую пастообразную массу. В результате протекающих химических реакций осуществляется процесс отвержения и превращения в прочное камнеподобное вещество.

Цемент нашёл широкое применение в бытовом и промышленном строительстве. Специальные виды цемента используются в медицинских целях, например, установка пломб в зубах.

Виды цемента

Цемент подразделяется на виды в зависимости от исходного состава:

Портландцемент. В основном состоит из алита — химического вещества на основе силикатов кальция.

Один из самых применяемых в гражданском и промышленном строительстве.Глинозёмистый цемент. В его составе доминируют вещества на основе соединений алюминия, кальция и оксидов кремния. Отличается быстротой схватывания.Магнезиальный цемент.

Преобладает фаза на основе магнезита (соединений веществ, в состав которых входит магний). Обладает отличной адгезией к древесине, имеет высокую прочность и быстроту схватывания. Область применения, — изготовление стекломагниевых плит.Смешанные цементы, — представляют собой композицию разных цементов с дополнительными добавками, придающими различные характеристики веществу.

Обозначение цемента. Марки

Обозначение характеристик цемента регламентируется ГОСТом от 1985г. и 2003г.

«Старое» обозначение, согласно ГОСТ от 1985г.:

Наименование цемента по его составу.Обозначается аббревиатурой ПЦ – портландцемент или ШПЦ, — в цемент введены добавки из шлака.Прочность цемента.

Определяется по марке цемента, — буквенно-цифровым словосочетанием: буква М и цифры 300…600. Расшифровывается, например, М300 – марка цемента с прочностью до 300 кг/см²Добавки. Сочетание буквы Д и цифр, означающих процентное содержание добавок в общей массе цемента.Характеристика цемента.Обозначается буквами русского алфавита, например, Б – быстротвердеющий; БЦ – белый цемент и другое.

«Новое» обозначение, согласно ГОСТ от 2003г.:

Состав. Чистый, без добавок цемент, – ЦЕМ I; цемент с добавками – ЦЕМ II.

Вторая подгруппа подразделяется на подвиды: А – содержание добавок до 20% и Б – число вкраплений до 35%. Тип вложений обозначается: П – пуццолан и Ш – шлак.Класс прочности на сжатие.В расчёт принимаются сведения, полученные после 28 суток выдержки, с момента укладки в фундамент. Подклассы обозначаются: Н – нормальнотвердеющий и Б – быстротвердеющий.

Марка цемента определяет марку бетона при изготовлении последнего согласно технической документации и соблюдении технологических процессов согласно ГОСТ.

Например, бетон марок М200 и М 250 получают с применением цемента М-400 и ПЦ-400 Д20;  бетон М500 изготовляют на основе цемента с маркой М-600.

Примеры использования цемента различных марок:

гражданское и промышленное строительство: применяют цемент марки М-400 (ПЦ-400 Д20);дорожное строительство:разнообразные конструкции из сборного железобетона, асбоцемент – цемент М400…М500;изготовление железобетонных конструкцийс повышенными требованиями к прочности, например, для военного строительства, — цемент М-600;предварительно напряжённые конструкции, высокопрочный бетон, например, для изготовления элементов космодромов, — цемент М-700.

Технические характеристики цемента М-400

Состав. Цемент представляет собой  композицию химических элементов в твёрдом агрегатном состоянии. Преобладают окислы кальция (Ca), алюминия (Al), магния (Mg), кремния (Si), железа (Fe), титана (Ti).

Объём минеральных веществ доходит до 98%.Плотность. Зависит от состояния цемента, — разрыхлённый состав обладает плотностью около 1000…1200 кг/м³; уплотнённый, «слежавшийся» порошок имеет 1500…1700 кг/м³ относительного веса.Скорость схватывания.Параметры определяются при нормальных климатических условиях с температурным диапазоном 18…22°C. Устойчивый процесс схватывания начинается после двух часов с момента затворения цемента водой и длится 2…4 часа.

Прочность 95…98% приобретается по окончании 28 дней.Морозостойкость. Рабочий диапазон температур -60°…+300°C.Водостойкость.Цемент, полностью набравший прочность после схватывания, обладает высокой устойчивостью к воздействию водой.Долговечность. Аморфность к большинству органических и неорганических растворителей, водостойкость и морозостойкость позволяют строительным конструкциям, выполненным на основе цемента марки М-400, выдерживать нагрузку до 100 и более лет.

Производство цемента. Особенности технологических процессов

В производстве цемента применяют три основных вида:

мокрый;сухой;комбинированный.

Мокрый способ производства

Основан на приготовлении исходного сырья посредством измельчения компонентов в воде.

Этапы:

Природные минералы, — известняк и глина подвергаются измельчению в водной среде. Полученную шихту, которая имеет до 50% влажности, загружают в обжиговую печь.Сырьё подвергается термической обработке в нескольких зонах:подогрева и сушки,— при температуре 200…600°C происходит удаление избыточной влаги, выгорают органические включения, химические вещества подвергаются дегидратации с последующим распадом компонентов на окислы;зона декарбонизации – известняк распадается на оксид кальция с выделением углекислого газа; под воздействием температуры в диапазоне 900…1200°C происходит образование новых химических веществ;зона термических реакций– происходит окончательное формирование химических веществ и частичное спекание их между собой;зона спекания– при температуре 1350…1480°C происходит формирование клинкерных гранул;зона охлаждения– остывание сырья при медленном понижении температуры до 1300°;Полученный материал,— клинкер, измельчают до порошкообразного состояния.Вводят, согласно технологическим процессам, различные дополнительные добавки.

Сухой способ производства

Наиболее выгодный с экономической точки зрения способ. Отличие от «мокрого» способа производства – на всех стадиях обработки материалы находятся в сухом виде.

Этапы:

Исходное сырьё, — известняк, мел, глина, уголь проходят стадию дробления на дробильных аппаратах.Далее, следует стадия сушкив сушильном барабане.Компоненты подвергаются измельчениюи смешиванию с последующим увлажнением.Полученная смесьпроходит стадию грануляции.Гранулированный продукт обжигаетсяв шахтной механизированной печи.Клинкерная смесь отгружается на склад,где происходит измельчение и смешивание с дополнительными компонентами.

Комбинированный способ производства

Исходное сырьё превращают в шлам мокрым способом.Удаление влаги до уровня 16…18% осуществляют посредством специальных фильтров.Осушенный продукт подвергают обжигу.

Подвид комбинированного способа предполагает подготовку исходного сырья для обжига сухим способом. Перед стадией обжига добавляется вода до уровня 10…14%, при этом размер гранул не должен превышать 14…15 мм.

Среди всех способов наибольшее распространение получил сухой вид производства.

Это связано с применяемым оборудованием, качеством получаемого конечного продукта, более высокой производительностью, что в конечном итоге приводит к снижению себестоимости и, соответственно, высокому экономическому эффекту от сухого вида производства.

Цены на цемент марки М-400

Цены на конечный продукт, — цемент марки М-400, складываются из себестоимости производства, транспортных и накладных расходов, торговой накрутки оптовой и розничной торговли.

Усреднённые цены, при продаже цемента навалом составляют 2800…5000 руб/тонну; мешок фабричного цемента весом 50 кг стоит 230…400 руб/кг.Разброс цен зависит от поставляемых партий товара, его удалённости от места производства и торговой накрутки продавцов.

Цемент с минеральными добавками или портландцемент в среднем стоит дороже на 10…15%. Продукт с компонентами из шлака обойдётся дешевле на 5…10%, но применять его рекомендуется для изготовления бетона, который используется для неответственных строительных конструкций, например, для заливки тротуаров, изготовление дорожной плитки, бордюрных камней.

Источники:

• promdevelop.ru
• www.avtobeton.ru
• www.avtobeton.ru
• poznaibeton.ru