Портландцемент или цемент портланд относится к стройматериал общего назначения, чаще всего используется как вяжущее гидравлического типа. Производится на основе силиката кальция и его производных. Отличается высокой скоростью застывания и хорошими эксплуатационными свойствами.
Эластичный раствор портландцемента отверждается и превращается в цементный камень. Он используется при возведении монолитных зданий, для изготовления железобетонных изделий, а также как отдельный вяжущий компонент для разнообразных отделочных и кладочных смесей.
Как производят портландцемент. Особенности состава
Портландцемент позволяет получить прочный, устойчивый к внешним воздействиям бетонный раствор. Он выпускается в виде сухого порошка, который нуждается в затворении водой. При этом проходит химическая реакция гидратации: цемент схватывается, застывает и превращается в прочный монолит.
Портландцемент изготавливают на основе сухого порошка, в составе которого будет мелко измельченный клинкер с добавлением гипса (добавка ускоряет схватывание).
Технология производства
В качестве сырья берется сухая смесь, “собранная” в определенных пропорциях. Ее обжигают при температуре 1400-1450 градусов, тем самым получая клинкер. Клинкерные гранулы измельчают и смешивают с гипсом.
Важно, что обжиг сырья для клинкера может производиться один из двух способов, сухим или мокрым. При сухом смесь измельчается и сушится одновременно, этот метод менее трудоемкий. При мокром компоненты измельчают, затем замачивают до 70% влажности и смешивают с известняком, после чего помещают в мельницу.
Весь процесс производства материала, как и его характеристики, регламентируются двумя государственными стандартами — ГОСТ Р 31108-2003 и ГОСТ 10178-85. И на упаковке материала обязательно указывают, как именно он был произведен и какому стандарту соответствует.
При изготовлении возможно введение в состав разных минеральных добавок. Их суммарное количество не может превышать 25%. В качестве минеральных дополнений используются:
- алюминат, продлевающий схватывание, но в больших количествах снижающий прочность, поэтому его добавляют не более 15%;
- алюмоферрит сопоставим по характеристикам с алюминатом, но вводится в количестве от 10 до 18%;
- белит, продлевающий отверждение и увеличивающий вяжущие свойства, но при добавлении более 37% снижает прочность;
- алит можно добавлять до 60%, ускоряет твердение.
Характеристики портландцемента
Выбрать качественное вяжущее можно, если обращать внимание на стандартные характеристики портландцемента. К ним относятся такие показатели:
- скорость схватывания — оптимально от 40 до 45 минут, зависит от тонкости помола и минерального состава;
- водопотребность, то есть количество воды для затворения раствора, обычно не превышает 25% (использование пластификаторов понижает это количество);
- морозостойкость или количество циклов замерзания/оттаивания, которое не приводит к разрушениям, обычно составляет от 100 до 200 циклов, а чтобы повысить это значение, в состав вводится абиетат натрия или другие специальные добавки;
- уровень тепловыделения в процессе гидратации: не должен быть слишком высоким, чтобы раствор не перегревался и не трескался;
- устойчивость к коррозии и пористость застывшего монолита должны на быть на среднем уровне.
При подборе под конкретный проект важен комплекс параметров, а не какая-то одна величина. Если речь идет об общестроительных задачах, то можно подобрать “универсальный” портландцемент.
Технические характеристики
Они определяют эксплуатационные качества раствора, приготовленного на портландцементе. К ним относятся:
- удельный вес: 1100 кг на м3 при хранении насыпью и 1600 кг/м3 при уплотнении;
- водопотребление — не более 25-28%, иначе бетон будет расслаиваться;
- тонкость помола: 40 микрон (такие частички проходят через сито № 008);
- скорость схватывания составляет от 45 минут до 12 часов;
- изменение объема цементного тела в процессе застывания: увеличение до 0,5 мм/м в водной среде и уменьшение до 1 мм/м на воздухе.
Физические характеристики
К ним можно отнести;
- устойчивость к коррозии за счет введения в состав специальных блокаторов химических реакций с солями;
- срок хранения: максимум 12 месяцев, но нужно учитывать, что даже в трехслойном бумажном заводском мешке через год порошок потеряет до 40% активности;
- прочность на сжатие, соответствующая марке материала.
Механические характеристики
Основной характеристикой здесь будет прочность по марке. Она зависит от того, насколько тонко измельчены фракции и какие присадки входят в состав. Цифра в обозначении марки указывает, какое давление в кг/м3 может выдержать застывший бетон через 28 суток после заливки.
Основные виды портландцемента
Портландцемент отличается от обычного, поскольку для его производства используются клинкерные гранулы с модифицирующими добавками. Такой состав обеспечивает морозостойкость, устойчивость к агрессивным средам и прочим негативным факторам. Как вяжущее, портландцемент можно использовать даже для заливки на сложных или неустойчивых грунтах. В этом случае используется сульфатостойкий материал, устойчивый к растрескиванию.
Если же говорить о видах портландцемента, то он может быть стандартным или с добавками. Также этот материал отличается по маркам.
Виды портландцемента по типу используемых добавок
- без добавок или нормально твердеющий;
- быстросохнущий, с содержанием минеральных добавок и шлака, процесс отвердения проходит за 72 часа после заливки;
- пластифицированный, со сниженным водопоглощением, с увеличенной подвижностью и термостойкостью;
- гидрофобный, содержащий асидолы, с быстрым схватыванием и не способностью впитывать влагу (может применяться на тех объектах, где есть риск подтопления грунтовыми водами);
- тампонажный не боится высоких температур и давления, отлично держит конструкцию, применяется для газовых и нефтяных скважин, которые нужно защищать от грунтовых вод;
- расширяющийся, который увеличивается в объеме при замешивании: он обычно используется при ремонте швов и трещин разного рода;
- со шлаком (с добавлением доменного шлака, повышающего огнестойкость раствора) для изготовления жаростойкого бетона, не очень устойчивого к морозам;
- сульфатостойкий или коррозионностойкий, поскольку отличается высокой устойчивость к сульфатным водам, провоцирующим коррозионное разрушение;
- белый: применяется как декоративный, для разных дизайнерских проектов и изделий, поскольку легко окрашивается пигментами в насыщенные цвета (создается на основе белых глин, каолинов);
- цветной тоже применяется как декоративный, для разных украшений и архитектурных проектов, изготавливается на основе белого цемента с добавлением охры, оксида хрома, железного сурика и других пигментов;
- шлакощелочной с более высокими показателями прочности и устойчивости к агрессивным воздействиям, температурным перепадам, влаге и минусовым температурам (для этого в состав вводится молотая глина и шлак);
- магнезиальный содержит в составе оксиды магния, нагретые до высокой температуры, и 30% водного раствора хлорида магния, благодаря чему отличается прочностью, хорошей полируемостью и биологической устойчивостью;
- пуццолановый изготавливается с добавками вулканического или осадочного происхождения на основе цветного цемента с гипсом, отличается повышенной прочностью и стойкостью к воде разного состава, включая морскую и хлорированную, благодаря чему используется для резервуаров и гидротехнических сооружений;
- глиноземистый — быстротвердеющий и прочный, делается на основе расплавленных известняков и клинкера, содержит в составе много низкоосновных алюминатов кальция, застывает при температурах ниже +25 градусов, а при нарушении температурного режима теряет 50% прочности, не смешивается с другими добавками, схватывается на протяжении 8 суток.
Виды портландцемента по маркам
- М400 как универсальный вариант с оптимальными эксплуатационными характеристиками;
- М500 отличается повышенной прочностью и подходит для дорожных работ, для строительства и реконструкции разных объектов;
- М600 позволяет производить железобетонные изделия для ответственных нагруженных конструкций;
- М700 применяется для напряженных конструкций и отличается очень высокой прочностью;
- М900 выбирается как сверхпрочный портландцемент для военных объектов.
Когда не рекомендуется использовать портландцемент
Материал с большим количеством добавок, как и пуццолановый, нежелательно эксплуатировать на морозе. Также есть ограничения по маркам: если планируется строительство ответственного объекта типа моста или высоковольтной линии, то понадобится марка вяжущего не менее М500.
Портландцемент не подходит для конструкций, погруженных в воду (соленую, минеральную, речную, текучую). То есть для дамб, плотин и других подобных сооружений его не выбирают.
Во всех остальных случаях, для задач общественного и гражданского строительства портландцемент считается хорошим вариантом вяжущего для бетона.
