Из чего состоит цемент.

Цемент (от лат. «caementum » – «щебень, битый камень») – это неорганическое вяжущее вещество (порошок), которое при затворении водой образует пластичное тесто и через определенное время вследствие физико-химических процессов способно переходить в камнеобразное состояние. Цемент, как гидравлическое вяжущее, способен твердеть и сохранять свою прочность как в воде, так и на воздухе.

Виды и марки цементов

Существуют следующие виды цементов:

1. Романцемент.
2. Портландцемент.
3. Магнезиальный цемент.
4. Кислотоупорный цемент.
5. Глинозёмистый цемент.

Так как в настоящее время портландцемент является одним из наиболее распространенным. Рассмотрим более подробно, что такое портландцемент, его разновидности и область применения.

Портландцемент – гидравлическое вяжущее вещество, продукт тонкого измельчения цементного клинкера с небольшой добавкой гипса (3… 5%), состав которого состоит из силикатов кальция (алит и белит – 70…80%).

Цементный клинкер – это зернистая смесь, состоящая из карбоната кальция (разные виды известняка) и алюмосиликатов (глины, мергель, доменный шлак и др.), который получается путем обжига до спекания при температуре 1400…1450 о С. Гипс добавляется в портландцементе для урегулирования сроков схватывания. Название «портландцемент» произошло от названия острова Портленд (Portland, England), на котором добывается природный камень, таким же цветом.

Разновидности портландцемента получаются путем регулирования минералогического состава, введением минеральных и органических добавок, которые имеют свои особенные свойства и область применения. Существуют следующие разновидности портландцемента:

1. Портландцемент бездобавочный (ПЦ).
2. Портландцемент с минеральными добавками.
3. Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ).
4. Особо быстротвердеющий портландцемент (ОБТПЦ).
5. Шлакопортландцемент (ШПЦ).
6. Сульфатостойкие портландцементы (СПЦ).
7. Пластифицированный портландцемент.
8. Гидрофобный портландцемент.
9. Портландцемент на основе клинкера нормированного состава (Н)
10. Декоративные портландцементы.

1. Портландцемент бездобавочный (ПЦ)

Цемент серо-зеленного цвета, в составе которого, кроме гипса, отсутствуют минеральные добавки. Согласно ГОСТ 10178-85 портландцемент без добавок выпускается таких марок: 400, 500, 550 и 600. Обозначение: ПЦ-500-Д0 (ПЦ – портландцемент, 500 – марка цемента, Д0 – без добавок (0% добавок)). Применяется для строительства надземных, подземных, подводных монолитных и сборных бетонных, железобетонных конструкций при отсутствии агрессивного воздействия минерализованной или пресной воды. ПЦ-400-Д0 идеальный для приготовления бетонных смесей и строительных растворов.

2. Портландцемент с минеральными добавками

Цемент в состав, которого вводят следующие добавки:

• гранулированный доменный шлак – до 20%;
• природные активные минеральные добавки (опока, трепел) – до 10%;
• разные активные минеральные добавки – до 15%.

Введение минеральных добавок в портландцемент улучшает его свойства, такие как водонепроницаемость, коррозионная стойкость, уменьшает тепловыделение, но и есть негативное влияние – ухудшается его морозостойкость. За счет ввода минеральной добавки, экономится цементный клинкер без существенного изменения прочностных характеристик, таким образом, он дешевле по сравнению с бездобавочным портландцементом.

Согласно ГОСТ 10178-85 портландцемент с минеральными добавками выпускается таких марок: 400, 500, 550 и 600. Обозначение: ПЦ-500-Д5 или ПЦ-400-Д20 (Д5 или Д20 – процентное содержание минеральной добавки в портландцементе).

Применяется такой цемент во всех сферах строительства, им можно заменять обычный портландцемент, за исключением тех случаев, где необходимо получить конструкции с высокой маркой по морозостойкости. Например, цемент марки ПЦ-400-Д20 широко используют для закладки фундамента, используют для приготовления штукатурных растворов.

3. Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ)

Данный цемент получается путем тонкого помола алито-алюминатного клинкера (удельная поверхность 3500…4000 см 2 /г) и регулированием минералогического состава, – вводится большое количество трехкальциевого силиката и трехкальциевого алюмината (С 3 S>50%, (C 3 S+C 3 A)>60 – 65%). Такой состав и тонкий помол БТЦ обеспечивает быстрый набор прочности: примерно, через 3 суток с момента затворения водой прочность на сжатие составляет не менее 25…28 МПа. Далее, после 3 суток скорость набора прочности замедляется, и на 28 сутки прочность практически не отличается от обычного портландцемента в том же возрасте. Таким образом, БТЦ востребованный там, где необходимо получить высокую прочность бетона в начальные сроки твердения.

Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ), согласно ГОСТ 10178-85 выпускается марки М400 и М500.

Применение . Эффективно применять при больших объемах производства сборных железобетонных изделий и бетонировании при отрицательных температурах. Преимущества в применении таких цементов заключается в значительном уменьшении расхода цемента, на предприятиях по изготовлению железобетонных изделий уменьшается время тепло-влажностной обработки или совсем обойтись без пропарки.

Ограничения: Запрещается применять данный цемент для строительства массивных конструкций. Бетон, изготовленный из БТЦ не сульфатостойкий.

4. Особо быстротвердеющий портландцемент (ОБТПЦ)

Состоит из ПЦ клинкера, содержащего алит C 3 S в пределах 65 ÷ 68% и трехкальциевого алюмината С 3 А не более 8%, а также добавляется гипс. Особо тонкий помол (удельная поверхность 4000…4500 см 2 /г и более) обеспечивает быстрый набор прочности в начальные сроки твердения, а также высокую марку цемента (М600, М700)

Применяется для строительства монолитных и сборных бетонных, железобетонных конструкций. В состав ОБТПЦ не допускается вводить минеральные добавки.

5. Шлакопортландцемент (ШПЦ)

Цемент, в состав которого добавляют гранулированный доменный шлак (20…80%). Шлакопортлан-дцемент обладает пониженным тепловыделением, меньшей усадкой при твердении и набухании в воде по сравнению с обычным портландцементом, более медленными сроками схватывания и твердения. Согласно ГОСТ 10178‑85 шлакопортландцемент выпускается таких марок: 300, 400, 500. Обозначение: ШПЦ-400 (Ш – добавка шлака).

Применение: в основном, предназначен для строительства наземных конструкций, а также для подземных и подводных конструкций, которые подвергаются воздействию пресной и минерализованной воды.

6. Сульфатостойкие портландцементы (СПЦ)

Производится путем регулирования минералогического состава: трехкальциевого силиката – не более 50%, трехкальциевого алюмината – не более 5%, C3A+C4AF – не больше 22%. В состав включают оксид магния (5%) и оксид алюминия (5%).

СПЦ подразделяются на:

• сульфатостойкий портландцемент (марка 400);
• сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками (марка 400, 500);
• сульфатостойкий шлакопортланцемент (марка 300, 400);
• пуццолановый портландцемент (марка 300, 400).

Данные цементы предназначены для изготовления бетонов, эксплуатируемых в очень сильной агрессивной среде. Их также применяют для изготовления бетона с повышенной морозостойкостью. Для подземных и подводных гидротехнических конструкций и сооружений, которые подвергаются сульфатной коррозии целесообразно применять сульфатостойкий шлакопортландцемент и сульфатостойкий пуццолановый портландцемент. Так как, сульфатостойкий портландцемент обладает пониженной экзотермией его можно использовать для строительства массивных конструкций.

Согласно ГОСТ 10178-85, в таблице 1 представлен минералогический состав некоторых сульфатостойких портландцементов.

Таблица 1

Состав и содержание минералов, % по массе	Клинкер для производства
	сульфатостойкого портландцемента	сульфатостойкого портландцемента с миниральными добавками	сульфатостойкого шлакопортладцемента	Пуццоланового портландцемента
Трехкальциевый силикат 3СаО·SiO 2 , не более	50	Не нормируется
Трехкальциевый алюминат 3CaO·Al 2 O 3 , не более	5	5	8	–
Сумма трехкальциевого алюмината 3CaO·Al 2 O 3 и четырехкальциевого алюмоферрита 4CaO·Al 2 O 3 ·Fe 2 O 3 , не более	22	22	Не нормируется
Оксид магния MgO, не более	5	5	5	–

7. Пластифицированный портландцемент

На цементном заводе в ПЦ клинкер на этапе помола вводится гидрофильно-пластифицирующая добавка, например лигносульфонат технический (ЛСТ). Данная добавка ПАВ (поверхностно-активные вещества) при затворении водой образует адсорбционные пленки гидрофильного характера, которые осаждаются на поверхности частицы цемента и таким образом «помогают» более полно смачивать воде цемент, что приводит к увеличению пластичности бетонной смеси. ПАВ вводится в количестве 0,1…0,3% от массы цемента. Благодаря пластифицированным добавкам увеличивается прочность бетона, за счет уменьшения В/Ц (водоцементное отношение), или помогают снизить расход дорогостоящего цемента на 8…10%. Пластифицированный портландцемент обладает улучшенными свойствами, такими как плотность, водонепроницаемость, морозостойкость.

8. Гидрофобный портландцемент

В ЦП клинкер вводятся гидрофобные ПАВ, в количестве 0,1÷0,3% от массы цемента. Существует множество гидрофобных добавок, самые распространенные это мылонафт, асидол, окисленный петролатум, синтетические жирные кислоты. Гидрофобные добавки уменьшают водопоглощение и капиллярный подсос, увеличивают водонепроницаемость и морозостойкость бетона до F1000.

Согласно ГОСТ 970-61 пластифицированный портландцемент выпускается следующих марок: 300, 400, 500, 600 , 700 .

Гидрофобный портландцемент может почти полностью сохранять свою активность на протяжении длительного времени, даже в помещениях с повышенной влажностью.

Применение: Гидрофобный цемент целесообразно применять для строительства гидротехнических, дорожных и аэродромных конструкций.

9. Портландцемент на основе клинкера нормированного состава (Н)

Строго нормируется минералогический состав и используется для строительства очень ответственных и важных конструкций (мосты, опоры ЛЭП и контактной сети, аэродромные покрытия).

10. Белый и цветные портландцементы

Это декоративные гидравлические вяжущие вещества, получаемые путем использования карбонатных пород и глин с очень малым содержанием оксидов железа (до 0,4…0,5%) и марганца (до 0,005…0,15 %) для получения белого клинкера, введения добавок гипса, белого диатомита (до 6%) и пигментов в цементный клинкер.

Белый портландцемент еще подвергают отбеливанию, вследствие восстановления Fe 2 C>3 до Fe 3 O 4 .

При вводе в состав клинкера пигментов, таких как сурик, ультрамарин, кобальт, хром, марганец и другие получают цветные цементы. Пигменты добавляют в следующем количестве:

• минеральные и синтетические – не более 15%;
• органические – не более 0,3%.

Выпускают декоративные портландцементы следующих марок: 300, 400 и 500.

В декоративные цементы применяют для отделочных работ и предназначены для улучшения эстетического вида зданий и сооружений.

Область применения портландцементов

Ниже в таблице 2 приводятся основные характеристики и область применения самых распространенных портландцементов.

По таблице можно определить какой именно вид портландцемента целесообразнее применить для данного случая.

Таблица 2

Цемент представляет собой вяжущий минеральный порошок, при перемешивании с водой который превращается в вязкую массу темно-серого цвета и достаточно быстро твердеет на воздухе. Получают такой порошок путем измельчения клинкера и последующей добавкой к нему минералов и гипса.

В промышленном строительстве, как правило, применяется портландцемент. Для его производства в специализированных печах обжигают смеси глины и известняка, взятые в определенном процентном соотношении. В результате получается материал, обладающий высоким качеством и надежностью с широкими возможностями использования. Популярность портландцемента обусловлена наличием у данного материала определенных характеристик и полезных свойств, приобретенных в процессе изготовления цемента.

Характеристики и свойства цементов

Стойкость к коррозии

Разрушение бетонных конструкций из-за погодных условий и неверно выбранных составляющих

На затвердевший цемент негативное влияние может оказывать как агрессивная среда, так и нахождение в обычной воде. Для того, чтобы данная характеристика материала была улучшена, меняют минералогический состав цемента, вводя в него гидроактивные материалы, которые препятствуют химической активности солей.

Также стойкость к коррозии можно повысить путем добавления в исходное сырье специальных полимерных добавок, существенно снижающих микропористость и препятствующих негативному физическому и химическому влиянию окружающей среды. Дополнительное использование различных ингредиентов позволяет получать исключительно надежный материал.

Например, для улучшения коррозийной стойкости широко используемого в строительстве портландцемента, необходимо уменьшить содержание в минералах трехкальциевого силиката, процесс затвердения которого сопровождается выделением большого количества извести.

Потребность материала в воде

Разные виды цемента могут впитывать различное количество воды. Зерна цемента обладают высокой плотностью (выше воды в три раза), поэтому если воды добавить слишком много, то часть ее останется на поверхности раствора. При этом частицы цемента осядут, соответственно, верхняя часть конструкции из такого материала будет непрочной и склонной к быстрому разрушению.

Характеристики водопотребности цемента в большинстве случаев определяются процентным соотношением воды и исходного материала, необходимым для получения раствора идеальной густоты. В целом, объем воды для создания раствора средней густоты соответствует максимальному количеству, которое способен удержать цемент. Например, потребность в воде портландцемента составляет 22-28%.

Тонкость помола

Цена на цемент, как правило, обусловлена тонкостью его помола (мелкий стоит значительно дороже). Вызвано это тем, что материал мелкого помола затвердевает намного быстрее и качество его выше, нежели у цемента, состоящего из более крупных частичек.

Определяется тонкость помола зерновым составом материала и его удельной поверхностью. Зерновой состав вычисляется путем просеивания цемента через очень мелкое сито, размер ячеек в котором составляет до 80 мкм. В идеале большая часть материала должна успешно просеяться. Однако необходимо учитывать, что слишком мелкий помол существенно увеличивает водопотребность раствора. Поэтому в состав цемента должны быть включены как мелкие частицы (до 40 мкм), так и крупные (до 80 мкм). Только в таком случае материал будет обладать наиболее оптимальными свойствами.

Устойчивость к низким температурам

Одним из главных показателей качества цемента является его способность (в затвердевшем состоянии) к многократному оттаиванию и замораживанию. Дело в том, что вода, которая находится в порах цементного камня, при замерзании увеличивается в объеме на 8%. При многократном повторении это приводит к растрескиванию бетона и разрушению созданной из него конструкции.

Именно поэтому в строительстве не используется чистый цемент. Такие минеральные добавки как нейтрализованный древесный пек, абиетат натрия и др. повышают долговечность бетона и усиливают его сопротивляемость к перепаду температур.

Прочность

Цемент разных марок обладает различной прочностью. Вычисляется данная характеристика на пределе сжатия испытуемого образца в течение 28 суток. В результате такого теста рассчитывают и определенные единицы прочности, называемые активностью цемента и измеряемые в МПа. Таким образом определяется марка материала.

Время схватывания

Данная характеристика подразумевает определенный промежуток времени, на протяжении которого меняются пластические свойства цемента. Замер застывания производится подручными методами или же с помощью соответствующих приборов. Правильно составленный раствор из качественного цемента должен застывать не слишком медленно, но и не слишком быстро. Скорость схватывания регулируется добавлением гипса, точно рассчитанное количество которого может повысить или снизить скорость застывания. Также влияют на схватываемость объем воды и температура воздуха. При использовании стандартного материала (к примеру, портландцемента) начало застывания должно фиксироваться уже через 45 минут, а завершение – не позже чем через десять часов.

Какая из характеристик наиболее важна: на что обратить внимание в первую очередь?

Абсолютно все свойства цемента являются определяющими факторами при выборе материала для строительства. То есть нельзя сказать, что главной характеристикой является прочность или морозоустойчивость, так как прочный, но медленно застывающий цемент может привести к нарушению сроков строительства, а морозоустойчивый, но подверженный коррозии материал, можно использовать только для узкого круга работ. Соответственно, все свойства и характеристика цемента одинаково важны.

Поэтому есть универсальные марки, объединяющие в себе все позитивные качества материала. Но вместе с тем существуют и особые виды цемента, в которых за счет снижения одних характеристик значительно улучшены другие свойства материала. К примеру, пуццолановый цемент обладает самой высокой антикоррозийной защитой, но прочность его (особенно в начале создания конструкции) достаточно низка.

Технология производства цемента

Производство цемента — видео

Производство цемента – энергоемкий и дорогостоящий процесс, состоящий из двух этапов:

1. Получение клинкера. Для начала путем разработки известняковых месторождений добываются сырьевые материалы, в частности известняк. Затем материал дробится на куски, диаметр которых составляет 10 см., подсушивается и смешивается с другими составляющими элементами. После этого сырьевая смесь обжигается. В результате получается так называемый клинкер.
2. Превращение клинкера в порошок. На данном этапе клинкер и гипсовый камень измельчают, подсушивают минеральные добавки, а затем производится совместный помол всех составляющих частей. Однако качество и физико-технические характеристики сырья (влажность, плотность и т.п.) бывают разные, поэтому способы производства цемента могут различаться.

Способы производства цемента

В настоящее время цементная промышленность производит цемент тремя основными способами:

• Мокрым . Его используют в том случае, если цемент создается из глины (силикатного компонента), мела (карбонатного продукта) и добавок, содержащих железо (конверторного шлама, пиритных огарков, железистого продукта). При этом влажность мела должна составлять не более 29%, а влажность глины – не более 20%. Измельчение сырьевой смеси проходит в водной среде, и в результате получается шихта в виде растворенного в воде шлама с влажностью от 30 до 50%. Затем шлам отправляется для обжига в специальную печь диаметром 7 м и длиной – от 200 м. В процессе обжига из сырья выделяется углекислота и образуются шарики-клинкеры. Их растирают в порошок, получая таким образом требуемую марку цемента.
• Сухим . Особенность данного способа состоит в том, что все сырьевые материалы до (или во время) помола высушиваются. Поэтому сырьевая шихта сразу получается в виде измельченного сухого порошка.
• Комбинированным . В таком случае цемент может быть произведен по двум различным технологиям:
  • сырьевая смесь готовится в виде шлама, перемешанного с водой, а затем обезвоживается до влажности 16-18% на особых фильтрах и отправляется в печь для обжига, после чего измельчается и превращается в цемент.
  • сырьевая смесь высушивается и измельчается, а полученная шихта гранулируется путем добавления 10 -14% воды и подается на обжиг. Затем гранулы извлекаются из печи, и производится их помол.

Раньше цемент в большинстве случаев производили мокрым способом, но в настоящее время предпочтение отдается сухой технологии.

Как выбрать способ производства цемента?

1.​ Расход тепла значительно возрастает при мокром способе производства цемента. Но наличие в мельницах воды облегчает измельчение сырья. Поэтому если влажность исходного сырья составляет более 10%, то наиболее целесообразно создавать цемент по мокрой технологии.

2.​ Если сырьевая смесь состоит из двух мягких материалов, то предпочтительно также производить цемент мокрым способом, поскольку сырье легко измельчается путем обычного размешивания в воде.

3.​ Сухой способ используется в том случае, если влажность сырья составляет не более 10%.

4.​ Если сырьевой материал — достаточно пластичный, то можно отдать предпочтение комбинированному способу производства цемента.

Виды цемента и их применение

Портландцемент сульфатостойкий. Главное преимущество данного вида цемента – его сульфатостойкость – достигается за счет снижения в клинкере алюминатов кальция. На сегодняшний день производятся:

• портландцемент сульфатостойкий с активными минеральными добавками;
• портландцемент сульфатостойкий без активных минеральных добавок.

Активность обоих вариантов цемента значительно меньше, нежели БТЦ марки 400 и 500. Поэтому они часто используются для создания сульфатостойких и морозоустойчивых железобетонных и бетонных конструкций (в том числе и предварительно-напряженных).

Быстротвердеющий портландцемент (сокращенно называемый БТЦ) – это материал, обогащенный минеральными добавками, которые гарантируют интенсивное нарастание прочности в первом периоде твердения. Достигается повышенная механическая прочность такого портландцемента особым соотношением всех его составляющих элементов. Используют БТЦ преимущественно для скоростного строительства, а также для создания железобетонных конструкций.

Цемент с гидрофобирующими добавками. Особенностью такого материала является его возможность в течение первых пяти минут после добавления воды не впитывать ее. За счет специальных добавок растворы на таком цементе имеют меньшее водопоглощение. В результате и отвердевший цементный камень обладает пониженной водопроницаемостью, что дает возможность использовать его при строительстве объектов, расположенных в воде или же подвергающихся угрозе затопления.

Цемент с ПАД (поверхностно — активными добавками). Поверхностно-активные добавки (пластифицированные) вводятся в материал при помоле. Затем они абсорбируются на зернах цемента, покрывая их особой защитной пленкой, которая предотвращает сцепление даже самых маленьких частичек. За счет этого растворы на цементе с ПАД обладают повышенной подвижностью и удобоукладываемостью и используются при возведении сложных с архитектурной точки зрения конструкций.

Портландцементы тампонажные. Разработаны специально для тампонирования газовых и нефтяных скважин (изолируют их от грунтовых вод). Обладают высокой текучестью, независимы от давления и температуры, способны надежно закрепить колонны труб в стволе скважины благодаря значительной прочности цементного раствора даже на ранней стадии застывания.

Портландцементы белые. Практически не содержат красящих оксидов (титана, железа, марганца) и отличаются от других видов цемента более светлым серым оттенком. Бетон из таких цементов получается практически белым, что дает возможность использовать его не только для строительства и проведения отделочных работ, но и для создания художественных фигур.

Портландцементы цветные. Для того, чтобы получить определенный цвет, в обычный портландцемент на этапе помола клинкера вводят пигменты (органические – не более 0,3%, минеральные – не более 10%). Применяют цветные портландцементы в самых различных сферах деятельности, как правило, с целью улучшить эстетико-визуальные характеристики создаваемой конструкции (фигуры и т.п.).

Портландцемент пуццолановый. Обладает повышенной стойкостью к сульфатам и пресной воде, очень быстро отвердевает при высокой температуре. При обработке автоклавом прочность бетона из данного вида цемента значительно превышает прочность бетона, созданного на стандартном портландцементе. Однако при понижении температуры затвердение раствора из пуццоланового цемента замедляется, а при 0 o С и ниже и вовсе прекращается. Соответственно, использовать пуццолановый цемент при проведении зимних работ не представляется возможным. Используют такой материал для создания подводных и подземных конструкций, не подвергающихся попеременному замораживанию/размораживанию и увлажнению/высыханию.

Цементы шлаковые. Выпускаются в двух вариантах:

— шлакопортландцемент (ШПЦ). Состоит из гранулированного доменного шлака, мелкого помола стандартного клинкера и гипса. Существуют марки 500, 400 и 300. Основное отличие ШПЦ от обычного портландцемента состоит в том, что прочность созданного на его основе бетона нарастает очень медленно. Вместе с тем ШПЦ обладает низкой экзотермией и повышенной устойчивостью к воздействию агрессивных сред, поэтому его наиболее часто используют в гидротехническом и портовом строительстве. Но резкие перепады температур воздействуют на шлакопортландцемент негативно.

— известково-шлаковый цемент (ИШЦ). Создается путем совместного помола извести и доменных шлаков. В его состав могут быть также добавлены гипс (до 5%) и портландцемент (не более 20%).ИШЦ твердеет достаточно медленно, но обладает повышенной устойчивостью к пресным и сульфатным водам. Часто используется для создания низкомарочных бетонов и кладочных или штукатурных растворов.

Цемент глиноземистый. Не имеет в своем составе ни минеральных добавок, ни гипса. Производится из сырьевого материала, богатого глиноземом. Наиболее важный микроэлемент данного вида цемента — алюминат кальция. Именно он обеспечивает быстрое твердение раствора при стандартном времени схватывания (не раньше получаса и не позже 12 часов). Глиноземистый цемент мелкого помола схватывается еще быстрее, сохраняя возможность быстрого отвердения.

При этом потребность в воде у такого материала выше, нежели у обычного портландцемента почти на 10%. Жидкость необходима для гидратации, гарантирующей морозоустойчивость и меньший процент усадки произведенного из глиноземистого цемента бетона.

Выпускается три марки глиноземистого цемента: 600, 500 и 400. Все они отличаются повышенной устойчивостью к сульфатным, углекислым, хлористым и другим минерализированным водам. Но растворы щелочей способны разрушить цементный камень. Широко применяется данный вид цемента на скоростных строительствах, зимнем бетонировании и аварийных работах. Можно получить на его основе и жаростойкие бетоны.

Цементы расширяющиеся. Характерная особенность таких материалов – увеличение в объеме при создании растворов. Производят данный вид цементов из расширяющей добавки и основного вяжущего элемента, между которыми проходит химическая реакция, дающая приращение объема. В настоящее время существует несколько видов расширяющихся цементов:

• Водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ). Создается на основе глиноземистого цемента. Схватывается и застывает очень быстро (от 4 до 10 минут). Используется для гидроизоляции стволов шахт, заделки трещин в бетонных и железобетонных конструкциях, а также для омоноличивания отдельных элементов сборных сооружений.
• Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент. Схватывается не ранее, чем через 10 минут, но не позднее, чем через четыре часа. Расширение заканчивается только на третьи сутки. Как правило, используется для заделки швов, гидроизоляции штукатурок и для получения водонепроницаемых бетонов.
• Портландцемент расширяющийся. Схватывается не ранее, чем через 30 минут, но не позднее, чем через 12 часов. Используется так же, как и предыдущие виды расширяющихся цементов.
• Цемент напрягающийся. Отличается наличием в своем составе алюминатной составляющей, которая обеспечивает увеличение объема при твердении. Расширяясь, способен создавать в арматуре предварительное напряжение. Схватывается не ранее, чем через 30 минут, но не позднее, чем через четыре часа. Применяется в строительстве сооружений с повышенной паро-, водо- и газонепроницаемостью.

Что особенно важно помнить при выборе определенного вида цемента?

Поскольку видов цемента существует очень много, главное что необходимо учитывать при выборе данного материала – это потенциальное предназначение бетона, который планируется из него создавать. Также очень важно учесть особенности окружающей среды, где будет возводиться и эксплуатироваться сооружение из определенного вида цемента. Необходимо точно знать:

• температуру воздуха и ее предельные колебания (если объект строится на суше);
• состав воды и ее температурные колебания (если конструкция создается в воде);
• погодные особенности, способные повлиять на эксплуатационные характеристики бетона (частые дожди, повышенная влажность, резкие перепады давления и т.п.).

Маркировка цемента

Финальный этап производства наделяет цемент характерными особенностями, дающими возможность использовать этот материал в различных условиях и с разной целью. Очень важной характеристикой качественного цемента является его прочность, в зависимости от которой на упаковку с готовым продуктом наносят соответствующие цифры:

• 52,5 – цемент способен выдерживать давление в 52,5 МПа (по старой маркировке – цемент м 600);
• 42,5 – цемент способен выдерживать давление в 42,5 МПа (по старой маркировке – цемент м 500);
• 32,5 – цемент способен выдерживать давление в 32,5 МПа (по старой маркировке – цемент м 400). Соотношение цены и качества в данном случае наиболее оптимально, поэтому такая марка цемента – одна из самых популярных в строительстве;
• 22,5 – цемент способен выдерживать давление в 22,5 МПа (по старой маркировке – цемент м 300).

Маркировка в зависимости от скорости набирания прочности

Очень часто качество выполняемых работ зависит от быстроты затвердевания раствора. При этом не всегда нужно именно быстро схватывание. Соответственно в маркировке цемента всегда указывается и эта характеристика материала, обозначаемая следующими аббревиатурами:

• ЦЕМ V – нормальнотвердеющий композиционный цемент с прочностью 32,5 МПа. Содержит доменный гранулированный шлак (от 11 до 30%) и золу-унос (от 11 до 30%).
• ЦЕМ IV – цемент пуццолановый нормальнотвердеющий с прочностью 32,5 МПа. Содержит микрокремнезем (МК), золу-унос (З) и пуццоланы (П), в сумме которые могут сотавлять от 21 до 35% сырьевого материала.
• ЦЕМ III – нормальнотвердеющий шлакопортландцемент с прочностью 32,5 МПа. Содержит доменный гранулированный шлак от 36 до 65%.
• ЦЕМ II – содержит от 6 до 35% добавок (а точнее подтип А – от 6 до 29%, а подтип В – от 21 до 35%), от которых и зависит скорость затвердевания раствора: добавок больше – раствор схватывается медленнее; добавок меньше – раствор схватывается быстрее.
• ЦЕМ I – обладает максимально возможной скоростью затвердевания. Уже на вторые сутки прочность материала равна 50% проектной. Добавок в таком цементе не более 5%.

Маркировка разных видов цемента

• ПЦ – обычный портландцемент;
• ШПЦ – шлакопортландцемент, содержащий более 20% примесей;
• БЦ – белый цемент;
• ПЛ – пластифицированный цемент, способный переносить резкие колебания температур;
• СС – цемент, стойкий к сульфатам. Можно эксплуатировать в агрессивной среде;
• ВРЦ – водонепроницаемый расширяемый цемент. Очень быстро схватывается как на суше, так и в воде;
• ГФ – гидрофобный цемент, способен не впитывать воду первые 5 минут, поэтому отлично транспортируется, обладая при этом высокой морозоустойчивостью и отличной пластичностью.

Выбираем качественный цемент

Подделок цемента на сегодняшний день существует не так уж и мало, поэтому чтобы не потратить деньги впустую, необходимо:

1.​ Определиться с производителем. Отечественные марки будут стоить дешевле, да и вернуть товар, который не устроил своим качеством, можно будет без проблем. А приобретая импортный цемент, обязательно нужно смотреть на дату выпуска, поскольку иногда зарубежный товар данной категории может быть не очень свежим или даже просроченным. Качество же свежего импортного цемента – просто превосходное. Правда, и цена за счет этого значительно выше.

3.​ Внимательно осмотреть упаковку. Она должна представлять собой трех- или четырехслойные мешки сшитые или склеенные с клапаном марок БМП, БМ, НМ с закрытой горловиной. В обязательном порядке на упаковке должны быть указаны контактные данные производителя и полная информация о свойствах находящегося в ней цемента.

4.​ Разобраться с маркой цемента. Принцип маркировки в данном случае прост – чем выше марка цемента, тем прочнее создаваемые на его основе конструкции. Кроме того, нормальнотвердеющий материал может обозначаться буквой «Н», а быстротвердеющий – буквой «Б».

5.​ Подумать над стоимостью. Качественный цемент не может быть слишком дешевым. Помните, что чем выше марка, тем выше цена на цемент. С другой стороны, цемент навалом стоит значительно дешевле, чем цемент в мешках. Необоснованно низкая цена может свидетельствовать о неправильном хранении товара или о его фальсификации.

6.​ Посмотреть на дату расфасовки цемента. Это очень важно, так как лежалый цемент растрачивает практически все свои полезные свойства и характеристики, поэтому срок его годности составляет всего лишь 60 дней. Особое внимание необходимо уделить товару при покупке оптовой партии. Лучше всего проверить каждый мешок, так как часто к свежему товару примешивают просроченный.

Если вы решились на строительство, вам обязательно понадобиться в процессе работы раствор цемента. Не достаточно только купить цемент, ведь перед началом стройки серый порошок должен превратиться в самый настоящий раствор. Вода, песок и цемент - вот и все составляющие, однако не все так просто, как кажется на первый взгляд. Давайте разбираться в том, как правильно сделать раствор цемента.

История возникновения цемента

Цемент — известный вяжущий строительный материал, который относят к гидравлическим вяжущим веществам, используемых для скрепления разных поверхностей - кирпича или ж/б блоков. Без цемента нельзя изготовить бетон или фундамент. Кроме высокой вязкости, материалу присущи отличные гидравлические свойства, что позволяют создавать устойчивую связь с водой и прочими жидкостями при изготовлении раствора в виде пластичной массы. После затвердевания подобной массы получается камнеподобный материал, который обладает значительной прочностью и жесткостью.

Ещё в глубокой древности вяжущие материалы стали использоваться для строительных нужд. Самым первым вяжущим материалом выступала природная необожженая глина. Однако со временем она перестала удовлетворять строителей из-за малой стойкости влаге и слабых вяжущих свойств.

Несколько тысячелетий единственными вяжущими материалами оставались воздушная известь и гипс, однако они обладали недостаточной водостойкостью. А бурное развитие в 17-18 столетиях мореплавания потребовало создания для возведения портовых сооружений новых вяжущих веществ, устойчивых к воде.

В 1796 англичанин Паркер запатентовал цемент под названием «роман», который мог твердеть на воздухе или в воде. Однако эти качества в наше время также утратили практическое значение. В начале 19 столетия академик В.М. Севергин описал вяжущее вещество, которое получали с использованием обжига мергеля с последующим размолом. Со второй половины 19 столетия в строительную практику нашей станы прочно вошел портландцемент.

Индустриализация в СССР и бурные темпы капитального строительства предопределили рост развития цементной промышленности. СССР в 1962 по выпуску цемента занял в мире первое место. Сегодня выпускается в нашей стране порядка 30 разновидностей цементов. Одновременно растет его качество и сбывается предсказание известного химика Менделеева, который утверждал, что цемент - строительный материал будущего.

Процесс производства цемента

Натуральный цемент представляет собой смесь известняка и глины, что формирует при застывании высокопрочный камнеподобный материал, что чаще всего получается без запаха, является сыпучим и имеет серый цвет. Качество цемента определяют благодаря присутствию в нем разных веществ - гранулированного шлака, оксида магния и ангидрита серной кислоты. Марка цемента зависит от соотношения данных компонентов. Также от процента перечисленных веществ будет зависеть качество цемента, время схватывания, прочность при сжатии, ложное схватывание.

В качестве сырья для изготовления портландцемента используют массу из известняка и глины, как было оговорено выше. Из чего делают цемент ещё? В редких случаях применяют горную породу под названием мергель, которая является именно природной смесью глины и известняка в соотношении, которое необходимо для получения в процессе производства портландцемента. Мергель был оценен по достоинству в 19 столетии англичанином Аспдином, который собрал на дороге недалеко от города Портленд пыль, сделал с неё брикеты, которые в последствие обжог.

Цементные заводы, как правило, имеют свои карьеры необходимого материала - глины и известняка. Это позволяет выдержать необходимый химический состав шихты с высокой точностью до 0,1 процента, что имеет большое значение. Обжигают шихту во вращающихся печах, которые имеют диаметр 3,6 - 7 метров и длину 100 - 150 метров. Температура в зоне спекания поддерживается на уровне плюс 1450 градусов по Цельсию.

Продуктом спекания выступает клинкер, что представляет из себя округлые гранулы, диаметр которых доходит до 5 - 100 миллиметров. Клинкер размалывают в шаровых мельницах до удельного размера поверхности 3000 квадратных сантиметров на 1 грамм. В обязательном порядке при помоле добавляют 5% двуводного гипса, который играет роль регулятора времени схватывания. Без гипса формируется так называемый цемент-быстряк, что моментально схватывается, и из которого нельзя приготовить тесто. Все минералы клинкера способны взаимодействовать с водой и образовывать новые соединения - гидраты. Гидраты формируют пространственную структуру, создающую цементный камень.

Применение цемента в строительстве

Цемент применяют для строительства фундамента и изготовления раствора для кладки кирпича, заливки стяжки при устройстве пола, создания дорожек и отмостки. Его используют для сборного и монолитного бетона, который служит сырьем для получения железобетона, асбестоцементных изделий, различных искусственных материалов, растворов, скрепления отдельных деталей сооружений, жароизоляции. Большими потребителями цемента являются газовая и нефтяная промышленность.

Цемент и строительные материалы, которые получаются на его основе, способны успешно заменить в строительстве дефицитное дерево, известь, кирпич и прочие традиционные материалы. Чуть позже мы поговорим, как сделать цемент своими руками и раствор цемента. Применение цемента в разных отраслях строительства тесно связано с его техническими характеристиками. Рассмотрим детальнее эту связь.

Морозостойкость представляет собой свойство, характеризующее способность материала неоднократно замораживаться и оттаивать на протяжении продолжительного периода. Такой способности чистый цемент не имеет, эту характеристику он получает благодаря различным модифицирующим добавкам. Если вы проживаете в холодной полосе страны, и для вас имеет значение высокая морозостойкость конструкции, то следует выбрать гидрофобный цемент 500.

Коррозионная стойкость обуславливает способности цемента противостоять почти любому агрессивному фактору внешней среды. Повышенной коррозионной стойкостью характеризуется пуццолановый цемент, который предназначен для возведения подводных и подземных сооружений.

Сульфатостойкость - это свойство порошка, которое строительной смеси позволяет быть устойчивой в водной среде, которая содержит сульфат-ионы. Это свойство нашло воплощение в сульфатостойком цементе, который используется для строительства гидросооружений, которые подвергаются действию соленой воды.

Водостойкость как характеристика цемента нашло применение в водонепроницаемом расширяющемся цементе. Цемент способен при затвердении увеличиваться в объеме, процесс схватывания совершается достаточно быстро - приблизительно за 10 минут. Водонепроницаемый расширяющийся цемент требуется для заделки стыков и швов в бетонных конструкциях, которые располагаются в воде.

Тонкость помола относят к той характеристике, которая влияет на время схватывания, твердения и прочность бетона. Чем больше тонкость помола изготовленного клинкера, тем будет выше прочность затвердевшего цемента. Следует помнить, что слишком тонкий помол провоцирует вместо отличных характеристик излишнее водопотребление и понижение прочности бетона.

Изготовление цементного раствора своими руками

Если вы хотите минимизировать расходы на ремонтные работы или строительство, вам стоит забыть о готовых смесях, цена которых намного выше стоимости цемента и песка, которые необходимы для получения равного объема цементного раствора. Прежде всего, для приготовления раствора вам понадобиться качественный цемент. О правильном выборе этого материала мы уже рассказывали в предыдущей статье. Поговорим сейчас о том, как сделать цемент и его раствор в домашних условиях.

Цемент в домашних условиях

Производство цемента в домашних условиях позволяет получить этот незаменимый в строительстве материал при использовании минимального количества ресурсов и наделить его желаемыми характеристиками. Предлагаем ознакомиться с популярными методами самостоятельного изготовления цемента.

Замазку для заделки трещин и щелей в напольном покрытии изготавливают таким способом: смешайте известь с каменноугольной золой и разведите водой до образования консистенции жирной сметаны. Для изготовления цемента, предназначенного для замазки железной утвари, скважин, паровых котлов и отверстий в металлических изделиях, возьмите сорок частей баритовых белил, тридцать частей графитовой пыли, пятнадцать частей извести и замешайте полученную смесь до необходимой плотности на льняном масле с добавлением лака.

Для крепления в камне железа изготовьте цемент своими руками из таких компонентов: песок (20 частей), каолин (2 части), размолотый мел (4 части), гашеная известь (3 части), жидкое стекло (15 частей), смешивайте все до однородной тестообразной массы. Для керамики понадобится цемент следующего приготовления: разотрите 2 части гашеной извести с 5 яичными белками, разбавьте смесь 2 частями воды, разотрите с 10 частями гипса.

Для приготовления цемента для камня рекомендуется смешать между собой по 10 частей серы и битума 1 часть пчелиного воска. Массу расплавьте, после чего добавьте 2 части кирпичного порошка. Непосредственно перед нанесением раствора высушите камень и смажьте олифой. Для труб смешайте в нагретой ступке 15 частей олифы или льняного масла и 85 окиси свинца до получения пластичной смеси.

Для производства глицеринового цемента вам понадобиться свинцовый глет, который следует растереть старательно в порошок и высушить при высокой температуре. Полученную пыль смешайте с глицерином. Технологические характеристики цемента, изготовленного по данному рецепту, в несколько раз больше характеристик заводского портландцемента. Подобный материал отличается высокой плотностью и уровнем сопротивляемости к негативным воздействиям внешней среды.

Домашнему глицериновому цементу абсолютно не страшны высокие температуры: он способен выдерживать возрастание температуры даже до плюс 300 градусов по Цельсию. Еще одной важной практической характеристикой глицеринового цемента является способность прочно склеивать предметы из фарфора и фаянса. Можно с уверенностью утверждать, что данный материал - настоящий идеальный цемент.

Европейцы совсем недавно изобрели новый способ производства цемента, который обладает уникальными характеристиками. Подобный китайский цемент способен склеивать кожу, гипс, мрамор, фарфор, фаянс и другие материалы. Для приготовления цемента нужны такие компоненты: гашеная известь (54 части), кварц (6 частей), свежая кровь! (40 частей). Полученную смесь нужно тщательно растереть до образования однородной смеси.

Подготовка материалов

Первый этап изготовления цементного раствора - подготовка. Выберите емкость, в которой вы будете разводить цемент. Объем тары должен обязательно соответствовать объему, который планируется сделать. Если посуда меньше запланированного объема, то, вероятно, вы будете подбирать раствор с земли. Если же тара окажется чересчур большой, то вы не сможете создать равномерную массу, что не собьется в комочки.

Помимо этого, нужна достаточно устойчивая емкость. Обратите внимание на то, насколько прочными являются стенки емкости. Также не рекомендуется брать емкость с низкими тонкими стенками, потому что они не позволяют вымешивать качественный раствор. Самым лучшим решением в домашних условиях станет старая чугунная ванна.

Кроме посуды для полученной массы вам понадобится специальный инструмент для максимально удобного создания раствора. Обычно принято использовать специальный строительный миксер, однако наши умелые соотечественники приспосабливают для этой цели обычную дрель с насадками.

Подготовка компонентов

Если в вашем гараже хранится мешок цемента уже много лет, от его использования следует отказаться. Для получения качественного раствора также важны и технические характеристики песка - однородность, чистота и отсутствие примесей. Оптимальным вариантом является мытый карьерный песок.

Перед работой расположите все необходимые инструменты и материалы в максимальной близости, чтобы не оказаться в неудобной ситуации, когда нужно «бегать» за составляющими раствора. Дальше необходимо просеять порошок для изготовления раствора цемента, чтобы избежать формирования комочков и попадания в массу мусора, что значительно ухудшает её вяжущие свойства и качества. При подготовке раствора цемента для штукатурных работ нужно использовать сито с ячейками 5 на 5 миллиметров, для каменных - с ячейками 10 на 10 миллиметров.

После этого следует определить соотношение в составе раствора каждого элемента. На этом этапе необходимо помнить, что примесь песка при применении качественного цемента должна быть незначительной или номинальной. Также запомните классическое соотношение, которое используют строители уже в течение долгого времени: 1 часть цемента принято смешивать с 3 частями песка. Все входящие компоненты принято отмеривать с помощью определенной посуды или весов.

При строительстве зачастую необходимо готовить цемент не по традиционному рецепту, который принят на всех мировых строительных площадках мира. Нестандартные смеси получаются благодаря различным примесям. Они способны изменять свойства раствора цемента, к примеру, изменять скорость застывания вещества или замедлять скорость для длительной работы с раствором, улучшать характеристики вязкости массы, чтобы она получилась пластичной и более податливой для работы на сложных участках.

Различают такие разновидности цементных растворов: нормальные, жирные и тощие. Жирный цементный раствор представляет собой смесь, которая содержит слишком много связующего компонента. Данный раствор способен быстро застывать, но после использования усыхает и образует трещины, поэтому является недолговечным.

Нормальным цементным раствором называют массу, где пропорции элементов соблюдаются правильно. Подобный раствор не слишком быстро стынет, но в нём не формируются трещины, он крепкий и долговечный. Тощий цементный раствор — это масса, в которой оказалась недостаточно связующего компонента, такой раствор не возьмётся, если не решить, как развести цемент.

Независимо от рецепта приготовления раствора цемента качественной считают такую смесь, которая в процессе работы не растекается и характеризуется высоким или средним уровнем вязкости. Смесь вместе с этим не должна быть слишком сухой, так как это провоцирует потерю крепящих качеств цементного раствора, кладка в данном случае не держится.

Приготовление раствора

Итак, засыпьте в емкость слой цемента, потом слой песка, после этого снова цемент и затем опять песок. Количество подобных слоев должно быть не менее шести, это позволит качественно перемешать компоненты. Цемент и песок насыпают слоями в виде грядки до общей высоты около 200-300 миллиметров.

Для начала грамотно перемешайте песок с цементом. Эту грядку перелопочите несколько раз лопатами до однородности. При перемешивании не забывайте о понятии «интенсивности». Без определенной технологической процедуры перемешивания вы не сможете получить качественный раствор. Рекомендуется после этого просеивать смесь через частое сито, которое имеет ячейки размером 3 на 3 миллиметров, но не меньше. Однородность смеси должна быть близкой к абсолютной.

Нельзя добавлять воду и прочие жидкости, когда вы смешали сухие компоненты. Добавление в полученную смесь жидкости следует проводить постепенно и очень аккуратно. Вливайте воду медленно, чтобы масса получила нужную консистенцию. Если у вас оказалось больше воды, чем требуется, то именно постепенное вливание позволит вам остановиться вовремя.

Помните, что температура жидкости не должна быть слишком высокой или экстремально низкой. Возьмите воду оптимального температурного режима, того, что и окружающая среда. Кладка требует приготовления более густого раствора, а процесс заливки - более жидкого. Не замешивайте сразу много раствора цемента, особенно если вы использовали влажный песок. Вот теперь вы знаете, как сделать раствор цемента дома.

И напоследок запомните, что раствор цемента представляет из себя материал, который невозможно хранить. Это связано с высокими свойствами вязкости цемента, благодаря чему раствор способен быстро застывать и превращаться в непригодный для использования для строительных работ. Состав, который вы получили после правильного смешивания, для работы доступен еще на протяжении часа при использовании влажного песка и до трех часов, если вы вяли сухой песок.

Что такое портландцемент? Где можно использовать?

Если вы решили начать строить свой дом, один из наиболее важных вопросов это вопрос о цементе , который будет использоваться. В самом деле, распространенный тип цемента, является портландцемент. Основная причина этого глобального общего пользования является его состав. Состоящий из клинкера, строительного раствора, штукатурки и затирки, он выпускается в виде мелкого порошка путем измельчения клинкера портландцемента с сульфатом кальция. Истоки цемента можно проследить в первые годы 19 века. Портландцемент сегодня нашел свой путь как основной ингредиент для бетона. Это утверждение было проведено только после того, как успешно прошли испытания и признан тот факт, что, он создает сильную связь по сравнению с другими видами производства бетона. С увеличением количества производства, которое непрерывно связано с ним, портландцементу, особенно когда он входит в состав бетона, могут быть поставлены следующие задачи:

Использование:

1. Наиболее важным применением портландцемента является производство бетона. Он играет ключевую роль в установлении и затвердевания бетона.
2. При смешивании с другими составами, портландцемент начинает служить двум целям. Один из них, предусматривает создание бетона, чтобы быть прочным в сухом состоянии. А второй – превращение жидкого состояния в прочный камень.
3. Он широко используется для подпорных стен и сборных железобетонных блоков в стенах и в качестве основного компонента для создания прочного фундамента из бетона.
4. При смешивании с водой, портландцемент буквально превращается в пластичный камень и, таким образом он может быть использован для целей и в местах, где Вы захотите, даже в труднодоступных.
5. Он может быть сформирован для получения жестких и огнеупорных материалов, которые могут, далее, использованы при проектировании зданий, цехов, резервуаров и других сооружений.
6. Любая структура железа или дерева подвергается коррозии либо по воздуху или по воде. Но в бетонной оболочке, сделанной с использованием цемента, они могут быть эффективно защищены.
7. Любая структура, которая предназначена для поддержки огромного количества веса и сделанная с применением цемента свою задачу выполнит. Этими структурами могут быть: от первых этажей многоэтажных зданий и до пролетов мостов и плотины.
8. Благодаря своей способности для предотвращения коррозии, он используется на судах, танков и бункеров.
9 Пожар может оставить любое здание или сооружение полностью сожженным, но с использованием портландцемента, это может быть предотвращено.
10. Он также отлично используется в строительных растворах, штукатурках, стяжках для полов, как материал, который может быть, втиснут в пробелы химических формул, чтобы консолидировать структуры, и скрепит их воедино.

Использование цемента имеет колоссальное значение для бетонного производства. Благодаря известности, которая уже многое время привязана к нему, этот цемент, как говорят, уже сделали и оставили свой след.

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:

Вид портландцемента	Марка	Состав	Особенности	Основное назначение	Не допускается применять	Не эффективно использовать
Портландцемент бездобавочный (ПЦ-ДО)	400	Цементный клинкер + добавка гипса (3 – 5 %)	Скорость набора прочности: средняя Атмосферостойкость: высокая Морозостойкость: высокая Сульфатостойкость: низкая и средняя Значение деформации усадки: средние	Изготовление монолитных и сборных бетонных, железобетонных конструкций из бетонов класса С15-С25. Допускается применять для бетонов со специфицескими условиями эксплуатации при условии дополнительной проверки цемента на стойкость к агрессивному воздействию	Заменять сульфатостойкие цементы (кроме использование в слабоагрессивной среде)	Для строительных растворов, не рекомендуется применять без предварительной проверки (на стойкость) в бетонах и конструкциях со специальными свойствами
	500	Цементный клинкер + добавка гипса (3 – 5 %), тонкий помол	Скорость набора прочности: средняя Атмосферостойкость: высокая Морозостойкость: высокая Сульфатостойкость: низкая Значение деформации усадки: среднее	Изготовление монолитных и сборных бетонных, железобетонных конструкций из бетонов класса С20-С30.Допускается применять для бетонов со специфицескими условиями эксплуатации при условии дополнительной проверки цемента на стойкость к агрессивному воздействию		Для изготовления бетонов класса менее С15
	550, 600	Цементный клинкер + добавка гипса (3 – 5 %), очень тонкий помол	Скорость набора прочности: высокая Атмосферостойкость: высокая Морозостойкость: Сульфатостойкость: низкая Значение деформации усадки: среднее	Изготовление монолитных и сборных бетонных, железобетонных конструкций из бетонов класса С35 и выше	Использовать вместо сульфатостойких цементов, для низкотермичных бетонов	Для изготовления бетонов класса менее С30
Портландцемент на основе клинкера нормированного минералогического состава (ПЦ-ДО-Н)	400, 500	Цементный клинкер + добавка гипса (3 – 5 %), очень тонкий помол, строго регулируемый минералогический состав	Скорость набора прочности: средняя Атмосферостойкость: высокая Морозостойкость: средняя Сульфатостойкость: низкая Значение деформации усадки: низкие	Дорожные и аэродромные, опоры контактной сети и ЛЭП покрытия, мосты, водопропускные трубы, шпалы и т.д. Можно использовать вместо ПЦ-ДО М400, М500	Заменять сульфатостойкие цементы в условиях средне- и сильноагрессивных сред	Для строительных растворов
Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) ГОСТ 10178-85	400, 500	Цементный клинкер с большим количеством трехкальциевого силиката и трехкальциевого алюмината (С 3 S>50%, (C 3 S+C 3 A)>60 – 65%) + тонкий помол	Скорость набора прочности: высокая Атмосферостойкость: высокая Морозостойкость: высокая Сульфатостойкость: низкая Значение деформации усадки: средние	Для всех железобетонных конструкций. Эффективный для монолитного строительства, а также для сборных конструкций	Массивные конструкции	Для строительных растворов
Портландцемент с минеральными добавками (ПЦ-Д5)	400	Цементный клинкер + добавка гипса (3 – 5 %) + гранулированный доменный шлак (до 5 %) или природные активные минеральные добавки (опока, трепел, до 5 %) или другие активные минеральные добавки (до 5 %)	Скорость набора прочности: средняя Атмосферостойкость: высокая Морозостойкость: высокая Сульфатостойкость: низкая Значение деформации усадки: средние	Изготовление монолитных и сборных бетонных, железобетонных конструкций из бетонов класса С15-С25	Для замены сульфатостойких цементов (кроме случаев слабоагрессивных сред).	Для строительных растворов
	500			Изготовление монолитных и сборных бетонных, железобетонных конструкций из бетонов класса С20-С30	Для замены сульфатостойких цементов; для низкотермичных бетонов	Для производства бетонов классов менее С15
	550, 600		Скорость набора прочности: высокая Атмосферостойкость: высокая Морозостойкость: высокая Сульфатостойкость: низкая Значение деформации усадки: средние	Изготовление монолитных и сборных бетонных, железобетонных конструкций из бетонов класса С35 и выше.		Для производства бетонов классов менее С30
Портландцемент с минеральными добавками до 20% (ПЦ-Д20)	400	Цементный клинкер + добавка гипса (3 – 5 %) + гранулированный доменный шлак (до 20 %) или природные активные минеральные добавки (опока, трепел, до 10 %) или другие активные минеральные добавки (до 15 %)	Скорость набора прочности: средняя Атмосферостойкость: средняя Морозостойкость: средняя Сульфатостойкость: средняя Значение деформации усадки: средние и высокие	Монолитные и сборные конструкции из бетона класса С15 – С25, при добавлении суперпластификатора можно получать бетоны класса С40	Для замены сульфатостойких цементов (кроме случаев слабоагрессивных сред), для изготовления бетонов с маркой по морозостойкости F200 и выше без воздухововлекающих добавок	Для строительных растворов
	500		Скорость набора прочности: средняя Атмосферостойкость: средняя Морозостойкость: средняя Сульфатостойкость: средняя Значение деформации усадки: средние и высокие	Монолитные и сборные железобетонные конструкции с бетоном класса С20 – С30. При добавлении суперпластификатора можно получать бетоны класса С40 и выше	Для замены сульфатостойких цементов; для низкотермичных бетонов, для бетонов с маркой по морозостойкости F200 и выше без воздухововлекающих добавок.	Изготовление бетонов ниже класса С15
Шлакопортландцемент (ШПЦ)	300	Цементный клинкер + добавка гипса (3 – 5 %) + гранулированный доменный шлак (20÷80 %).	Скорость набора прочности: низкий Атмосферостойкость: низкая Морозостойкость: низкая Сульфатостойкость: высокая Значение деформации усадки: высокие	Монолитные и сборные железобетонные конструкции с обеспечением ТВО с классом С20 для массивных надземных, подземных и подводных конструкций, которые подвергаются агрессивному воздействию минеральных и пресных вод; строительные растворы, можно использовать вместо сульфатостойких цементов	Для бетонов с маркой по морозостойкости F100 и более. Для тяжелых бетонов при температуре твердения ниже 10 о С и отсутствии прогрева	Для работы в условиях попеременного увлажнения и высыхания
	400		Скорость набора прочности: средняя Атмосферостойкость: средняя Морозостойкость: средняя Сульфатостойкость: высокая Значение деформации усадки: высокие Эффективный с ТВО (тепловлажностная обработка) Низкотермичный цемент	Монолитные и сборные железобетонные конструкции с обеспечением ТВО с классом С25 для массивных надземных, подземных и подводных конструкций, которые подвергаются агрессивному воздействию минеральных и пресных вод; строительные растворы	Изготовление бетонов с маркой по морозостойкости F100 и выше без воздухововлекающих добавок,	Для работы бетона в условиях попеременного увлажнения и высыхания
	500		Скорость набора прочности: средняя Атмосферостойкость: средняя Морозостойкость: средняя; Сульфатостойкость: средняя Значение деформации усадки: средние Эффективный с ТВО (тепловлажностная обработка) Низкотермичный цемент	Монолитные и сборные железобетонные конструкции с обеспечением ТВО с классом С15 — С30. Можно добавлять суперплас-тификатор для получения бетона класса С40		Для бетонов класса ниже С 15, для бетонов с маркой по морозостойкости F200 и выше без воздухововлекающих добавок
Сульфатостойкий портландцемент (ССПЦ) ГОСТ 22266-94	400, 500	Трехкальциевый силикат – не более 50%, трехкальциевый алюминат – не более 5 %, C3A+C4AF – не больше 22%. В состав включают оксид магния (5%) и оксид алюминия (5%).	Скорость набора прочности: средняя Атмосферостойкость: высокая Морозостойкость: высокая Сульфатостойкость: высокая Значение деформации усадки: низкие Низкотермичный цемент	Монолитные и сборные железобетонные конструкций, работающие в высоко агрессивных средах, содержащие концентрацию ионов SO 2 4 ; Cl; Mg 2 ; CO 2 2 . Бетонов, работающих в условиях попеременного замораживания и– оттаивания, увлажнения и высыхания, изготовление массивных конструкций		Для бетонов, к которым не предъявляются высокие требования по сульфатостойкости и (или) морозостойкости
Сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками (ССПЦ-Д20)	400, 500	Трехкальциевый силикат – не более 50%, трехкальциевый алюминат – не более 5 %, C3A+C4AF – не больше 22%. В состав включают оксид магния (5%) и оксид алюминия (5%) + минеральные добавки 20 %	Скорость набора прочности: средняя Атмосферостойкость: высокая Морозостойкость: средняя Сульфатостойкость: высокая Значение деформации усадки: средние	Монолитные и сборные железобетонные конструкций, работающие в высоко агрессивных средах, содержащие концентрацию ионов SO 2 4 ; Cl; Mg 2 ; CO 2 2 . Допускается использовать взамен ПЦ-Д20		Для бетонов с маркой по морозостойкости F200 и выше без воздухововлекающих добавок, для строительных растворов
Сульфатостойкий шлакопортландцемент (ССШПЦ) ГОСТ 22266-94	300, 400	Трехкальциевый силикат – не более 50%, трехкальциевый алюминат – не более 5 %, C3A+C4AF – не больше 22%. В состав включают оксид магния (5%) и оксид алюминия (5%) + добавка доменного шлака	Скорость набора прочности: низкий Атмосферостойкость: средняя Морозостойкость: низкая Сульфатостойкость: высокая Значение деформации усадки: высокие	Для сульфатостойкихподземных и подводных бетонных и железобетонных конструкций, для использования как низкотермичного цемента		Применение в зоне попеременного замораживания – оттаивания, увлажнения – высыхания
Пуццолановый портландцемент (ППЦ) ГОСТ 22266-94	300, 400	Цементный клинкер + добавка гипса (3 – 5 %) + активная минеральная добавка	Скорость набора прочности: низкий Атмосферостойкость: низкая Морозостойкость: низкая Сульфатостойкость: высокая Значение деформации усадки: высокие	Для подземных и подводных конструкций в сильноагрессивных средах ивоздействию мягких вод. Для внутренних массивов гидротехнических сооружений.	Для надземных конструкций, эксплуатируемых в условиях повышенной влажности	Применение в зоне попеременного замораживания – оттаивания, увлажнения-высыхания; для производства изделий и конструкций с применением ТВО В морозостойких бетонах при их твердении в сухих жарких и зимних условиях; в условиях попеременного увлажнения и высушивания
Пластифицирующий портландцемент ГОСТ 10178-85	400, 500	ПЦ + добавка гидрофильная ПАВ	Скорость набора прочности: высокая Атмосферостойкость: высокая Морозостойкость: высокая Сульфатостойкость: низкая и средняя Значение деформации усадки: среднее Подвижность бетоной смеси: повышенная	Изготовление монолитных и сборных бетонных, железобетонных конструкций. В массовом производстве железобетонных изделий, но необходима некоторая выдержка перед пропаркой (ТВО) изделий		Не рекомендуется при производстве пенобетона и для приготовления очень жестких составов
Гидрофобный портландцемент ГОСТ 10178-85	400, 500	ПЦ + добавка гидрофобная ПАВ	Скорость набора прочности: средняя Атмосферостойкость: высокая Морозостойкость: высокая Сульфатостойкость: средняя Значение деформации усадки: среднее Пластичность бетоной смеси: повышенная Не теряет длительное время своей активности Повышенная водонепронгицаемость	При изготовлении бетонов для дорожного, аэродромного строительства. Гидротехнические сооружения, для облицовки и штукатурки зданий

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?