Цемент - це найважливіший будівельний матеріал. У будівельній практиці він застосовується вже близько 160 років. Великі наукові відкриття, які послужили основою створення нових видів цементу і поліпшення якості існуючих, відповідають останнім чотирьом десятиліттях, причому більшість з них належить радянським ученим.
Головні види цементу, що випускаються в даний час, - це портландцемент, шлакопортландцемент, пуцолановий цемент. Основою всіх цих видів цементу є клінкер, що отримується шляхом випалення в печах сировинної маси. Випал може здійснюватися в обертових або в шахтних печах.
Процес виробництва цементу полягає у видобутку цементної сировини, дробленні і тонкому його подрібненні, приготуванні однорідної сировинної суміші заданого складу, випалюванні її до спікання, розмелі отриманого клінкеру разом з невеликою кількістю гіпсу і добавками в тонкий порошок - цемент. Сировинну суміш отримують шляхом спільного чи роздільного подрібнення двох і більше компонентів і подальшого ретельного їх змішування, гомогенізації, усереднення і коригування до заданого складу в сухому стані або в присутності води. Залежно від того, як готується сировинна суміш, розрізняють два основних способи виробництва портландцементу - мокрий і сухий.
При сухому способі виробництва подрібнені сировинні матеріали висушуються і тонко подрібнюються. Отримана сировинна борошно після коригування і усереднення до заданого хімічного складу обпалюється в обертових або шахтних печах.
При мокрому способі виробництва тверді сировинні матеріали - вапняк, мергель, глинисті сланці - після їх дроблення тонко подрібнюються в присутності води в млинах і утворюють сметанообразную масу - шлам. М'які сировинні матеріали - крейда, глина та ін. - після попереднього дроблення подаються в бовтанку, де при перемішуванні з водою утворюють однорідний шлам. Крейдяний і глиняний шлами при необхідності тонко подрібнюються в млинах, надходять в басейни, де коригуються і усереднюються до заданого хімічного складу, і потім готовий шлам направляється для випалу в піч. На вітчизняних цементних заводах найбільшого поширення набув мокрий спосіб виробництва цементу.
Основні властивості цементу
При замішуванні цементного порошку водою він утворює пластичне тісто, яке поступово ущільнюється, втрачаючи пластичність. Цей процес первісного ущільнення цементного тесту називається схоплюванням. Надалі схопив цементне тісто поступово збільшує свою міцність - твердне, утворюючи «камневидное тіло».
Портландцемент являє собою тонкий порошок сіро-зеленого кольору. Його об'ємна вага в рихлому стані - 1220 кг / м3.
тепловиділення
В процесі твердіння портландцемент виділяє тепло. Екзотермії цементу в великій мірі залежить від його мінералогічного складу.
Морозостійкість і до корозії портландцементу в основному залежать від щільності бетону або розчину і мінералогічного складу цементу.
Морозостійкість і до корозії бетону зменшується зі збільшенням його пористості і підвищенням тонкості помелу цементу.
Морозостійкість розчинів і бетонів, приготованих на цементах з добавками, як правило, нижче, ніж у бетонів і розчинів, приготованих на цементах без добавок.
Області застосування
Портландцемент застосовується в залежності від марки в наступних областях будівництва.
Цемент марки 400:
- для залізобетонних монолітних конструкцій; для виготовлення збірного залізобетону.
Цемент марки 400 і 500:
- для виготовлення збірних залізобетонних конструкцій;
- для гідротехнічних споруд (при службі в прісній воді), для зовнішніх частин монолітного бетону масивних спорудженні, для виробництва довгих оболонок, що знаходяться в зоні змінного рівня води;
- при виробництві бетонних робіт зі швидкою розпалубкою;
- для виробництва азбестоцементних виробів;
- для дорожнього будівництва.
Цемент марки 600: для виготовлення збірних залізобетонних конструкцій з бетонів високих марок.
Цемент марка 700: для виготовлення високоміцних бетонів і попередньо напружених збірних залізобетонних конструкцій.
портландцемент
швидкотвердіючий портландцемент
Швидкотвердіючий портландцемент (БТЦ) отримують шляхом спільного тонкого подрібнення портландцементного клінкеру і гіпсу; при помелі швидкотверднучого портландцементу допускається введення активних мінеральних добавок, передбачених ГОСТ 6269-54 (не більше ніж 10% від ваги цементу).
Швидкотвердіючий портландцемент відрізняється інтенсивним твердением в початковий період (до 3 діб).
Наростання міцності його у віддалені терміни твердіння (до 28 діб) сповільнюється, а через більш тривалий період показники міцності швидкотверднучого портландцементу можуть бути тими ж, що і у звичайного високоякісного портландцементу.
пластифікований портландцемент
Пластифікований портландцемент є різновидом портландцементу. Виготовляють його шляхом спільного помелу портландцементного клінкеру, гіпсу та пластифицирующей поверхні активної добавки, що надає розчинів і бетонів на цьому цементі підвищену рухливість, легкоукладальність і морозостійкість. Згідно ГОСТ 970-61 пластифікований портландцемент в залежності від міцності ділиться на п'ять марок: 300. 400, 500, 600 і 700. Вимоги до міцності пластифікованого портландцементу такі ж, як і для портландцементу відповідних марок.
гідрофобний портландцемент
Слід мати на увазі, що при недостатній кількості введеної гидрофобной добавки цемент (якість якого практично не погіршується) не володітиме гидрофобностью. При введенні ж зайвої кількості гидрофобной добавки розчини будуть характеризуватися підвищеною пористістю, так як в них залучається збільшена кількість повітря. Як наслідок цього - міцність їх зменшиться.
Гідрофобний портландцемент застосовують в першу чергу в тих випадках, коли доводиться тривалий час зберігати цемент до його використання або перевозити його на далекі відстані.
Вельми доцільно застосування його для облицювання і штукатурки будівель, так як він запобігає утворенню вицвітів на поверхні штукатурки. Гідрофобний портландцемент можна раціонально використовувати при виготовленні бетонів для дорожнього, аеродромного будівництва і будівництва гідротехнічних спорудженні.
сульфатостійкий портландцемент
Сульфатостійкий портландцемент є різновидом звичайного портландцементу і відрізняється від останнього в основному тим, що виявляє підвищену стійкість до сульфатної агресії в умовах систематичного змінного заморожування і відтавання або зволоження і висихання. Отримують цей цемент шляхом спільного помелу клінкеру нормованого складу і гіпсу. За показниками міцності цей цемент поділяють на три марки: 400, 500 і 600. Сульфатостойкий портландцемент відрізняється від звичайного портландцементу зниженим тепловиділенням. Найбільш доцільно застосовувати цей цемент для бетонних і залізобетонних конструкцій, в тому числі і попередньо напружених, гідротехнічних спорудженні, що піддаються сульфатної агресії на змінному рівні горизонту води, а також для виготовлення паль, споруди опор мостів, молів, призначених для служби в мінералізованих водах.
Портландцемент з помірною екзотермії
Портландцемент з помірною екзотермії є різновидом портландцементу і виготовляється з клінкеру нормованого хімічного і мінералогічного складу, що забезпечує знижену теплоту гідратації при кілька підвищеній сульфатостійкості. Марки портландцементу з помірної екзотериміей - 400, 500. Щодо термінів схоплювання, утримання сірчаного ангідриду, окису магнію. рівномірності зміни об'єму, тонкості помелу портландцемент з помірною екзотермії повинен задовольнити вимогам, що пред'являються до портландцементу.
Портландцемент з помірною екзотермії призначається для бетонних і залізобетонних конструкцій, зовнішніх зон гідротехнічних масивних споруд працюють в умовах систематичного багаторазового заморожування і відтавання, в прісної або слабо мінералізованої води.
тампонажний цемент
Тампонажний цемент є однією на різновидів портландцементу і призначений для ізоляції нафтових і газових свердловин від дії ґрунтових вод.
Відповідно до ГОСТ 1581-42 тампонажний цемент випускається двох видів: а) для «холодних» свердловин; б) для «гарячих» свердловин.
За хімічним складом тампонажні цементи практично не відрізняються від портландцементу, внаслідок чого мінералогічний склад клінкеру тампонажного цементу на різних цементних заводах коливається в досить значних межах.
Білий і кольорові портландцементи
шлакопортландцемент
Шлакопортландцемент - в'язка речовина, що твердне у воді і на повітрі, що отримується шляхом спільного тонкого подрібнення портландцементного клінкеру, доменного гранульованого шлаку і гіпсу або шляхом ретельного змішування тих же, але окремо подрібнених компонентів.
Шлакопортландцемент відрізняється від портландцементу, приготованого з такого ж клінкеру і має ту ж тонкість помелу, дещо меншою міцністю.
Згідно ГОСТ 970-61 в залежності від міцності на стиск випускають шлакопортландцемент чотирьох марок: 300, 400, 500 і 600.
Шлакопортлаідцемент характеризується зниженим або помірним виділенням тепла при твердінні, а також меншими об'ємними деформаціями в розчині і бетоні - усадкою (на повітрі) і набуханням в воді. Шлакопортландцемент призначений в основному для бетонних і залізобетонних наземних, а також підземних і підводних конструкцій, що піддаються впливу прісних, а також мінералізованих вод з урахуванням норм агресивності води - середовища.
глиноземистий цемент
Глиноземистий цемент - швидкотвердіюче в воді і на повітрі високоміцна в'язка речовина, що отримується шляхом випалення до спікання або плавлення суміші матеріалів, багатих глиноземом і окисом кальцію, і подальшого тонкого помелу продукту випалу. На відміну від портландцементу, клінкер якого складається в основному з силікатів кальцію, глиноземистий цемент містить переважно низькоосновні алюмінати кальцію. Застосування в будівництві. Оскільки глиноземний цемент в 3-4 рази дорожче портландцементу, в будівництві він застосовується тільки в тих випадках, коли його специфічні особливості: висока міцність в короткі терміни твердіння, стійкість проти 6-1621 агресивного впливу таких речовин, які руйнують звичайний портландцемент, велике тепловиділення за короткий відрізок часу, вогнетривкість, а також хороше зчеплення з арматурою - економічно виправдовують його застосування замість звичайного портландцементу.
Глиноземистий цемент доцільно застосовувати:
-
для будівництва бетонних і залізобетонних конструкцій, які необхідно швидко ввести в експлуатацію, при ліквідації аварій, ремонті після пожеж, швидкому зведенні фундаментів під діючі машини;
-
для зведення оборонних і військово-транспортних споруд;
-
для проведення бетонних і залізобетонних робіт в умовах низьких температур,
-
для зведення спорудженні, що знаходяться а мінералізованих водах або піддаються дії сірчистих газів;
-
для виготовлення вогнетривких бетонів і розчинів.
розширюються цементи
Відмітною властивістю розширюються цементов є їх здатність до розширення в процесі схоплювання і твердіння, яке відбувається в результаті утворення швидкозростаючих кри-Сталл гідросульфоалюмінатоа кальцію на певній стадії розвитку кристаллизационной структури твердіє цементного каменю. У промисловому масштабі випускають розширюються цементи двох видів, водонепроникний цемент, що розширюється і гіпсо-глиноземистий цемент, що розширюється, що відрізняються один від одного за складом і будівельно-технічними властивостями.
Гіпс-глиноземистий цемент, що розширюється
Гіпс-глиноземистий цемент, що розширюється - бистротвердеющий в воді і на повітрі вяжушее речовина, що отримується в результаті спільного помелу високоглиноземистих доменних шлаків і природного двуводного гіпсу в співвідношенні 70: 30 за вагою.
Гіпс-глиноземистий цемент, що розширюється призначається для виготовлення безусадочних і розширюються водонепроникних розчинів, бетонів і гідроізоляційних штукатурок; для за-ділки стиків збірних бетонних та залізобетонних конструкцій; для омоноличивания і підсилення конструкцій, підливи фундаментів і закладення фундаментних болтів; для зачеканки швів і розтрубів водопровідних ліній при робочому тиску до 10 атм, створюваному не раніше 24 годин з моменту закінчення зачеканки.
Не допускається застосування гіпсо-глиноземистого цементу для виробництва конструкцій, що працюють при температурі вище + 80 ° С.