При возведении объектов промышленного назначения, строительстве жилых домов, производстве отделочных и ремонтных мероприятий используются различные строительные смеси. Они включают цемент, являющийся вяжущим веществом. Он обладает уникальными характеристиками и, несмотря на появление новых стройматериалов, не имеет аналогов до настоящего времени. В рамках небольшой статьи сложно рассказать все о цементе. Вместе с тем попытаемся предоставить развернутую информацию о составе, свойствах, разновидностях и технологии производства.
Многие слышали слово «цемент». Определение этого термина можно найти в специализированных источниках. Незаменимый в строительной отрасли цемент – это сухое порошкообразное вещество неорганического происхождения. Он изготавливается путем высокотемпературного обжига известково-глиняной смеси, содержащей данные компоненты в определенных соотношениях. Полученный стройматериал обладает особыми эксплуатационными характеристиками.
При добавлении воды он меняет свойства:
Неоднократно убедились все, кто использовал цемент, что это достаточно прочный стройматериал. Искусственный монолит по твердости не уступает природному камню.
Трудно представить себе область строительства, где не использовался бы цемент
Стройматериал имеет древнюю историю. В источниках отсутствует достоверная информация про цемент. Кто изобрел его первым, – неизвестно. Историки также затрудняются дать однозначный ответ на вопрос, где был изобретен цемент. В результате раскопок и научных исследований неоднократно изучался древний цемент. Когда изобрели его? Ученые пытались ответить на этот вопрос. Они пришли к заключению, что материал появился задолго до нашей эры. Это подтверждают найденные в разных странах образцы. Они содержали гипс, известь и даже вулканический пепел.
На протяжении тысячелетий изменялись методы изготовления цемента. Постепенно утратили актуальность связующие вещества, обладающие пониженной прочностью. На смену им пришел клинкер, полученный путем обжига, а также специальные модифицирующие компоненты.
Полная химическая формула стройматериала довольно сложная. Он содержит следующие вещества:
Основу стройматериала составляют следующие ингредиенты:
До сих пор аналогов данного стройматериала еще не найдено, что свидетельствует об уникальных свойствах цемента Кроме указанных основных составляющих, вводятся специальные присадки, повышающие устойчивость цементного состава к высокой температуре, воздействию кислот, щелочей, агрессивных сред. Добавки также повышают влагостойкость, улучшают адгезию со стальной арматурой, а также влияют на подвижность цементного раствора.
В сухом виде - это сыпучая однородная масса серого цвета Использование цемента связано с его свойствами. Действующий стандарт регламентирует следующие характеристики:
После застывания цемента образуется прочное соединение, не уступающее по своей плотности камню Среди прочих характеристик можно отметить:
Качество снижается после длительного хранения на складе при повышенной влажности. Приобретая стройматериал, обратите внимание на наличие сертификата соответствия, гарантирующего качество продукции.
В строительной отрасли используются различные виды цементных материалов, отличающиеся следующими параметрами:
На упаковке, помимо марки, указывается также процентный состав добавок Различают следующие виды портландцемента:
Цемент является сухой смесью, которая используется именно для приготовления бетонного раствора На основе извести, шлаков и глины производят следующие цементные составы:
Выбирая материал для выполнения конкретных работ, учитывайте назначение стройматериала и особенности эксплуатации.
Технологический процесс изготовления предусматривает выполнение следующих операций:
Цемент – широко распространенный материал, который применяют при любых видах работ, связанных с ремонтом, реставрацией, строительством Используется различная технология, отличающаяся методом подготовки шлама:
В настоящее время производители отдают предпочтение сухому способу производства.
Область применения в промышленном и гражданском строительстве довольно широкая:
Кроме этого, материал широко используется для дорожного строительства, мостостроения, гидротехнической отрасли.
Для классификации используются два способа маркировки:
Например, портландцемент, изготовленный по европейским нормам, маркируется ЦЕМ 1 или ЦЕМ 2, в зависимости от вида добавок. Аналогичный материал, изготовленный по внутригосударственному стандарту, маркируется ПЦ. Соответственно, обозначение шлакопортландцемента может быть ЦЕМ 3 или ШПЦ. Оба нормативных документа сейчас действуют, что удобно производителям цементной продукции.
Ознакомившись с материалом, можно получить информацию о составе, характеристиках, особенностях изготовления, маркировке и свойствах стройматериала. Теперь не возникнет вопросов при слове «цемент». Что это такое – мы разобрались. При покупке необходимо обращать внимание на характеристики и марку материала согласно специфике выполняемых работ. Представленная информация поможет принять правильное решение.
Цемент является одним из самых востребованных строительных материалов. Область применения цемента практически не ограничена. Его используют при возведении фундаментов и устройстве кровель, укладке напольных покрытий и установке сантехприборов. Основной функцией цемента является скрепление конструктивных элементов возводимых зданий. Он входит в состав бетонных растворов, применяемых для изготовления строительных конструкций, с его помощью выравнивают различные поверхности. Любой, даже самый незначительный домашний ремонт не обходится без этого универсального материала.
С латинского «caementum» переводится как щебень или битый камень. Этот порошкообразный материал является искусственно созданным вяжущим, состоящим из клинкера, определенного количества гипса, минеральных добавок и различных наполнителей. При затворении цемента водой или другими жидкостями, образуется пластичная масса, способная при затвердевании превращаться в камневидное тело.
Цемент является основной составляющей бетонного и цементно-песчаного раствора. Он обладает уникальной способностью набирать свою прочность при воздействии влаги, чего не скажешь о гипсе или воздушной извести, твердеющих в сухих условиях.
Интересен тот факт, что еще древние римляне к извести подмешивали вулканический пепел или дробленый камень. Это можно считать началом истории появления цемента.
Одной из основных особенностей цемента является отличие его технических характеристик в пределах каждой страны и даже отдельных регионов, где он выпускается. Причина заключается в том, что любой из заводов связан со своими месторождениями, поставляющими компоненты для изготовления материала. Портландцемент, произведенный, к примеру, в России, существенно отличается от цемента, изготавливаемого в Германии или других странах.
В связи с этим, производители определили основные показатели, на которые необходимо ориентироваться и по которым производится маркировка цемента:
Следует отметить, что от величины вышеперечисленных показателей во многом зависит область применения цемента и качественные характеристики бетонного раствора.
Сфера использования различных видов цемента зависит от его марки, которая выражается в цифрах, обозначающих прочность на сжатие в кг/см2. Наиболее распространенными являются марки 400 и 500, без которых при возведении любого строительного сооружения обойтись просто невозможно. Более прочный цемент – М600 – используется для военных объектов. С его помощью строят бункеры и, даже, ракетные шахты.
Без какого материала не обходится сегодня современное строительство? Конечно же, без цемента. Цемент является основным компонентом при заливке фундаментов, возведении монолитно-каркасных зданий, производстве железобетонных плит, приготовлении штукатурных растворов и строительных смесей. На сегодняшний день альтернативы этому уникальному материалу нет. Так как продукт относительно недорогой и имеет высокие показатели прочности, его применяют практически во всех строительных сферах.
Из чего состоит цемент — какими свойствами обладает?
Цемент представляет собой мелкодисперсный порошок серого (белого) цвета, образующий при добавлении воды пластичную вязкую массу, которая может принимать любую форму. При высыхании она становится подобна камню по прочности. Причем, затвердевать цементу свойственно, как на воздухе, так и в воде.
Производится цемент в 4 этапа:
Свойства цемента таковы, что при смешивании его с водой и образовании кристаллогидратов выделяется тепло. Это обязательно нужно учитывать при проведении строительных работ, поскольку в монолитах верхние слои остывают быстрее, а внутренние медленнее, что в результате может приводить к образованию трещин.
Из-за гигроскопичности цемента хранить его рекомендуется в сухих помещениях, поскольку под воздействием влаги в нем образуются комки. Такой материал теряет свои изначальные свойства и не может использоваться на ответственных участках.
Кроме того, цемент характеризуется:
Марка цемента означает предел его прочности на сжатие. Так, например, марка М 200 означает, что выдерживаемая нагрузка не превышает 200 кгс/см 2.
Преимущества и недостатки цемента
Из явных преимуществ цемента можно выделить:
Недостатки цемента:
Виды цемента — выбираем, какой лучше?
Существует много разновидностей цемента, но основным компонентом для их производства служит портландцемент. После внесения в него добавок, в определенном составе и количестве, происходит изменение технических характеристик вида.
Основными видами цемента на сегодняшний день являются:
Отдельно не используется, а служит основой для производства других видов цемента.
Получается в результате помола клинкера, шлака, добавления активных веществ. Использование шлаков способствует снижению стоимости продукта.
Для него характерна повышенная огнестойкость. Даже при температуре 16000С его технические характеристики почти не меняются. При застывании выделяет тепло.
Имеет, как правило, повышенные прочностные характеристики. Набирает расчетную прочность намного быстрее конструкций, создаваемых на основе обычного цемента.
Компенсирует усадку бетона за счет своего расширения на этапе схватывания и затвердения раствора.
Легко затвердевает в жидкой среде, отличается повышенной морозоустойчивостью, водонепроницаем. На воздухе затвердевает медленней.
После затвердевания проявляет особую устойчивость к сульфатной среде.
| Вид цемента | Рекомендовано применение | Состав (без портландцемента) |
| Быстротвердеющий | Скоростное строительство, железобетонные конструкции | |
| Шлаковый | Приготовление растворов и бетонов | Шлаки, известь, гипс |
| Расширяющийся | Соединение железобетонных конструкций, заполнение трещин и швов, фасадная штукатурка стен из ракушечника | Гипс, кальция гидроалюминат и другие добавки |
| Глиноземистый | Промышленное строительство, связанное с агрессивной газовой или водной средой, высокими температурами. Аварийные и ремонтные работы. Возможно временное заделывание пробоин в кораблях. | Гипс, высокоглиноземистые шлаки |
| Пуццолановый | Для подводных и подземных конструкций, не подвергающихся резкому перепаду температур | Трепел, диатомит, гипс |
| Сульфатостойкий | Гидротехническое строительство | Силикат, кальция гидроалюминат |
Как видим, разновидностей цемента много. Обширна и сфера их применения. Поэтому сказать, какой из цементов лучше, однозначно не получится. В зависимости от тех или иных условий, температурного режима при эксплуатации, расчетной прочности и так далее следует выбирать подходящий вид и марку материала.
Марок цемента тоже достаточно много, поэтому остановимся на самых основных:
Как выбирать цемент?
Цемент лучше покупать в мешках. На них хоть указаны характеристики материала, рекомендации по применению, данные о производителе. Желательно также проверить у продавца сертификаты качества. Еще обратите внимание на внешний вид цемента. Он должен быть серым, без зеленоватого оттенка. Если взять цемент в руку, то он должен просыпаться сквозь пальцы, как мука, без всяких комочков.
Сферы применения цемента: для каких целей рекомендовано применять?
Цемент повсеместно используется при проведении строительных, ремонтных и реставрационных работ:
Статья полностью посвящена цементу, как самому популярному вяжущему веществу. Мы задались целью предоставить максимум информации, как познавательной, так и чисто прикладной. Предлагаем рассмотреть основные свойства цемента и принципы его «работы», критерии выбора конкретного типа вяжущего, особенности маркировки, признаки контрафактной продукции и способы её выявления.
Цемент по праву занимает главенствующее положение среди всех современных строительных материалов. Применяют его повсеместно, почти на всех стадиях возведения здания. Фундаменты и бетонные кровли, штучные стеновые блоки и монолитные ограждающие конструкции, отливаемые по месту перекрытия и готовые плиты ЖБИ, ступени и лестничные марши, стяжки и перемычки, кладочные и штукатурные растворы, плиточные клеи, шпаклёвки, затирки, нивелирмассы и прочие сухие смеси — трудно строить без цемента, практически невозможно. Но не всегда он был в распоряжении людей.
Наши предки несколько тысячелетий кряду, методом проб и ошибок, искали столь универсальное вяжущее вещество, но им никак не удавалось приблизиться к идеалу. Глина, известь, гипс практически сразу попали в поле зрения древних зодчих, да их и сейчас активно используют для приготовления растворов для внутренних работ. Однако единственная проблема заключалась в том, что такие вяжущие не способны достойно противостоять воздействию влаги.
Альтернативы долгое время не было, но в самом начале нашей эры римляне смогли создать смесь, похожую на современный бетон — археологи нашли и датировали первым веком хорошо сохранившиеся, довольно массивные монолитные конструкции. И это были не черепки и осколки, а серьёзные сооружения, например, знаменитые римские дренажи. Считается, что строители Древнего Рима удачно поэкспериментировали с вулканическим пеплом, особенно примечательными оказались почвы в районе Поццуоли близ Неаполя, которые могли схватываться даже под водой. Всё бы ничего, но со временем технология получения пуццоланового вяжущего была безвозвратно утеряна, алхимики снова принялись изобретать волшебный порошок, превращающийся в камень.
На рубеже 18-19 веков появились первые цементы нового времени. Кому стоит отдать пальму первенства на открытие, как обычно, сказать сложно — всё происходило молниеносно и практически одновременно. В 1796 году Джеймс Паркер при 800-900 градусах обжёг смесь глины с известью и получил «романцемент» (римский цемент). Луи Века в 1817 году опубликовал (без патентования технологии) свои исследования о гидравлических свойствах смеси извести и вулканического пепла, где подробно описывал температуры, соотношения, условия, составы. 1824 год — Джозеф Аспдин доработал теоретическую базу предшественников и быстро получил патент на «портландцемент» (по некоторым характеристикам похожий на горные породы из английского городка Портленд).
Практически параллельно с англичанином о своём открытии цемента заявляет наш соотечественник Егор Герасимович Челиев, но патент уже выписан подданному Британской Империи, и это инновационное вяжущее надолго получает название «английский цемент». После Всемирной лондонской выставки 1851 года цемент обретает всеобщее признание, во всех развитых странах начинается его массовое производство. В 1856 году первый цементный завод открывается в России. Настоящий строительный прорыв был достигнут с внедрением в жизнь производных от цемента материалов — бетона и железобетона, ждать долго не пришлось, это случилось в середине 19 века.
Прошло более двухсот лет, но технология производства цемента принципиально не изменилась, разве что применяются теперь более совершенные агрегаты, тоньше стал помол, появились специальные добавки, установились чёткие параметры контрольно-весовых манипуляций. Процесс получения цемента происходит примерно по следующей схеме:
Так, при показателях градусника ниже нуля этот процесс практически останавливается, а вот при искусственном повышении температуры можно очень быстро довести изделие до проектной марки. На этом основана технология пропарки железобетонных изделий при температуре в 80-90 градусов, которые за 10-12 часов набирают 60-70 процентов прочности, могут выниматься из форм и отгружаться. На ускорение нарастания прочности работают и системы электропрогрева.
Отдельно необходимо отметить, что в процессе гидратации цемента выделяется энное количество тепла. В нормальных условиях это явление обязательно контролируют, так как в массивных монолитах наружные слои бетона остывают быстрее, а внутренние — медленнее, из-за чего могут возникать термические напряжения, приводящие к образованию трещин. Зимой активное тепловыделение является несомненным плюсом, так как температура уложенного бетона дольше поддерживается на высоком уровне (нужно лишь утеплить рабочую зону), и прочность продолжает нарастать. Количество выделяемого тепла зависит от тонкости помола и минералогического состава цемента, отрегулировать тепловыделение можно либо подбором конкретного типа цемента, либо применяя минеральные добавки.
Влага для гидратации необходима. Но на самом деле водопотребность цемента сравнительно небольшая, одной части воды к пяти-шести частям цемента вполне достаточно, чтобы это вяжущее превратилось в тесто и начало твердеть. Однако растворы с таким водоцементным соотношением (В/Ц) являются малоподвижными, имеют малую удобоукладываемость, поэтому на практике применяют пропорцию близкую к 1:2 — воды вдвое меньше цемента.
Больший показатель В/Ц влечёт к образованию в цементном камне излишнего количества воздушных пор (лишняя вода со временем испарится), что существенно снижает прочность готового изделия, марку раствора/бетона. Уменьшить количество воды, но при этом сохранить нормальную густоту цементного теста (НГЦТ), можно добавлением в смесь поверхностно-активных добавок, что даёт возможность сократить расход цемента и повысить прочность и долговечность бетона. Введением в состав раствора пуццолановых добавок, и применяя более тонкий помол порошка, удаётся увеличить водопотребность цемента.
Через 3-5 часов под действием гравитации тяжёлые частицы цементного раствора оседают, а на поверхность поднимается слой воды. Это так называемый эффект расслоения, который проявляется при использовании большого количества лишней влаги. Расслоение нарушает целостность бетонного массива с уменьшением его прочности, тем более при многослойной заливке. Процесс расслоения имеет место и внутри массы, когда вода скапливается под нитками арматуры и частицами крупного заполнителя, естественно, с разрушением необходимых связей. Расслоение раствора сильно ухудшает его удобоукладываемость.
Заметим, что умеренное водоотделение считается нормальным свойством для большинства цементов (особенно в бетонах), его интенсивность напрямую зависит от характеристик сырья, на котором работает производитель. Однако если процент водоотделения при нормальном В/Ц существенно превышает 15-процентный барьер (по отношению к цементному тесту), то это обстоятельство может являться признаком цемента низкого качества.
Высокая водоудерживающая способность (по сути это увеличенная водопотребность) цемента считается плюсом, так как бетон из него получается более однородным с хорошим сцеплением цементного камня с арматурой и щебнем.
Водопотребность и водоотделение конкретных цементов может разниться, поэтому, выбирая оптимальное водоцементное соотношение, следует руководствоваться не только требованиями к подвижности растворов и прочности изделий, но и изучить свойства вяжущего вещества. Для оценки водоудерживающей способности цемента и водоотделения рекомендуется произвести пробную заливку. Корректируются эти показатели… правильно, введением специальных добавок.
При образовании цементного камня в монолите можно наблюдать объёмные деформации — масса со временем усаживается. Особенно явно этот процесс протекает в случае сильного тепловыделения. Если усадка происходит слишком сильно, то избыточное внутреннее напряжение в бетоне может стать причиной его разрушения. В соответствие с новыми ГОСТами производители цемента должны в лабораторных условиях проверять равномерность деформаций, по нормам они не должны превышать порог в 10 мм.
Прочность — это важнейшая характеристика цемента, от которой зависит прочность и долговечность бетона. Поэтому выбор цемента только по марке или классу является вполне объяснимым явлением. Для определения прочности исследуют созревший до необходимого уровня (28 дней или пропаренный) образец изделия — балочку размером 40x40x160 мм, изготовленную из цементно-песчаного раствора пропорции 1:3. Суть измерения заключается в определении предельных нагрузок (исчисляются в МПа), при которых наступает разрушение. По результатам исследований цемент относят к определённой марке или классу прочности, о них мы будем говорить далее.
Есть одно, более корректное понятие, лучше определяющее прочностные свойства цемента — это его активность. Учитывая, что максимальная прочность бетоном набирается вовсе не 28 суток, а значительно дольше, то лучшую марку, более высокий класс к данному моменту покажет более активный цемент, который успел нарастить большую прочность и позволит раньше снять опалубку и продолжить строительные работы. Активность цемента напрямую зависит от его состава и тонкости помола, а если говорить о «сторонних» факторах — то от температуры окружающего воздуха и от водоцементного соотношения.
При длительном хранении активность цемента существенно снижается, причиной тому атмосферная влага, которая впитывается порошком. Именно поэтому на цемент устанавливается срок хранения в 60 дней. Его ещё можно использовать и по истечении этого времени, но фактическая марка уже не будет соответствовать заявленной — потребуется увеличивать его содержание в растворе.
Мы много раз уже упомянули данную характеристику цемента, пожалуй, стоит сказать о ней отдельно. Цемент тонкого помола активнее вступает в процесс гидратации, так как взаимодействие с водой начинается с поверхности частиц, суммарная площадь которой будет значительно больше, чем у цемента грубомолотого. Тонкомолотый цемент характеризуется меньшим водоотделением, он быстрее набирает прочность (то есть является более активным и прочным), обеспечивает лучшую удобоукладываемость.
К некоторым недостаткам тонкого помола стоит отнести склонность к усадкам и быстрой потере активности при ненадлежащем хранении. Учитывая все «за» и «против», во многих странах выработаны стандарты по толщине зерна и обозначены минимально допустимые значения. Сейчас тонкость помола измеряют в суммарной площади поверхности зёрен (см 2) на один грамм цемента — норматив для портландцемента составляет 2250 см 2 /г, для быстротвердеющего цемента — не менее 3250 см 2 /г.
Несмотря на высокий теоретический удельный вес цемента (3000-3200 кг/м 3), на практике его плотность намного ниже, и может меняться. Всё дело тут в межзерновой пустотности — воздух заполняет промежутки между частицами цемента, особенно если порошок наэлектризован после пневматической выгрузки. Фактическая плотность свежего цемента составляет около 1100-1200 кг/м 3 , а вот после хранения и транспортировки она составит где-то 1500 кг/м 3 и более. Влияет на удельный вес цемента не только его состояние, но тонкость или грубость помола.
Очевидно, что для приготовления бетона/раствора цемент необходимо взвешивать и дозировать только в массовом соотношении, как, впрочем, и воду, и все заполнители.
Отметим ещё несколько особых свойств цемента, которые так или иначе влияют на его потребительские характеристики.
Коррозионная стойкость отображает способность цементного камня (он в бетоне самый слабый элемент) противостоять внешним физическим и химическим воздействиям, таким, как вымывание или, например, истирание. Высокой устойчивостью к коррозии отличается пуццолановый цемент.
Морозоустойчивость — характеризует цемент, как способный большее количество раз, по сравнению с обычным, замерзать и оттаивать. Здесь важна плотность цементного камня, в котором будет меньше пор и свободной воды, способной, замерзая, разрушать структуру монолита. Долговечность конструкции, к которой предъявляются повышенные требования по морозостойкости, можно оптимизировать, применяя гидрофобный цемент.
Водонепроницаемость необходима для предотвращения вымывания бетона в особо влажной среде. Повышается она внесением в цемент специальных добавок. По определению, устойчивым к воде является расширяющийся водонепроницаемый цемент.
Устойчивость к сульфатам-ионам необходима, если ведётся возведение гидросооружений. Тут стоит применить специальные сульфатостойкие цементы.
По-настоящему качественный цемент характеризуется постоянством всех, присущих ему полезных свойств. Рассматривать соответствие цемента нормативам следует только в комплексе.
Практика показывает, что нет цемента «на все случаи жизни» — в тех или иных условиях эксплуатации, для конкретного вида работ требуется вяжущее с особенными свойствами. На данный момент существует около тридцати видов цемента, каждый из которых имеет свою область применения, может отличаться минеральным составом, набором добавок, скоростью схватывания и затвердевания…
Есть условное разделение цементов на общестроительные (портландцемент, шлакопортландцемент, портландцемент с минеральными добавками), и цементы специального назначения.
Портландцемент является классическим вяжущим, на основе которого изготавливают большинство самых ходовых специальных цементов. Он составляет 99% всего производства цемента. Портландцемент подойдёт для изготовления монолитных бетонов, кладочных и отделочных растворов, железобетонных изделий с пропаркой, изготовления стеновых блоков и тротуарной плитки. В подавляющем большинстве случаев, для индивидуального застройщика лучший вариант — это ПЦ марки 400 или 500.
Шлакопортландцемент, кроме клинкера и гипса, имеет в своём составе определённое количество гранулированного шлака. Этот вид цемента, если сравнивать с обычным ПЦ, медленнее затвердевает, выделяет меньше тепла (хорошо подходит для создания массивных конструкций), имеет малую степень объёмных деформаций, более устойчив к влаге и высокой температуре, он немного дешевле. Применяется ШПЦ для производства растворов и бетонов; изделий, находящихся под землёй и во влажных условиях; стеновых блоков и строительных смесей.
Быстротвердеющий цемент обеспечивает скоростное нарастание прочности, что позволяет оптимизировать оборачиваемость опалубки. Эффективно применяется при монолитном строительстве. Ускорение образования цементного камня обеспечивается внесением минеральных добавок или сверхтонким помолом порошка.
Пластифицированный цемент, благодаря поверхностно-активным добавкам, имеет улучшенную подвижность и удобоукладываемость. Обладает существенной коррозиеустойчивостью и морозостойкостью, используется для строительства дорог, аэродромов, гидротехнических сооружений.
Гидрофобный цемент меньше впитывает влагу из воздуха, дольше сохраняет активность, не образует комков при хранении. Применяется для получения морозостойкого и влагонепроницаемого раствора, отлично подходит для наружной штукатурки и других видов облицовки зданий мокрым способом.
Напрягающий цемент расширяется во время образования цементного камня. Отлично подходит для ремонтных работ (заделка трещин, швов). Отличается хорошей морозостойкостью и непревзойдённой влагонепроницаемостью, поэтому очень успешно применяется для возведения фундаментов и монолитных стен подвалов, бетонных кровель, бассейнов, ёмкостей.
Глиноземистый цемент очень быстро набирает проектную прочность (до половины за сутки). Во время отвердевания выделяется большое количество тепла, поэтому данный вид цемента хорошо подходит для зимних работ.
Расширяющийся цемент без последующих усадок увеличивается в объёме при образовании цементного камня. Применяется для производства гидроизоляционных смесей, для строительства гидротехнических сооружений, заделки швов различных конструкций.
Пуццолановый цемент отличается длительным периодом затвердевания, высокой стойкостью к коррозии, морозостойкостью. При затвердевании выделяет очень мало тепла, поэтому целесообразно его применять для изготовления массивных бетонных конструкций, в том числе подземных и подводных.
Сульфатостойкий цемент используют для строительства бетонных конструкций в воде — сваи, опоры мостов, фундаменты на участках с переменным уровнем грунтовых вод. Этот цемент может быть усовершенствован гидрофобными и пластифицирующими добавками.
Тампонажный цемент хорошо выдерживает высокие температуры (до 150 градусов), отличается повышенной прочностью на изгиб, что необходимо для эксплуатации в глубоких газовых и нефтяных скважинах. Применяется для изоляции скважин от грунтовых вод.
Цветные цементы используются для производства декоративных монолитных изделий, не требующих последующей отделки. Получают их введением в состав традиционного цемента специальных пигментов.
Белый цемент изготавливают, применяя белую глину и резко охлаждая клинкер на выходе из печи. Он имеет высокую стойкость к внешним воздействиям, быстро набирает прочность. Используется для производства декоративного бетона и светлых штукатурных смесей. Является основой для получения цветного цемента.
Чтобы потребитель мог безошибочно выбрать необходимое ему вяжущее вещество, все цементы подлежат обязательной маркировке. На данный момент наиболее распространённым является условное описание цемента в соответствие с ГОСТ 10178-85 , но постепенно отечественные производители переходят на маркировку цемента по ГОСТу 31108-2003, который по нормативам максимально приближен к стандартам Евросоюза (в частности EN 197-1). На самом деле, технология изготовления цемента не изменилась, поменялись лишь методы лабораторных испытаний. Теперь для измерения прочности образцы производят по фиксированному водоцементному соотношению В/Ц = 0,5, с применением песка разных фракций.
Вещественный состав цемента характеризуется римскими цифрами:
По прочности на сжатие цементы имеют подразделение на классы — 22,5; 32,5; 42,5; 52,5. Эти цифры обозначают минимальную прочность в МПа для образцов цементного камня возрастом в 28 суток.
Для цемента класса 32,5; 42,5; 52,5 есть литерное обозначение скорости набора прочности в возрасте 2 и 7 суток. «Н» означает нормальнотвердеющий, «Б» — быстротвердеющий.
Количество добавок в цементе маркируется следующим образом:
Тип добавки обозначается так:
Для примера, ЦЕМ II/А-Ш 42,5Б — это портландцемент с добавкой в виде гранулированного шлака (до 20%), быстротвердеющий, прочность на сжатие не менее 42,5 МПа.
Состав цемента обозначается следующими аббревиатурами:
Литерами указываются особые свойства цементов:
Прочность на сжатие цементного камня отображается маркой: 300, 400, 500, 550, 600, 700 (испытания образцов проводятся с произвольным В/Ц и монофракционным песком).
Наличие минеральных добавок обозначают так:
Быстротвердеющий цемент маркируется буквой «Б».
Для примера, ПЦ-500-Д20-Б — это быстротвердеющий портландцемент марки 500, который содержит минеральные добавки в количестве от 5 до 20%.
Цементы с обозначением прочности по обоим ГОСТам могут быть условно сопоставлены. Вот таблица, по которой можно понять фактическое соотношение класса и марки:
| ЦЕМ I 52,5Н | ПЦ 600-Д0 |
| ЦЕМ I 42,5Н | ПЦ 500-Д0 |
| ЦЕМ I 42,5Н | ПЦ 400-Д0 |
| ЦЕМ I 32,5Б | ПЦ 400-Д0 |
| ЦЕМ I 32,5Н | ПЦ 400-Д0 |
| ЦЕМ II/А-Ш 42,5Н | ПЦ 500-Д20 |
| ЦЕМ II/А-Ш 32,5Б | ПЦ 400-Д20 |
| ЦЕМ II/А-Ш 32,5Н | ПЦ 400-Д20 |
| ЦЕМ II/В-Ш 32,5Н | ШПЦ 400 |
| ЦЕМ II/А-К (Ш-П) 42,5Н | ПЦ 500-Д20 |
| ЦЕМ II/А-К (Ш-П) 32,5Б | ПЦ 400-Д20 |
| ЦЕМ II/А-К (Ш-П) 32,5Н | ПЦ 400-Д20 |
Многие застройщики и горе-строители не уделяют внимания качеству приобретаемого цемента, ставя во главу угла только его цену. Между тем, покупка цемента — очень ответственное дело, так как рынок наполнен фальсификатом разного рода, начиная от недовеса (в мешке может не хватать и 10 килограмм, и более), заканчивая пересортицей и разбавлением цемента совершенно ненужными «добавками» (минеральный порошок для асфальтобетона, шлак, зола-унос, доломитовая пыль). Некоторые дельцы даже умудряются полностью схватившийся цементный камень перемолоть и снова упаковать. Кстати, бывают серьёзные вопросы к дешёвому заводскому цементу, завозимому из-за рубежа, который может изначально иметь марку ниже заявленной или потерять активность вследствие длительной доставки и неправильного хранения (насыщение влагой при морских перевозках, сильное комкование при многоярусном складировании…).
Итак, как же не попасться в западню «выгодной» цены, давайте рассмотрим некоторые правила.
Приобретайте цемент только проверенных известных производителей. Отдайте предпочтение отечественным заводам. Есть смысл сделать закупку на фирмах, занимающихся производством бетона и ЖБИ, или у крупного поставщика заводского цемента.
Обходите стороной цемент, стоимость на который уже на 10-20 процентов ниже рыночной. Проверьте на сайте производителя, каковы отпускные цены на данный момент, чудес быть не может — в рознице цемент должен быть дороже.
Купите мешок цемента на пробу, всеми доступными способами исследуйте его. Лучший вариант, если обратитесь в лабораторию при ближайшем бетонном заводе, там вы сможете выяснить фактическую прочность (марку), тонкость помола, равномерность изменения объёма, сроки схватывания и прочие нюансы.
Покупайте цемент, тарированный в 4-5-слойные мешки из крафт-бумаги. Подделку пакуют в простенькие мешки с двумя или тремя слоями. Обратите внимание на целостность мешков.
Взвесьте мешок, погрешность массы не должна превышать 1 килограмм.
Внимательно изучите маркировку. На мешке должна иметься следующая информация:
Попросите продавца представить документы на цемент:
Визуально и собственноручно проверяем цемент:
Проводим испытания в домашних условиях. Готовим цементное тесто на основе соляно-щелочной минеральной воды, делаем из массы небольшой диск диаметром 10-15 см. Изделие из качественного портландцемента схватится за 5-10 минут и существенно нагреется, на краях тела могут появиться небольшие трещины. Фальсификат будет застывать очень долго (до часа), диск не нагревается, может схватиться отдельными участками, сильно растрескаться и вовсе не держать форму.
Как видим, цементный вопрос не так прост, как кажется на самом деле. Но, если со всей ответственность подойти к выбору цемента, научиться правильно пользоваться этим, вроде бы, таким привычным вяжущим веществом, то никаких проблем на вашей стройплощадке не случиться, вы с гордостью сможете сказать: «Мой дом — моя крепость».
Цемент является одним из важнейших строительных материалов. Он используется в строительной практике уже более 150 лет. В последние четыре десятилетия были сделаны крупные научные открытия, благодаря которымпоявилисьновые разновидности цемента, и значительно улучшилось качество существующих видов данного строительного материала.
На самом деле, приобретая цемент, большинство покупателей знают о данном строительном материале не так уж и много. Соответственно, растворные стяжки, фундамент и кирпичная кладка получаются низкого качества и начинают быстро разрушаться под действием грунтовых вод, мороза или тяжелой физической нагрузки. Кроме того, незнание особенностей того или иного вида цемента приводит к перерасходу материала. Поэтому, для сокращения денежных затрат и повышения качества создаваемых объектов, необходимо иметь хотя бы общее представление о свойствах и специфике часто используемых в строительстве разновидностей цемента.
Портландцемент сульфатостойкий. Основное преимущество данного вида цемента – устойчивость к сульфатам – достигается путем снижения в сырьевой массе количества алюминатов кальция, точнее трехкальциевого алюмината (формула -3CaO*Al 2 O 3 (3Ca)). На сегодняшний день выпускается портландцемент сульфатостойкий, обогащенный активными минеральными добавками, и портландцемент сульфатостойкий без каких-либо добавок. Активность даннойразновидности цемента значительно меньше, нежели у БТЦ марки 500 и 400.
Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ). Этот портландцемент в первом периоде твердения характеризуется интенсивным нарастанием прочности. Специальные минеральные добавки и их надлежащий подбор позволяют существенно повысить механическую прочность БТЦ марок 500 и 400. В соответствии с общепринятыми стандартами прочность такого цемента нормируется даже в 3-суточном возрасте, а не только в 28-суточном. При этом на третьи сутки предельная прочность материала при сжатии должна составлять не менее 20-25 Мпа. Предназначен быстротвердеющий портландцемент для создания железобетонных изделий и конструкций в заводских полигонных условиях. Часто применяется БТЦ и при скоростном строительстве. Использование данного вида цемента позволяет не осуществлять тепловлажную обработку бетона.
Цементы с добавлением поверхностно – активных веществ. Чтобы улучшить некоторые свойства цемента, иногда в его состав дополнительно вводятся поверхностно-активные добавки (гидрофобные и пластифицированные). Их общее количество в пересчете на сухое вещество, как правило, составляет 0,3% от массы цемента. Пластифицированные добавки, собираясь на зернах цемента,образуют особые защитные пленки, которые устраняют сцепление этих зерен между собой. Соответственно, бетоны и растворы на таком материале становятся более подвижными и легко укладываются. А гидрофобные добавки способствуют повышению водоотталкивающих свойств готовых конструкций.
Портландцементы цветные. Создаются путем добавления пигментов на этапе помола клинкера. Количество органического пигмента должно составлять не более 0,3%, а минерального – не более 10%.
Портландцементы белые. От стандартных цементов отличаются белой окраской. Сырьем для их производства служат глины и известняки, в которых содержится очень мало красящих окислов – титана, марганца и железа. Тонкость помола данного материала несколько выше, нежели у других видов цемента: допускается остаток носителя не более 12%.
Портландцементы тампонажные. Незаменимы при тампонировании газовых и нефтяных скважин (ограждают их от грунтовых вод). Цементы данного вида должны строго соответствовать таким жестким техническим требованиям как:
Бывают нескольких видов, наиболее популярными из которых являются:
Растворы на основе таких цементов дают приращение в объеме – расширяются. Состоят они из особой расширяющей добавки и основного вяжущего компонента. В результате химической реакции между этими двумя компонентами и происходит приращение в объеме. Расширение раствора вызывают несколько видов химических реакций (одна из них — гидратация кальция).
Расширяющиеся цементы могут быть:
Создается на основе быстро твердеющего на воздухе и в воде высокопрочного вяжущего материала, получаемого в результате обжига сырьевой смеси, богатой оксидом кальция и глиноземом. Не содержит минеральные добавки и гипс. Качество материала зависит от наличия в его составе алюмината кальция: чем этого элемента больше, тем качество цемента выше. Именно алюминат кальция при нормальных сроках схватывания обеспечивает быстрое твердение цемента.
Однако высокая скорость отвердевания не означает быстрое схватывание. Стандартные сроки схватывания такого материала – не позднее 12 часов и не ранее 30 минут. При увеличении тонкости помола и повышении температуры воды скорость схватывания значительно увеличивается. Также скорость схватывания может увеличиться после добавления в раствор портландцемента или извести, соответственно смешивать данную разновидность цемента с другими вяжущими элементами не рекомендуется. Потребность в воде у глиноземистого цемента на 10% выше, чем у портландцемента. Однако при этом вода идет на гидратацию, а не остается в свободном состоянии.
Соответственно, бетон из такого цемента отличается большей плотностью и морозоустойчивостью, хотя усадка его меньше. Глиноземистый цемент выпускается трех марок – 600, 500 и 400. Максимальная прочность материала, как правило, достигается к первому и третьему годам твердения. Кроме того, он отличается высокой устойчивостью к воздействию хлористых, сульфатных, углекислых и прочих минерализированных вод. Но растворы щелочей способны разрушать цементный камень. Чаще всего глиноземистый цемент используют при аварийных работах, скоростном строительстве и зимнем бетонировании. Также на его основе создают жаростойкие бетоны.
В процессе бурения температура горных пород оказывает значительное влияние на статическое напряжение сдвига, вязкость и водоотдачу бурового раствора: чем выше температурные показатели горных пород, тем сложнее поддерживать в допустимых пределах вышеуказанные параметры. В некоторых случаях для прохождения таких зон кроме термостойких реагентов требуются разные несовместимые системы буровых растворов. А это, в свою очередь, вызывает необходимость разделения подобных зон при помощи обсадных колонн. Наличие значительной разности температур требует использования тампонажных цементов.
Специфика применения таких цементов обусловлена тем, что тампонажный камень (как с наполнителями, так и в чистом виде) отличаетсявысокойтрещиноустойчивостыо, даже при контакте с жестким основанием (например, с горными породами). Конечно, при наличии за цементным камнем каверн, трещинообразование при залповой перфорацииможно проследить в абсолютно всех случаях. Однако множественность или малочисленность их зависит от добавок, введенных в состав цемента: глины а также асбестовые и волокнистые материалы способствуют уменьшению количества трещин.Тем не менее, специалисты не рекомендуют (из-за показателей трещинообразования) использовать тампонажные цементыпри разобщении пластов.
Для выполнения локальных задач созданы тампонажные цементы определенных видов:
Сульфатостойкие цементы используются для создания бетонов, необходимых при возведении железобетонных конструкций с повышенной устойчивостью к водам, насыщенным сульфатами. Также из таких цементов сооружают объекты, подвергающиеся постоянному воздействию влаги и периодическому замораживанию/таянию.
Соответственно, сульфатостойкие цементы незаменимы при возведении стоящих в воде свай, мостовых опор в реках и при строительстве конструкций, попадающих время от времени в условия меняющейся влажности. В данном случае очень важна коррозионная стойкость бетона, напрямую зависящая от состава цемента. Поочередное высушивание и увлажнение бетонной конструкции, а также воздействие воды, содержащей сульфаты, соли и другие агрессивные вещества, может привести к появлению «высолов» на поверхности сооружений и постепенному разрушению бетона. Продлить срок эксплуатации такого объекта можно за счет использования при его строительстве сульфатостойких цементов. Кроме того, за счет пониженного содержания тепловыделяющих компонентов и пониженной экзотермии разрешается применение таких цементов при обустройстве наружной зоны крупных гидротехнических сооружений.
Декоративные цементы являются не только эффектным, но и весьма эффективным отделочным материалом. Они долговечны, прочны и красивы. Учитывая тот факт, что современное строительство никак не может обойтись без использования сборного железобетона, декоративные портландцементы способны помочь в оформлении элементов фасада индустриальными методами еще на этапе формования. С каждым годом расширяется производство стеновых панелей, внешний фактурный слой которых выполнен из цветных бетонов.
Цветные портландцементы (в соединении с заполнителем и каменной крошкой) фактически придают . Также с помощью цветных цементов можно создавать особые красители для отделки фасадов зданий. Как правило, такие красители на 90% состоят из цветного цемента, на 2% — из хлористого кальция, на 7% — из извести пушонки и на 1% — из стеарата кальция.
Цвет портландцементов может быть желтым, розовым, коричневым, красным, зеленым, голубым или черным. Особенно эффектно такие материалы смотрятся при архитектурно-декоративном оформлении различныхсоружений. К тому же из них можно создавать плиточные и мозаичные облицовки, террациевые покрытия полов, полы из гранитной или мраморной брекчии а также другие мозаичные изделия.
Хлористый кальций и гидрофобные добавки придают слою, который был окрашен, постоянную влажность, делая цвет более стабильным. Известь-пушонка играет роль пластификатора, одновременно нейтрализуясернистый и прочие кислые газы, загрязняющие атмосферу.
Рекомендуется применение цветных цементов и при изготовлении опознавательных полос на аэродромах, дорогах и пр. При этом очень важно, чтобы эти цементы обладали повышенной сопротивляемостью к истиранию.
