Цемент характеристики и свойства

Обновлено: 03.05.2024

Цементом называют порошкообразное вяжущее вещество, обладающее гидравлическими свойствами. Производится на основе клинкера, в который в качестве присадок добавляются минеральные добавки, содержащие сульфат кальция. Применяется в основном для приготовления строительных растворов и различных бетонов, которые имеют широкую сферу применения. Принципиальное отличие цементного раствора от других минеральных вяжущих – возможность набирания прочности даже во влажной среде, в то время как другим растворам (например, гипсовому), нужен сухой воздух.

Характеристики и свойства цементов

Для различных видов цемента присущи свои, уникальные характеристики, общими из которых считаются следующие свойства:

Стойкость цементного камня к коррозии – способность отвердевшего бетона противостоять агрессивному воздействию химических и щелочных сред. Для улучшения коррозиестойкости, при производстве в состав вводятся полимерные компоненты, снижающие пористость бетона.
Водопотребность: потребность сухого материала в определённом количестве воды для набирания необходимой подвижности готового раствора, обусловленной техническими условиями применения. При излишках воды в растворе, его поверхность получается недостаточно прочной, склонной к разрушению.
Тонкость помола – основная характеристика дисперсности цемента. Определяется количеством сухого остатка на сите после контрольного просеивания. Тонкость помола влияет на прочностные характеристики цементного камня и себестоимость производства.
Морозостойкость: устойчивость к отрицательным температурам, а также многоразовому замораживанию и оттаиванию. Качество цемента зависит от количества циклов, которое может выдержать отвердевший раствор без видимых разрушений. Для увеличения долговечности бетона используются различные минеральные присадки, увеличивающие его морозостойкость.
Прочность и предел прочности раствора определяется усилиями (измеряются в МПа), которые необходимо приложить для разрушения опытного образца. В зависимости от этого показателя цемент подразделяется на марки от М300 до М600. Для специальных объектов применяется продукция марки 700 или 1000.
Время схватывания определяется началом и окончанием отвердевания раствора. Этот показатель зависит от вида цемента, минеральных компонентов и модификаторов, входящих в состав, а также температурных и влажностных условий.

Выбор цемента: на какие характеристики обратить особое внимание

Все строительно-технические свойства цементов важны при проведении любых работ. Поэтому с уверенностью обозначить наиболее важные характеристики невозможно. Выбор производится по совокупности свойств и характеристик, наиболее полно подходящих для выполнения конкретных строительных или других задач. Именно поэтому существует довольно большое количество различных цементов, как общего, так и специального назначения.

Совет! При выборе цемента обращайте внимание на дату изготовления и фасовки, так как со временем порошкообразный материал слёживается до образования комков, вследствие чего ухудшаются его свойства.

Виды цементов

Классификация цементов на виды осуществляется в зависимости от вида клинкера и дополнительных компонентов, использующихся при изготовлении. Состав также влияет и на основную сферу применения.

Портландцемент

ПЦ – самый распространённый вид строительного материала, имеющий несколько разновидностей. Изготавливается из портландцементного клинкера, основой которого является двух и трёхкальциевый силикат, а также оксиды кремния и кальция.

ПЦ применяется в строительстве для изготовления отделочных и кладочных растворов, приготовления пенобетона, производства ж/б сборных и монолитных конструкций общего назначения.

Быстротвердеющий портландцемент

Одной из разновидностей ПЦ считается быстротвердеющий (БПЦ) материал, в состав которого кроме портландцементного клинкера входят минеральные компоненты, обеспечивающие интенсивный набор прочности на начальном этапе отвердения.

БПЦ применяется при производстве ж/б конструкций без пропаривающих камер, а также при скоростном (безостановочном) темпе строительства для приготовления кладочного раствора.

С гидрофобирующими добавками

Разновидность ПЦ с высокими водонепроницаемыми свойствами, которые достигаются путём введения в состав таких гидрофобных компонентов, как олеиновая кислота, асидол, мылонафт и так далее. Благодаря этим добавкам на поверхности цементного камня образуется гидрофобная плёнка, которая уменьшает гигроскопичность а, следовательно, влагопоглощающие свойства бетона.

Такие присадки используются при изготовлении раствора для фундаментов, ж/б конструкций, эксплуатируемых во влажных и мокрых условиях, в воде или когда есть угроза подтопления.

Цемент с ПАД

Поверхностно-активные добавки вводятся в состав в процессе помола. При перемешивании, ПАД образуют на зёрнах цемента тончайшую плёнку, предотвращающую сцепление частиц между собой. Это придаёт готовому раствору хорошую подвижность и пластичность, делает его удобоукладываемым.

Такой раствор применяется при создании сложных архитектурных конструкций, рельефных композиций, отлива декоративных элементов.

Тампонажный

Белитокремнезёмистый и низкогигроскопичный цементы изготавливаются с применением различных присадок, увеличивающих текучесть жидкого раствора, скорость схватывания и его прочность после окончательного застывания.

Применяются для защиты от грунтовых вод нефте- и газодобычных скважин методом их тампонирования.

Белый

Повышенное содержание таких силикатных и глинозёмистых компонентов, как глина, белый диатомит, каолин, известняк без окислов железа и марганца придают цементу белого оттенка. В процессе производства разогретый клинкер подвергают резкому охлаждению водой, что позволяет повысить белизну продукции.

Белый цемент используется при производстве искусственного камня, различных декоративных сухих смесей, изготовлении скульптур и других декоративных изделий, а также для устройства наливного пола.

Цветной

Если в белый цемент добавить сухой цветовой пигмент, получается цветной материал. Этот способ позволяет добиться практически любого оттенка и насыщенности раствора. Ещё один способ получения цветного портландцемента – технологический обжиг сырья. При определённой температуре клинкер меняет цвет на зелёный, жёлтый и чёрный. Особенность цветного продукта – большая усадка, выпадение солей и медленное затвердевание. Поэтому в раствор обычно добавляются пластификаторы и наполнители.

Применение цветных составов – оформление скульптур, декоративная штукатурка, производство цветной плитки и другие сферы.

Пуццолановый

Этот вид продукции включает в свой состав до 30% минеральных добавок и активные компоненты, которые вступают в химическую реакцию с цементом. Такие добавки делают готовый бетон стойким к сульфатам и пресной воде, а при изготовлении изделий автоклавным методом – очень прочным.

Изделия их пуццоланового цемента чаще всего используются при строительстве подземных или подводных коммуникаций и сооружений, так как они обладают слабой морозостойкостью.

Шлаковый

Гидравлические вяжущие, входящие в этот вид материала, изготавливаются из помолотых шлаков доменных печей и некоторых активизаторов. Железобетонные конструкции, изготовленные из шлакового цемента, отличаются высокой прочностью, а раствор применяется для кладки фундаментов и других конструкций с несущими функциями.

В зависимости от применяемых активизаторов, выделяют два основных вида продукции на основе доменного шлака:

ШПЦ: продукт с добавлением портландцемента и гипсового наполнителя. Шлакопортландцемент отличается медленно нарастающей прочностью, низкой экзотермией и устойчивостью к агрессивным средам. Применяется при строительстве портов и других гидротехнических сооружений.
ИШЦ: материал с добавлением извести, может включать небольшое содержание гипса и портландцемента, что улучшает его прочностные характеристики. Известково-шлаковый материал применяется для изготовления низкомарочного бетона, устойчивого к воздействию пресной воды.

Глинозёмистый

Изготовляется из известняка и других видов сырья, богатых глинозёмом. Помолотое сырьё подвергается термической обработке, поэтому цемент имеет тёмно-коричневый и даже чёрный оттенок. При приготовлении раствора требуется на 10% больше воды, чем для обычного портландцемента. При застывании выделяет тепло.

Глинозёмистый материал используется при проведении зимних строительных работ, аварийного строительства, ремонта мостов, подземных и других коммуникаций. Благодаря высокой огнестойкости, применяется в качестве кладочного раствора при возведении печей, каминов, дымоотводных и вентиляционных каналов.

Расширяющийся

Этот вид цемента обладает уникальной способностью расширяться в процессе твердения. Приращение объёма происходит благодаря химической реакции между вяжущим веществом и специальной добавки. В качестве вяжущего применяется глинозёмистый цемент, гипс, портландцемент и алюминат кальция. Раствор отличается быстрой схватываемостью (в зависимости от вяжущего, от 10 до 30 минут), отличной водонепроницаемостью и прочностью.

Расширяющиеся цементы применяются для изготовления ж/б труб и других изделий, эксплуатация которых предусматривает постоянный контакт с влагой, а также при ремонте различных гидротехнических сооружений и для создания водонепроницаемых швов в строительных конструкциях.

Особенности маркировки

Чаще всего цемент фасуется в мешки по 25 и 50 кг из крафт-бумаги, на которые наносится соответствующая маркировка.

1. Прежде всего, указывается нормативный документ, согласно которому произведён данный вид цемента.

2. Класс цемента по прочности на сжатие: 22,5; 32,5; 42,5; 52,5, означающий максимальное давление в МПа, которое может выдержать опытный образец.

3. Состав входящих компонентов обозначается римскими цифрами:

I – портландцемент;
II – портландцемент с минеральными добавками;
III – шлакопортландцемент;
IV – пуццолановый;
V – композиционный цемент.

4. Маркировка цемента по видам производится следующими буквенными обозначениями:

ПЦ – портландцемент;
БЦ – белый;
ВРЦ – водонепроницаемый расширяемый;
СС – сульфатостойкий;
ПЛ – пластифицированный;
ШПЦ – шлакопортландцемент;
ГФ – гидрофобный.

5. В зависимости от скорости набирания цементом прочности, наносится следующая маркировка:

ЦЕМ I – цемент с максимальной скоростью набора прочности. 50% от проектной прочности набирается меньше чем за 48 часов. Может содержать не более 5% добавок.
ЦЕМ II – содержит от 6 до 35% добавок, влияющих на скорость затвердевания раствора. Чем больше добавок, тем медленнее происходит схватывания.
ЦЕМ III – шлакопортландцемент с нормальной скоростью схватывания. Содержит добавок от 36 до 65%.
ЦЕМ IV – цемент пуццолановый. Имеет среднюю скорость твердения. Содержит различных добавок от 21 до 35% от общей массы.
ЦЕМ V – цемент на основе композиционного сырья со средней скоростью твердения. Содержит небольшое количество дополнительных компонентов (11–30%).

Способы производства цемента

Технология получения цемента включает в себя два этапа:

Получение клинкера. Минеральное сырьё, добытое различными методами, проходит дробилку, где разбивается на куски около 10 см в диаметре. После этого все компоненты, необходимые для производства смешиваются и обжигаются до получения однородной спёкшейся массы: клинкерных шариков.
Перемалывание клинкера в порошок. В клинкерный порошок вводятся дополнительные компоненты, входящие в состав данного вида цемента, после чего производится их перемешивание и дополнительный помол.

В зависимости от физическо-технических характеристик исходного сырья, производство цемента осуществляется по одной из трёх технологий:

Мокрый метод используется при изготовлении цемента из глины, мела и железосодержащих наполнителей. В результате помола сырья в воде, образуется шихта, которая подаётся в барабанные печи. В начальной стадии лишняя влага из шихты испаряется, после чего производится высокотемпературный обжиг. На выходе из печи получают клинкерные шарики, которые затем перемалываются в порошок.
Сухая технология отличается тем, что сырьё перемалывается и подаётся в печь в сухом состоянии.

Комбинированный способ производства может осуществляться двумя методами:

сырьё готовится в воде, а полученная шихта фильтруется от воды, после чего подаётся в печь на обжиг;
сухое сырьё измельчается, после чего увлажняется до образования влажной шихты, которая и отправляется на обжиг.

В связи с высокими энергозатратами при использовании мокрого метода, большинство производителей применяют сухую технологию производства цементного порошка.

Технические стандарты

Технические условия, свойства, характеристики, сферы применения, классификация и другие аспекты регламентируются следующими документами:

Основные производители

Цемент является востребованным строительным материалом, поэтому его производство налажено практически во всех крупных промышленных регионах России. Рассмотрим наиболее крупные предприятия.

«Евроцемент груп» – крупнейший в России холдинг, специализирующийся на производстве строительных материалов. Холдинг насчитывает 16 заводов по производству цемента, расположенных в различных регионах России, а также в странах ближнего зарубежья.

ОАО «Новоросцемент» – крупный отечественный производитель цемента, в 2017 году отмечающий 135 лет со дня образования. Мощности завода позволяют выпускать около 5,7 миллиона тонн цемента, отвечающего международным стандартам качества.

ОАО «ХК „Сибирский цемент“» – цементная компания, входящая в пятёрку крупнейших производителей России. Несмотря на молодость компании (основана в 2004 году), мощности позволяют производить до 5,3 млн тонн цемента.

«Себряковцемент» – компания начала свою историю с ввода в эксплуатацию цементного завода в г. Михайловке в 1953 году, проектная мощность которого составляла 600 тысяч тонн продукции. В наши дни завод полностью модернизирован и рассчитан на выпуск 4,06 млн. т./год, что составляет около 5% всего производства цемента в России.

Цемент – вяжущий порошок, применяемый в строительстве для изготовления строительных смесей и растворов. Изготавливается из карбонатных и глинистых пород, добываемых открытых способом. В зависимости от сырьевого состава имеет различные эксплуатационные характеристики. Для удобного выбора цемент разделен на марки, каждой из которых соответствует вяжущее с определенным составом и свойствами. Маркировка наносится на упаковку, в которую расфасовывается строительный материала, или отображается в сопроводительной документации к партиям вяжущего, поставляемого потребителю навалом.

В начале маркировки указывают полное название продукта, а затем – буквы ЦЕМ, римские цифры и буквы, обозначающие подтипы.

Таблица расшифровки марок цемента и области их применения

Обозначение типа вяжущего	Видя вяжущего	Примечание	Области применения	Где не рекомендуется применять
ЦЕМ I	Портландцемент	Не содержит минеральных добавок	Монолитные бетонные и железобетонные конструкции	В конструкциях с особыми свойствами
ЦЕМ II	Портландцемент с минеральными добавками	Буквы А и В обозначают подтип, характеризующий процентное содержание минеральных добавок, которые указываются после подтипа	Монолитные бетонные и железобетонные конструкции	-
ЦЕМ III	Шлакопортландцемент		Монолитные массивные армированные бетонные конструкции наземного, подземного и подводного размещения	Для производства морозоустойчивых бетонов, при строительстве объектов, испытывающих попеременное увлажнение и высыхание
ЦЕМ IV	Пуццолановый		Монолитные бетонные и ЖБ конструкции подземного и подводного размещения	Для производства морозостойких бетонов и бетонных смесей, которые будут твердеть в сухих условиях, при строительстве объектов, испытывающих попеременное увлажнение и высыхание
ЦЕМ V	Композитный		Имеют различные области применения, в зависимости от состава	-

Краткие характеристики цемента разных марок:

ЦЕМI – портландцемент. Отличается высокой скоростью набора прочности на начальных стадиях. Через сутки после укладки в опалубку продукт приобретает примерно 50% от марочной прочности. Количество минеральных добавок в таком вяжущем не превышает 5%.
ЦЕМII – портландцемент с минеральными добавками, количество которых превышает 5% (до 35%). Скорость твердения такой смеси снижается с повышением процентного соотношения присадок.
ЦЕМIII – шлакопортландцемент с нормальной скоростью твердения. В состав входит гранулированный шлак, образующийся при производстве чугуна, в количестве 36-65%.
ЦЕМIV – пуццолановый с нормальной скоростью набора марочной прочности. В его составе имеются кремнезем (обозначается буквами «МК» или «М»), зола-унос («З»), пуццоланы («П»). Процентное соотношение добавок – 21-35%.
ЦЕМV – композитное вяжущее с нормальной скоростью набора прочностных характеристик. В его состав входят 11-30% золы-уноса, 11-30% гранулированного шлака, который является отходом производства чугуна.

После указания подтипа (А или В) указывается тип присадки:

Ш – шлак, который является отходом металлургической индустрии;
И – известняк;
З – зола-унос, которая является отходом энергетических предприятий;
П – пуццоланы;
М, МК – микрокремнезем.

Как определить марку (класс) прочности цемента в лабораторных условиях:

изготавливают образцы из цементного раствора размерами, определяемыми ГОСТом;
образцы помещают на вибростол и вибрируют в течение трех минут;
образцы выдерживают в формах в течение двух суток, затем извлекают их и погружают в воду на 28 суток;
насухо вытертые образцы испытывают на сжатие, средняя арифметическая величина сопротивления на сжатие трех образцов и является маркой (классом) прочности.

Какие бывают классы прочности цемента и каким маркам они соответствуют, а также их области применения, указаны в таблице.

Класс	Ближайшая марка	Прочность на сжатие в возрасте 28 суток, не менее кгс/см 2	Области применения
22,5	М300	22,5	Востребован в индивидуальном строительстве для сооружения конструкций, не испытывающих серьезных нагрузок
32,5	М400	32,5	Материал, наиболее популярный в малоэтажном строительстве, востребован для монолитного бетонирования и изготовления ЖБИ
42,5	М500	42,5	Вяжущее, предназначенное для монолитного строительства многоэтажных объектов, изготовления ЖБИ, эксплуатируемых при высоких нагрузках
52,5	М600	52,5	Применяется при строительстве опор мостов, военно-инженерных объектов

После класса прочности в маркировке вяжущего указывают скорость его твердения:

В конце обозначения указывают нормативный документ, которому соответствуют характеристики материала.

Сокращенное название продукции. ПЦ – портландцемент, ШПЦ – шлакопортландцемент, ССПЦ – сульфатостойкий портландцемент, ППЦ – пуццолановый портландцемент.
Марку прочности – М300, М400, М500, М600, которая определяет прочность на сжатие цементного продукта в возрасте 28 суток.
Процентное соотношение присадок – буква «Д» и проценты. Например, Д0 – миндобавки отсутствуют или их количество не превышает 5%, Д20 – 20% минеральных добавок.
Буквенное обозначение особого свойства вяжущего. «Б» – быстро твердеющий, «Г» – гидрофобный.
ГОСТ, в соответствии с которым изготовлен продукт.

Марки цемента по морозостойкости не определяются. Этот показатель устанавливается для продукта, изготовленного на базе цемента, – цементно-песчаного раствора или бетона. Морозостойкость затвердевших цементно-песчаных растворов и бетонов во многом зависит от характеристик мелкого заполнителя (песка) и крупного заполнителя (щебня), а также применяемых присадок.

Строитель с 20-летним стажем
Эксперт завода «Молодой Ударник»

В 1998 году окончил СПбГПУ, учился на кафедре гражданского строительства и прикладной экологии.

Занимается разработкой и внедрением мероприятий по предупреждению выпуска низкокачественной продукции.

Разрабатывает предложения по совершенствованию производства бетона и строительных растворов.

Цемент – вяжущее вещество, в состав которого входят неорганические соединения. При взаимодействии с водой порошок вступает в химические реакции, в результате которых образуется твердый элемент, имеющий заранее заданную форму. После набора прочности элемент, изготовленный из цемента, заполнителей, воды и дополнительных добавок, служит длительный период с сохранением первоначальных характеристик. Плотность цемента в рыхлонасыпанном состоянии составляет 900-1300 кг/м3, в уплотненном – 1400-2000 кг/м3. При объемной дозировке вяжущего при приготовлении строительных смесей и растворов его плотность принимают равной 1300 кг/м3.

Классификация цементов по вещественному составу

Важный компонент цемента – клинкер, получаемый обжигом сырьевой смеси. В его состав, в зависимости от требуемых свойств конечного продукта, могут входить: известняк, глина, доменный шлак, нефелиновый шлам и другие. После обжига в клинкер вводят при необходимости дополнительные компоненты. Полученную смесь измельчают с получением тонкодисперсного порошка.

ЦЕМ I – портландцемент, наиболее популярный вид этого стройматериала, количество вспомогательных компонентов не превышает 5 %;
ЦЕМ II – портландцемент, содержащий минеральные добавки, в качестве которых используются шлак, микрокремнезем, пуццоланы, обожженный сланец;
ЦЕМ III – шлакопортландцемент;
ЦЕМ IV – пуццолановый;
ЦЕМ V – композиционный.

Введение минеральных добавок в количестве до 15 % незначительно изменяет свойства конечного продукта.

Добавки в количестве более 20 % оказывают значительное влияние на физико-химические и механические свойства цемента и получаемых из него строительных смесей и растворов.

Прочность цемента

В соответствии с новым стандартом выпускаются цементы следующих классов (марок):

В22,5 (М300);
В32,5 (М400);
В42,5 (М500);
В52,5 (М600).

Для цементов разных классов испытания проводят через 2, 7, 28 суток после изготовления образца. На этот показатель влияют: минералогический состав, наличие активных добавок, их свойства и процентное содержание.

Производители в паспорте обязаны указывать максимальную прочность вяжущего, определяемую в возрасте 28 дней.

Сроки схватывания цемента

Сроки схватывания определяются испытанием цементного теста нормальной густоты. Стандартные значения: начало процесса схватывания не раньше, чем через 45 минут, и его окончание не позже, чем через 12 часов после заливки строительной смеси или раствора. Слишком быстрое и слишком медленное схватывание является недостатком этого стройматериала. В первом случае требуется очень быстрая укладка приготовленного раствора. Во втором – сильно замедляются сроки строительства.

На сроки схватывания теста влияют:

Тонкость помола. Чем тоньше помол, тем выше прочность цемента, скорость его схватывания и твердения.
Минералогический состав. Чем выше процентное содержание трехкальциевого алюмината, тем быстрее схватывается вяжущее, затворенное водой.
Степень обжига. Чем выше температура термической обработки, тем медленнее схватывание.
Водоцементное соотношение. Чем оно выше, тем медленнее протекает процесс схватывания.
Температура окружающей среды. Чем она выше, тем быстрее схватывается цемент.

Изменение объема цемента при твердении

Процесс твердения затворенных водой цементов сопровождается изменением объема получаемого продукта. В соответствии с нормативом лепешки, изготовленные из цемента после его затворения водой, при испытании кипячением должны изменять объем равномерно. Если вяжущее не соответствует требованиям ГОСТа, то использовать его опасно, поскольку в конструкции возникнут напряжения, которые могут привести к ее разрушению.

Портландцемент при твердении на воздухе отличается небольшими усадочными процессами. Если же клинкер содержит большое количество свободных оксида кальция и оксида магния, то в процессе их гашения водой происходят локальные изменения объема цементного продукта, что приводит к образованию в нем трещин.

Водоцементное соотношение

Для нормального протекания процессов гидратации цемента и придания раствору необходимой подвижности требуется соблюдать оптимальное водоцементное соотношение (водопотребность). Водопотребностью цемента называют минимальное количество воды, которое обеспечивает получение цементного теста нормальной густоты. Нормальной густотой называют консистенцию, при которой пестик Тетмайера опускается в продукт на глубину, установленную нормативами.

Минимальной водопотребностью обладает портландцемент – 24-28 %. Снизить этот показатель, сохранив требуемую пластичность смеси или раствора, можно введением специальных добавок – пластификаторов. Водопотребность пуццолановых цементов при наличии в них добавок осадочного происхождения составляет 35-40 %.

Водоотделение цементного теста

Водоотделением называют отжим воды в цементном тесте из-за гравитационного действия цементных частиц и зерен крупного и мелкого заполнителей. Вода может выступать на поверхности цементного продукта, между слоями послойно укладываемого бетона, внутри бетонного элемента вокруг заполнителей и арматуры. Наличие таких пленок воды внутри конструкции приводит к расслаиванию и снижению прочности строящегося объекта.

Снизить водоотделение и расслаивание раствора или смеси позволяют:

доставка специальных готовых цементно-песчаных растворов и бетонов к месту строительства специальным транспортом;
соблюдение технологии укладки смесей и растворов;
снижение водоцементного соотношения с помощью применения пластификаторов;
введение ряда добавок – трепела, глины, бетонита.

Добавки в цемент доменного шлака приводят к увеличению водоотделения.

Морозостойкость цементно-песчаных растворов и бетонов

Морозостойкостью строительных растворов и смесей, изготовленных на базе цемента, называют способность затвердевших продуктов выдерживать циклы попеременного замерзания и оттаивания. Морозостойкость характеризуется маркой, обозначаемой буквой F.

Повысить морозостойкость отвердевшего бетона или цементно-песчаного раствора позволяет введение специальных добавок, таких как абиетат натрия, омыленный древесный пек и другие.

Тепловыделение цемента в процессе твердения

Процессы гидратации цемента сопровождаются выделением тепла, которое характеризуется абсолютным выделением тепла и ходом тепловыделения во времени. Медленное выделение тепла не оказывает отрицательного влияния на технические характеристики строительной конструкции. Цементы, у которых процесс гидратации протекает быстро, со значительным повышением температуры, не рекомендуется использовать при строительстве массивных сооружений из-за температурных перепадов внутри и снаружи бетонного элемента. В этом случае возникают значительные внутренние напряжения, которые становятся причиной образования трещин в бетоне.

Цементы, процессы гидратации которых сопровождаются значительным и интенсивным выделениям тепла:

с высоким содержанием трехкальциевых силикатов и алюмината;
содержащие значительное количество стекловидной фазы.

Значительное выделение тепла – процесс, желательный при зимнем строительстве.

Коррозионная стойкость цементного камня

Ученые разделяют это понятие на химическую и физическую коррозионную стойкость. Первый показатель характеризует химическую устойчивость компонентов вяжущего к корродирующим агентам. Это свойство улучшают ограничением содержания в цементе оксида алюминия и трехкальциевого силиката. Физическую коррозионную стойкость повышают снижением пористости получаемого продукта на основе цемента, уменьшением радиуса его пор и гидрофобизацией их поверхности.

📝 Цемент и его применение в строительстве играет большую роль. Он представляет собой строительный порошкообразный материал, состоящий из клинкера или гипса. Взаимодействуя с водой, он образует вязкое вещество, называемое цементным тестом.

Виды цемента и их применение.

Область применения цемента практически не ограничена. Его используют при возведении фундаментов и устройстве кровель, укладке напольных покрытий и установке сантехнических приборов. Основной функцией является скрепление конструктивных элементов возводимых зданий. Он входит в состав бетонных растворов, применяемых для изготовления строительных конструкций, с его помощью выравнивают различные поверхности.

Виды Цемента их Свойства и Применение

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. От содержания минеральных составляющих во многом зависят характеристики цемента и его разновидности.

Основными из них являются:

портланцемент (пластифицированный, быстротвердеющий, пуццолановый) – имеет широкую область применения практически во всех строительных сферах;
глиноземистый – незаменим при срочных аварийных работах, в зимний период времени и при возможном воздействии минерализованных вод. Он быстро схватывается, но в условиях жаркого климата не применяется;
магнезиальный – используют при устройстве магнезиальных полов;
белый – относится к портландцементам, но имеет свои уникальные характеристики, которые позволяют изготавливать из него скульптурные композиции и архитектурные фасадные элементы. При добавлении в состав цветного пигмента белый цемент используют в качестве декоративных покрытий;
кислотоупорный – предназначается для изготовления бетонов и растворов с кислотоустойчивыми свойствами, но при воздействии воды и едких щелочей он теряет свою прочность;
гидрофобный – находит применение при производстве ячеистых бетонов, обладает высокой морозостойкостью и малым водопоглощением;
водонепроницаемый – основополагающий материал, используемый при устройстве гидроизоляции конструкций, испытывающих повышенную влажность, в том числе для заделки раструбов и трещин в железобетонных конструкциях, подвергающихся воздействию влаги;
шлаковый – применяют в подземных и подводных строениях, при изготовлении автоклавных материалов.

Далее в статье будет рассмотрено самые ходовые цементные составы.

Портландцементы — свойства, применение

Портландцемент

Цементный клинкер с массовой долей оксида кремния не более 5%.
Гипс, соответствующий ГОСТ 4013-82. Допускается наличие соединений фосфора, бора и фтора в количестве, не противоречащем нормативной документации.
Минеральные добавки определенного свойства, необходимые для создания смесей нужного вида.

Для разных видов портландцемента могут быть использованы различные составляющие, к которым также предъявляют определенные технические требования, прописанные в ГОСТе.

На заводах, где ведется производство, все компоненты проходят необходимые испытания на соответствие, четко соблюдаются пропорции создания сухих и рабочих смесей.

Выпускаемый портландцемент ГОСТ и его обозначение содержит на упаковке и в сопроводительной документации. Если такового нет, то продукт изготовлен по ТУ, его свойства могут отличаться от общепринятых.

Свойства.

Как уже сказано, бетон приобретает определенные качества, когда в него добавляют тот или иной портландцемент. Характеристики каждого из них по-своему уникальны, но существуют общие для всех параметры:

Абсолютная плотность в пределах 3050-3150 кг/м3, насыпная для разных видов ПЦ будет отличаться.
Тонкость помола портландцемента должна быть определена по ситу №008 проходимостью порошка не менее 85%.
Удельный размер поверхности после отсева 2500-3000 см2/г.
Сроки схватывания: начало – 45 минут, конец – 12 часов. Определяют по шкале Вита.

Прочность измеряют испытанием образцов с габаритами 4х4х16 см, сделанных из цементно-песчаного раствора в соотношении 1:3 при отношении воды к цементу 0,4, через 28 суток твердения. Готовые призмы подвергают изгибу и сжатию, определяя их значение и соответствие показателям марки.

Шлаковые цементы — применение и их характеристики

Шлаковые цементы

Шлаковый цемент – группа гидравлически вяжущих цементов, получаемых совместным помолом доменных гранулированных шлаков и добавок-активизаторов (ангидрит СaSO4, строительный гипс CaSO4•0,5H2O, известь СаСО3 и др.) или смешением ранее раздельно измельченных компонентов.

В эту группу цементов входят:

известково-шлаковый – содержание активизаторов: извести 10-30%, гипса до 5% от общей массы цемента;
сульфатно-шлаковые – не содержат или содержат в незначительных количествах портландцементный клинкер.

Свойства шлаковых цементов. Вяжущие свойства всех групп шлаковых цементов существенно зависят от:

состава цемента;
металла, при выплавке которого образовался шлак;
особенностей технологического режима печи;
способа и температуры грануляции и др.

Шлаковые цементы выпускаются марками от 200 до 400. Они отличаются:

медленным твердением и схватыванием;
достаточно высокой механической прочностью;
удовлетворительными показателями морозостойкости и воздухостойкости.

Шлаковый цементный порошок являются разновидностью цементов с активными минеральными добавками, в которых последние представлены доменными гранулированными шлаками. Способность этих шлаков к самостоятельному водному твердению позволяет получать шлаковый цемент по качеству выше, чем пуццолановый (с другими видами активных минеральных добавок).

Класс шлакоцемента зависит и от используемого вида шлака: это могут быть основные, кислые, гранулированные и негранулированные шлаки. Особое значение в определении прочности имеет не физическая структура, а химический состав. На данной закономерности основывается правило выбора сырья.

С экономической стороны предпочтение стоит отдать гранулированным видам, в связи с тем, что использование негранулированных масс усложняет производственный процесс. Цемент со шлаком, который получается в результате, затвердевает медленнее обычного, потому что содержание шлака в нем варьируется в пределах 20-80% общей массы.

Практически у каждого человека был момент в жизни, связанный со строительством. Это могло быть возведение фундамента, укладка плитки или заливка стяжки для выравнивания пола. Эти три вида работ объединяет в себе обязательное применение цемента. Самым незаменимым и долговечным его видом считается портландцемент (ПЦ) М500.

Состав

В зависимости от марки, варьируется и состав цемента, от которого зависят характеристики смеси. В первую очередь, смешивают глину и гашеную известь, полученную смесь нагревают. Так образуется клинкер, к которому добавляют гипс или сульфат калия. Введение добавок – финальный этап приготовления цемента.

В состав ПЦ М500 входят следующие оксиды (по мере уменьшения процентного содержания):

кальциевый;
кремниевый;
алюминиевый;
железный;
магниевый;
калиевый.

Спрос на портландцемент М500 можно объяснить его составом. Глинистые породы, лежащие в его основе, полностью экологичны. Они также устойчивы к агрессивной внешней среде и коррозии.

Характеристики

ПЦ М500 имеет довольно высокие качественные характеристики. Как уже говорилось выше, его особо ценят за надежность и долговечность.

Основные характеристики портландцемента:

быстро схватывается и затвердевает уже от 45 минут после использования;
переносит до 70 циклов замораживания-оттаивания;
способен выдержать на изгибе до 63 атмосфер;

гигроскопическое расширение не более 10 мм;
тонкость помола составляет 92%;
прочность на сжатие сухой смеси – 59.9 МПа, что составляет 591 атмосферу.

Плотность цемента – это информативный показатель, означающий качество вяжущего компонента. От него зависит прочность и надежность возводимой конструкции. Чем выше насыпная плотность, тем лучше будут заполнены пустоты, что, в свою очередь, снизит пористость изделия.

Насыпная плотность портландцемента варьируется от 1100 до 1600 кг на куб. м. Для расчетов используют величину в 1300 кг на куб. м. Истинная плотность ПЦ равна 3000 – 3200 кг на куб. м.

Срок хранения и эксплуатации цемента М500 в мешках составляет до двух месяцев. Информация на упаковке обычно говорит о 12 месяцах. При условии, что хранить его будут в сухом, закрытом помещении в герметичной упаковке (мешки обматывают полиэтиленом).

Вне зависимости от условий хранения, характеристики портландцемента будут снижаться, поэтому не стоит покупать «впрок». Свежий цемент лучше.

Маркировка

марка, в данном случае М500;
количество добавок: Д0, Д5, Д20.

Буквенные обозначения:

ПЦ (ШПЦ) – портландцемент (шлакопортландцемент);
Б – быстротвердеющий;
ПЛ – пластифицированный состав обладает высокой морозостойкостью;
Н – состав соответствует ГОСТу.

ЦЕМ I – портландцемент;
ЦЕМ II – портландцемент с минеральными добавками;
ЦЕМ III – шлакопортландцемент;
ЦЕМ IV – пуццолановый цемент;
ЦЕМ V – композиционный цемент.

Добавки, которые должен содержать цемент, регулируются ГОСТом 24640-91.

Добавки

Добавки вещественного состава. Они влияют на процесс гидратации и твердения цемента. В свою очередь, делятся на активные минеральные и наполнители.
Добавки, регулирующие свойства. От них зависят сроки схватывания, прочность и водопотребление цемента.
Технологические добавки. Они влияют на процесс помола, но не на его свойства.

Количество добавок в ПЦ характеризуется маркировкой Д0, Д5 и Д20. Д0 – это чистая смесь, которая обеспечивает приготовленному и затвердевшему раствору устойчивость к пониженной температуре и влаге. Д5 и Д20 означают присутствие 5 и 20% добавок соответственно. Они способствуют увеличению устойчивости к влаге и пониженной температуре, а также стойкости против коррозии.

Добавки улучшают стандартные характеристики портландцемента.

Применение

Спектр применения ПЦ М500 достаточно широк.

В него входят:

монолитные фундаменты, плиты и колонны на армирующей основе;
растворы для штукатурки;
растворы для кирпичной и блочной кладки;
дорожное строительство;

строительство взлетных полос на аэродромах;
конструкции в зоне высоких грунтовых вод;
конструкции, требующие быстрого застывания;

строительство мостов;
железнодорожное строительство;
строительство линий электропередач.

Таким образом, можно сказать, что портландцемент М500 – материал-универсал. Он подходит для любых видов строительных работ.

Приготовить цементный раствор достаточно просто. На 5 кг цемента потребуется от 0.7 до 1.05 л воды. Количество воды зависит от требуемой густоты раствора.

Пропорции отношения цемента и песка для разных видов строительства:

высокопрочные конструкции – 1: 2;
кладочные растворы – 1: 4;
прочие – 1: 5.

Во время хранения цемент теряет свои качества. Так, за 12 месяцев он может превратиться из порошкообразного продукта в монолитный камень. Цемент с комками не подходит для приготовления раствора.

Фасовка и упаковка

Цемент производится в больших объемах. Сразу после изготовления его распределяют по герметичным башням с мощной системой вентиляции, которая понижает уровень влажности воздуха. Там он может храниться не более двух недель.

Далее, его, согласно ГОСТу, расфасовывают по бумажным мешкам, вмещающим не более 51 кг массы брутто. Особенностью таких мешков являются полиэтиленовые слои. Цемент фасуют по 25, 40 и 50 кг.

На мешках в обязательном порядке ставится дата упаковки. А чередование бумажных и полиэтиленовых слоев должно стать надежной защитой от влаги.

Как уже говорилось ранее, цемент должен храниться в герметичной таре, обеспечивающей гидроизоляцию. Герметичность упаковки обусловлена тем, что при контакте с воздухом цемент вбирает в себя влагу, которая негативно сказывается на его свойствах. Контакт углекислого газа и цемента приводит к возникновению реакции между компонентами его состава. Хранить цемент следует при температуре до 50 градусов Цельсия. Каждые 2 месяца тару с цементом нужно переворачивать.

Советы

Как уже говорилось выше, цемент фасуют в мешки от 25 до 50 кг. Но также могут поставлять материал насыпом. В этом случае цемент нужно обезопасить от атмосферных осадков и использовать в кратчайшие сроки.
Цемент необходимо покупать незадолго до строительных работ небольшими партиями. Обязательно обращайте внимание на дату изготовления и целостность тары.
Цена портландцемента М500 за мешок в 50 кг колеблется от 250 до 280 рублей. Оптовики, в свою очередь, предлагают скидку в районе 5-8%, которая зависит от размера покупки.

Подробнее об этом смотрите в следующем видео.

Читайте также: