Гранулометрический состав цемента это

Обновлено: 09.05.2024

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 12 декабря 2014 г. N 2022-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 12536-2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2015 г.

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Февраль 2019 г

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на дисперсные песчаные и глинистые грунты, а также устанавливает методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава, применяемые при лабораторных испытаниях грунтов в процессе инженерно-геологических изысканий для строительства.

Настоящий стандарт не распространяется на торфяные и скальные грунты.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 342-77 Реактивы. Натрий дифосфат 10-водный. Технические условия

ГОСТ 3760-79 Реактивы. Аммиак водный. Технические условия

ГОСТ 5180-2015 Грунты. Методы лабораторно го определения физических характеристик

ГОСТ 8735-88 Песок для строительных работ. Методы испытаний

ГОСТ 8984-75 Силикагель-индикатор. Технические условия

ГОСТ 9147-80 Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые. Технические условия

ГОСТ 12071-2000 Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов

ГОСТ 24104-2001* Весы лабораторные. Общие технические требования

ГОСТ 25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если ссылочный стандарт изменен (заменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 25100, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 глинистый грунт: Связный грунт, состоящий в основном из пылеватых и глинистых (не менее 3%) частиц, обладающий свойством пластичности (1%).

3.2 гранулометрический состав грунта: Процентное содержание первичных (т.е. не связанных в агрегаты) частиц различной крупности по фракциям, выраженное по отношению к их общей массе.

3.3 микроагрегатный состав: Это количественное содержание в грунте и первичных, и вторичных частиц (т.е. сцепленных в агрегаты) по фракциям, и выраженное в процентах по отношению к их общей массе.

3.4 грунт: Горные породы, почвы, техногенные образования, представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую систему и являющиеся объектом инженерно-хозяйственной деятельности человека.

Примечание - Грунты могут служить:

- материалом оснований зданий и сооружений;

- средой для размещения в них сооружений;

- материалом самого сооружения.

3.5 дисперсный грунт: Грунт, состоящий из отдельных минеральных частиц (зерен) разного размера, слабосвязанных друг с другом; образуется в результате выветривания скальных грунтов с последующей транспортировкой продуктов выветривания водным или золовым путем и их отложения.

3.6 коэффициент кривизны: Показатель, характеризующий форму кривой гранулометрического состава.

3.7 крупнообломочный грунт: Несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером крупнее 2 мм составляет более 50%.

3.8 кумулятивная кривая гранулометрического состава: Графическое изображение гранулометрического состава горной породы.

3.9 органическое вещество: Органические соединения, входящие в состав грунта.

3.10 органо-минеральный грунт: Грунт, содержащий от 3% до 50% (по массе) органического вещества.

3.11 песчаный грунт (песок): Несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером 0,05-2 мм составляет более 50% и число пластичности 1%.

3.12 показатель максимальной неоднородности гранулометрического состава грунта: Мера неоднородности гранулометрического состава.

3.13 степень неоднородности гранулометрического состава: Показатель неоднородности гранулометрического состава.

3.14 торфяной грунт (торф): Органический грунт, содержащий в своем составе 50% (по массе) и более органического вещества, представленного растительными остатками и гумусом.

3.15 фракция грунта: Размер частиц грунта в миллиметрах.

4 Основные нормативные положения

4.1 Общие положения

4.1.1 Гранулометрический (зерновой) состав грунта определяют по массовому содержанию в нем частиц различной крупности, выраженному в процентах по отношению к массе сухой пробы грунта, взятой для анализа.

4.1.2 Микроагрегатный состав грунта определяют по массовому содержанию в нем водостойких микроагрегатов различной крупности, выраженному в процентах, по отношению к массе сухой пробы грунта, взятой для анализа.

4.1.3 Отбор образцов грунта для определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава проводят по ГОСТ 12071.

4.1.4 Гигроскопическую влажность определяют по ГОСТ 5180.

4.1.5 Гранулометрический состав грунтов определяют методами, указанными в таблице 1.

Таблица 1 - Методы определения гранулометрического состава грунтов

Размер фракции грунта, мм

Разновидность метода определения

Песчаные, при выделении зерен песка крупностью

Ситовой без промывки водой (4.2)

Ситовой с промывкой водой (4.2)

Гранулометрический (зерновой) и микроагрегатный составы

Пипеточный. Применяется только для специальных целей, предусмотренных заданием (4.4)

4.1.6 Пробы грунта при разделении их на фракции подготовляют:

- для выделения частиц размером более 0,1 мм - растиранием грунта и растиранием с промывкой водой. Допускается растирать образцы грунта в растирочной машине, не вызывающей дробления частиц;

- для выделения частиц размером менее 0,1 мм - микроагрегатным (полудисперсным) способом: навеску грунта растирают, помещают в коническую колбу, заливают дистиллированной водой и кипятят с добавлением аммиака в течение 0,5-1 ч. После этого полученную суспензию переносят в цилиндр. Во избежание коагуляции в грунтовую суспензию в качестве стабилизатора добавляют пирофосфорнокислый натрий.

4.1.7 При определении гранулометрического (зернового) состава грунтов ситовым методом с промывкой водой применяют водопроводную или профильтрованную дождевую (речную) воду, а при определении гранулометрического (зернового) состава грунтов ареометрическим и пипеточным методом - дистиллированную воду.

Тонко измельченный цемент имеет более высокие прочности, тем тоньше его помол – тем выше прочность. Это особенно относится к ранней прочности, в последующие периоды различия в прочности уменьшаются. Крупные частицы цемента реагируют с водой в основном с поверхности. В таблице 1.13 приведены данные по удельной поверхности различных видов цементов по Блейну [101]. Когда идет процесс помола цемента гипс размалывается легче и он накапливается в тонкой фракции, такое же возможно при помоле клинкера с золой. Гранулированный доменный шлак напротив – более твердый, измельчается труднее, чем клинкер и накапливается в крупных фракциях [102, 103, 104, 105].

Раннюю прочность цемента обеспечивают мельчайшие клинкерные фракции (0 - 3 мкм). Наиболее крупные фракции цемента с размером частиц более 50 мкм твердеют настолько медленно, что их иногда считают почти инертными [4].

Таблица 1.13 - Ориентировочные значения для размера частиц цементов [102]

Вид цемента	Удельная поверхность по Блейну, см 2 /г
Max	Среднее	Min
CЕM I 32,5 R
CEM I 42,5 R
CEM I 52,5 R
CEM II/B-S 32,5 R
CEM III/A 32,5 R

Интенсификаторы помола также способствуют формированию узкого распределения частиц по размерам. Влияние распределения зерна на рост прочности технических цементов и бетонов не всегда ясно. На рисунке 1.25 показано развитие прочности цемента различных размеров зерен.

Интенсификаторы помола позволяют производить в Федеративной Республике Германии цементы с удельной поверхностью примерно > 3500 см 2 /г. Они представляют собой поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые добавляют в измельчаемый материал в небольшой дозировке, чтобы сделать процесс измельчения более эффективным. Их полезность и эффективность возрастают с увеличением тонкости цемента. Для получения того же цемента (той же тонкости помола) интенсифицирующие добавки в количестве 0,01-0,1% могут увеличить пропускную способность (производительность) мельницы до 10-50%.

Рисунок 1.25 - Развитие прочности цемента при гидратации различных размеров зерен (по Шведену) [4,106]

В странах СНГ в качестве интенсификаторов процесса помола цемента наибольшее применение нашли катионактивные соединения – лигносульфонаты технические (ЛСТ) (прежнее название СДБ), триэтаноламин (ТЭА), смеси триэтаноламина с ЛСТ в соотношении 1:3 – 1:5, а также соапсток, лигнин, мылонафт. При введении ТЭА в количестве 0,015…0,03 % от массы цемента производительность мельниц увеличивается на 15…35 %, удельный расход электроэнергии снижается на 10…30 %. Интенсифицируют процесс помола цемента также добавки угля, сажи (0,3 %), коксовой пыли (2…3 %), трепела (1…2 %).

Эффективность действия интенсификаторов помола зависит и от способа их введения в мельницу. На большинстве заводов добавки ПАВ вводят простейшим методом истечения на материал на ленточном транспортере или на питательную тарелку клинкера. Этот способ малоэффективен, так как пока добавка ПАВ равномерно распределится по поверхности всего материала, потребуется значительное время. Материал успеет пройти во вторую камеру тонкого измельчения. В этих условиях функция добавки будет сводиться только к устранению налипания на шары.

Более эффективным является введение водного раствора ПАВ в распыленном виде во вторую камеру цементной мельницы. Молекулы интенсификатора с самого начала процесса измельчения соприкасаются со вновь обнаженными поверхностями размалываемого материала, адсорбируются на них и действуют как понизители твердости. При таком способе введения ПАВ в мельницу оптимальная их дозировка будет во много раз меньше применяемой при обычной подаче их вместе с материалом на питательную тарелку.

Легко распыляемый водный раствор ПАВ обеспечивает соприкосновение интенсификатора с большой поверхностью размалываемого материала. Этот способ применения ПАВ эффективен еще потому, что минералы цементных клинкеров обладают высокой гидрофильностью и сильно адсорбируют воду на вновь образующихся поверхностях. Уже сама вода вызывает значительное адсорбционное понижение прочности клинкерных минералов при их измельчении. Адсорбированные поверхностно-активные вещества создают оболочку вокруг частичек и тем самым препятствуют агрегированию и налипанию цемента.

Небольшие количества влаги без ПАВ интенсифицируют помол цемента. Установлено, что влажность размалываемого материала оказывает значительное влияние на расход электроэнергии при помоле цемента в шаровой мельнице. При влажности размалываемого материала 1…1,5 % расход электроэнергии составлял 34…36 кВт·ч/т, при помоле абсолютно сухого материала расход составил 43 кВт·ч/т, при влажности 2 % - 43 кВт·ч/т.

Введение в мельницу при помоле клинкера воды в пределах 1 % к весу подаваемой в мельницу шихты уменьшает или полностью предотвращает налипание и агрегирование мелких частиц цемента. Водяные пары снижают электрическое сопротивление среды в мельнице и, тем самым, уменьшают электростатические силы взаимодействия положительно заряженных частиц цемента с отрицательно заряженными мелющими телами и бронефутеровкой, вследствие чего предотвращается налипание на них этих частиц. Водяные пары, омывая частички цемента, образуют временные «мостики», являющиеся своего рода проводниками, через которые осуществляется нейтрализация электростатических зарядов. В результате явления налипания и агрегирования снижаются или вовсе устраняются.

Портландцемент - важнейший строительный материал, широко применяемый в народном хозяйстве. Описанию его свойств, технологии получения и условий применения посвящается много работ.

Данная книга является продолжением монографии "Портландцементный клинкер" (издана Стройиздатом в 1967 г.), в которой были обобщены результаты исследований процессов клинкерообразования и влияния на эти процессы различных факторов. В настоящей книге рассматриваются фазовый состав портландцемента, структура кристаллов основных его минералов - двух- и трехкальциевого силикатов, трехкальциевого алюмината, алюмоферритов кальция, а также состав и строение неравновесных и промежуточных фаз и комплексных соединений. Приведены данные по исследованию полиморфизма, твердых растворов, стабильности минералов в чистом виде и в составе клинкера.

Подробно описывается связь между физической структурой клинкера и сопротивляемостью его измельчению в процессе превращения в портландцементный порошок. Анализируется влияние пор разного размера и микроструктуры клинкера на зарождение и развитие трещин в зерне, на расход энергии при измельчении материала, на формирование зернового состава цемента, а также влияние на процесс измельчения клинкера модифицирования его микроструктуры хромом, фосфором, серой, титаном, барием и другими элементами и роль поверхностно-активных веществ, добавляемых к измельчаемому материалу в жидком или твердом виде.

Из общей проблемы гидратации и твердения вяжущих материалов в книге освещены лишь вопросы, касающиеся активности цементов, приготовленных из клинкеров, модифицированных хромом, фосфором, серой, титаном, барием и другими элементами.

Уделено большое внимание вопросам модифицирования состава и физической структуры кристаллов минералов клинкера с помощью различных элементов, образующих твердые растворы в основных фазах, и влияния соответствующих полиморфных переходов и деформативных процессов на гидратационную активность цемента.

Глава 1. Фазовый состав портландцементного клинкера
Двухкальциевый силикат
Трехкальциевый силикат
Промежуточная фаза
- трехкальциевый алюминат
- алюмоферриты кальция
- стекловидная фаза
Другие фазы клинкера
Промежуточные и неравновесные минералы в клинкере
- минералы сложного состава (комплексные соединения)
- неравновесные минералы
Распределение примесей в минералах клинкера

Глава 2. Измельчение клинкера и гранулометрический состав цемента
Строение зерен клинкера
Механические свойства кристаллов
Деформативные процессы, приводящие к понижению прочности зерен клинкера
Влияние состава и структуры клинкера на его размалываемость
Формирование гранулометрического состава цемента

Глава 3. Особенности гидратации минералов и цементов, содержащих модифицирующие вещества
Двухкальциевый силикат и его твердые растворы
Трехкальциевый силикат и его твердые растворы
Алюминаты и твердые растворы алюмоферритов кальция
Стекловидная фаза
Другие минералы клинкера
Окиси кальция и магния
Гидратационная активность цементов из клинкеров, содержащих в своем составе каталитические и модифицирующие элементы

Популярное оборудование

Виброформа колодезного кольца КС10.9

Виброформа крышки колодца

Бетоносмеситель принудительный
от 50 до 500 литров

Виброформа ФБС 24.4.6

Форма плиты дорожной

ООО "СтройТехнология"
123458, г.Москва, ул.Исаковского, д.27, корп 1

Традиционно измельчение клинкера и добавок в России проводят в шаровых мельницах, 90% которых работает по открытому циклу. Это помольное оборудование, эксплуатируемое на цементных заводах, является не только изношенным физически, но и давно устарело морально. По этой причине качество цемента, зависящее от его зернового состава, является нестабильным. По данным НИИЖБа [1] из 70 проб цементов различного производства, представленных для испытания, 48 проб показали превышение прочности, а 22 не соответствовали заявленной марке, В/Ц цементов отечественного производства колеблется от 0,34 до 0,4.

Кроме того, средний уровень удельных затрат энергии на измельчение цемента в шаровых мельницах, работающих без сепаратора, является недопустимо высоким и составляет около 50 КВтч/т.

Технологические разработки, направленные на решение перечисленных выше проблем, известны: модернизация пространства шаровых мельниц, применение высокоэффективных сепараторов, установка прессвалкового измельчителя, использование роликовой и вертикальной валковой мельниц.

Измельчительные комплексы КИ на основе центробежно-ударной мельницы МЦ хорошо зарекомендовали себя при измельчении материалов различной плотности (1,5-4 г/ см3) и твердости (1-9 единиц по шкале Мооса). В настоящее время в России и странах СНГ находится в эксплуатации более 30 измельчительных комплексов по производству тонких порошков для различных целей. Однако возможность применения таких мельниц в качестве измельчителей клинкера являлась до настоящего времени не изученной.

Принцип работы МЦ заключается в ускорении частиц материала механическим путем и ударе их о преграду. Оригинальным элементом центробежной мельницы (рис. 1) является разработанный совместно с НПО «Центр» и запатентованный воздушный опорный узел - газостатическая опора, которая обеспечивает техническое совершенство и технологические возможности оборудования [2]. Газостатическая опора представляет собой две полусферы, которые под давлением воздуха, нагнетаемого вентилятором 1, расходятся и образуют "газовый подшипник". Опорная часть подшипникового узла (статор 2) неподвижна. На динамической части узла (роторе) закреплен ускоритель частиц 3 и шток крепления карданного вала, которые приводятся во вращение электродвигателем 4. В газостатической опоре отсутствует механическое взаимодействие элементов системы, и, следовательно, вибрация. Применение такого элемента позволило увеличить максимальную линейную скорость вращения ускорителя частиц до 100 м/с.

Рис. 1. Центробежная мельница МЦ

Исходный продукт через загрузочную воронку (5) попадает в быстровращающееся разгонное устройство, где материал приобретает высокую скорость. Получив необходимую кинетическую энергию, он измельчается за счет свободного удара о бронефутеровку 6 и вследствие взаимного соударения частиц.

Измельченный материал подхватывается воздушным потоком и направляется во встроенный классификатор 7. В нем материал разделяется на два класса: крупку и готовый продукт. Крупка возвращается по наклонному трубопроводу в центр ускорителя, а готовый продукт осаждается далее в циклонах.

Тонкость помола готового продукта оперативно регулируется скоростью вращения ускорителя частиц, углом наклона лопаток сепаратора и скоростью движения воздушного потока.

При помоле клинкера Магнитогорского цементно-огнеупорного завода совместно с гипсовым камнем в полупромышленной центробежно-ударной мельнице (лаборатория ЗАО «Урал-Омега») достигается экономия энергозатрат в зависимости от режима ее работы на 10-30% по сравнению с трубной мельницей 2,6Х13, работающей по открытому циклу. Расходы на замену изнашиваемых деталей в МЦ (ускорителя, отбойных плит) 2 раза ниже в денежном выражении по сравнению с заменой мелющих тел и бронефутеровки в шаровой мельнице. Возможность получения цемента по данной энегосберегающей технологии потребовала изучения его зернового состава.

С целью определения всего спектра зерновых составов цемента, которые возможно получить в центробежно-ударной мельнице, был выполнен полный двухфакторный эксперимент согласно [3]. Из всех факторов, оказывающих влияние на процесс измельчения, были выделены 2 наиболее значимых: угол наклона лопаток сепаратора a, регулирующий направление воздушного потока в сепараторе; угол наклона воздушной заслонки β, изменяющий скорость движения воздуха в камере измельчения. От этих факторов зависит время пребывания материала в мельнице, и, соответственно зерновой состав продукта.

Рис. 2. Схема измельчения материала в мельнице МЦ

Исходя из априорной информации и возможностей оборудования, были назначены уровни варьирования факторов. Для угла наклона лопаток сепаратора a - 20-80 град и 0-90 град для угла наклона воздушной заслонки β. Причем при 0 град наклона заслонки обеспечивается минимальная скорость движения воздуха в камере измельчения, а при 90 град – максимальная.

Гранулометрический состав цементов определялся лазерным гранулометром «Mastersizer». Характеристиками зернового состава приняты: содержание различных фракций, параметры X_e и n зернового распределения по уравнению Розина-Раммлера. В результате эксперимента были получены адекватные математические модели которые могут использоваться для прогнозирования зернового состава цемента при различных значениях факторов, а также для назначения технологических режимов измельчения при получении цементов заданного зернового состава.

Исходя из полученных уравнений регрессии построены линии равного уровня, представленные на рис. 3-7.

Рис. 3. Содержание частиц размером 0-5 мкм, %

Рис. 4. Содержание частиц размером 5-30 мкм, %

Рис. 5. Содержание частиц размером более 30 мкм, %

Рис. 6. Параметр n

Из рис. 3-5 следует, что с увеличением угла наклона лопаток сепаратора и при уменьшении угла наклона воздушной заслонки растет содержание частиц размером 0-5 и 5-30 мкм, а содержание частиц размером более 30 мкм – уменьшается.

Параметр X_e (рис 7) убывает, что свидетельствует об увеличении дисперсности частиц. Параметр n характеризует рассеяние частиц по крупности и его увеличение указывает на то, что зерновой состав продукта становится более узким.

Восходящий воздушный поток, проходя через лопатки сепаратора, изменяет свое направление и происходит его завихрение. С увеличением угла наклона лопаток сепаратора, воздушный поток изменяет свое направление в большей степени. При этом увеличивается центробежная сила, действующая на частицы, и возрастает их количество, направляемое на повторное измельчение. Этим объясняется увеличение дисперсности материала при увеличении угла наклона лопаток сепаратора. При открытии воздушной заслонки (увеличении угла наклона β) возрастает скорость движения воздуха в камере измельчения, увеличивается подъемная сила воздушного потока, действующая на частицы. По этой причине большее количество крупных частиц попадает в готовый продукт, который становится более грубым. Воздушный поток также проходит через зону измельчения , изменяя траекторию движения частиц, которые движутся от разгонного устройства к бронеплите. Поэтому при увеличении угла наклона воздушной заслонки характеристики зернового состава ухудшаются.

Из рис. 3-7 следует, что зерновой состав цемента можно варьировать в широких пределах. В частности, содержание средней и крупной фракций цемента может соответствовать рекомендациям А.Н. Иванова-Городова по зерновому составу обычных портландцементов. Содержание фракции 0-5 мкм должно составлять около 20% для рядовых портладцементов, и менее 15% для цементов, предназначенных для службы в условиях многократного замораживания и оттаивания при переменном уровне воды. Таким образом, цементы центробежно-ударного измельчения соответствуют по зерновому составу цементам, используемым в гидротехническом строительстве.

Результаты исследований Г.А. Новгородцева, Б.Э. Юдовича и др. показали, что для обеспечения высокой марки цемента необходимо содержание в его составе от 30 до 70% зерен размером 5-30 мкм. Как следует из рис. 4, в цементе центробежно-ударного измельчения содержание частиц фракции 5-30 мкм может быть более 60%. По этому показателю исследуемые цементы можно отнести к высокопрочным.

Следует отметить, что цементы, полученные в МЦ , обладают более узким зерновым составом (n=1,1-1,4) по сравнению с цементами, полученными в шаровой мельнице. Известно, что при измельчении в трубной мельнице по открытому циклу параметр n составляет 0,85-1,1, а при работе с сепаратором редко достигает 1,2.

Цементы, полученные в МЦ, отличаются от цементов, измельченных в шаровых мельницах, не только зерновыми составами, но и формой частиц. На поверхности частиц цемента размером 30-80 мкм из шаровой мельницы находятся частицы размером 1-2 мкм. Наблюдается высокое содержание агрегатов. Различия в форме частиц и содержании агрегатов для цементов различных способов помола объясняется различными измельчающими воздействиями, происходящими в мельницах: частицы клинкера в центробежно-ударной мельнице измельчаются почти исключительно путем свободного удара, а в трубной мельнице преобладает стесненный удар и истирание. Микроскопический анализ показал, что частицы цемента центробежно-ударного измельчения обладают высокой дефектностью, наблюдаются острые грани. Частицы более однородны по форме, что предотвращает их агрегацию и может способствовать снижению водопотребности бетонных смесей и строительных растворов.

Подводя итоги сказанному, следует отметить основные особенности зернового состава цементов центробежно-ударного измельчения, заключающиеся в следующем:

2) высокое даже для высокопрочных цементов содержание частиц средней фракции (5-30 мкм);

Под термином «цемент» принято понимать вяжущий строительный материал неорганического происхождения, при взаимодействии с водой образующий раствор, превращающийся в плотное монолитное образование повышенной прочности. Используется для производства бетонов и других составов, применяющихся на различных стадиях строительного производства.

Основой для изготовления цемента является известняк с примесью глины и добавок, который после дробления становится рассыпчатым веществом, состоящим из мелких однородных фракций, в зависимости от сочетания и процентного соотношения компонентов, обладающих различным набором физико-технических характеристик, обуславливающих дальнейший характер его использования.

Какие бывают марки цементов, их характеристики и расшифровка

Одним из важнейших показателей, характеризующих качество цемента, является его прочность на сжатие. Данный параметр определяется в ходе лабораторных испытаний, по результатам которых материал разделяется на марки, имеющие числовые обозначения от 100 до 800 и обозначающие степень сжатия в БАР или МПа.

Помимо стандартных, в строительном производстве используются особые разновидности цемента, имеющие особый набор качеств и индивидуальных свойств, отличающих их от аналогов.

Для обозначения марки цемента по прочности используется аббревиатура ПЦ или М. К примеру, маркировка в виде М400, нанесенная на упаковку, обозначает, что он способен выдержать давление до 400 кг/см3. Кроме того, на ней может содержаться информация о наличии добавок в общей массе вещества, обозначаемая буквой Д и их количеством в процентах.

Фото различных марок цемента в бумажных мешках

Для их маркировки используются специальные буквенные обозначения:

Б, указывающая на скорость застывания материала;
ПЛ, свидетельствующая о наличии пластифицирующих добавок;
СС, подтверждающая наличие сульфатостойких характеристик;
Н, используемая для обозначения нормированного цемента, производимого на основе клинкера.

До недавнего времени в строительстве активно использовались цементы различных марок, включая самый «слабый» вариант с показателем прочности М100, однако в настоящее время эта разновидность снята с производства.

Аналогичная «участь» постигла и цементы марок 150 и 200, которые из-за своей недостаточно высокой прочности перестали использоваться в строительном производстве, «уступив место» качественным, прогрессивным материалам более высоких марок.

На данный момент самыми хоршими, востребованными и популярными являются цементы марок 400 и 500, максимально соответствующие запросам и требованиям современного строительного производства. От марки цемента, используемого для приготовления бетонной смеси, напрямую зависит и марка получаемого в итоге строительного раствора.

При этом данная зависимость будет выглядеть следующим образом:

Марка бетона	Марка цемента
М150	М300
М200	М300 и М400
М250	М400
М300	М400 и М500
М350	М400 и М500
М400	М500 и М600
М450	М550 и М600
М500	М600
М600 и выше	М700 и выше

Сферой применения марки М400-Д0 является изготовление сборных конструкций из бетона и железобетона, в создании которых используется метод термовлажностной обработки. Цемент марки М400 Д20 также находит широкое применение в различных отраслях промышленности, включая производство фундаментов, плит перекрытия и изготовление бетонных и железобетонных изделий различной сложности. Имеет хорошую морозостойкость и водостойкость.

Вышеуказанным параметрам и технико-физическим нормам максимально соответствует марка М500 Д20, используемая в строительстве жилья, а также создании промышленных и сельскохозяйственных объектов. Цемент этой марки также используется в работах кладочного, штукатурного и отделочного характера.

Отличительной характеристикой цемента марки М500 Д0 является высокая прочность, сочетающаяся с повышенной морозо- и водостойкостью, что делает этот материал незаменимым при проведении работ повышенной сложности, с высокими требованиями к качеству строительства.

Цементы более высоких марок, таких, как М600, М700 и выше в свободной продаже встречаются достаточно редко. Основной областью их применения является военная промышленность, где эти составы, обладающие максимально высокой степенью крепости, используются для создания укрепительных и специализированных сооружений.

Состав и фракции

Помимо используемых добавок, на качество и характеристики цементов прямое влияние оказывают такие факторы, как тонкость их помола, гранулометрический состав продукта, а также форма частиц, входящих в порошковую смесь.

Основную массу цементных составов, как правило, составляют зерна, имеющие размеры от 5-10 до 30-40 мкм. Качество помола материала определяется наличием остатков на ситах с размерами ячеек 0,2, 0,08 или 0,06 мм, а также проверкой на специализированных приборах, определяющих удельную поверхность порошка.

Данные приспособления служат и для определения воздухопроницаемости материала.

Современная промышленность выпускает цементы максимально тонкого помола, обладающие повышенной прочностью и высокой скоростью застывания. К примеру, портландцементы обычного вида измельчаются до 5-8 % остатка частиц на сите 0,08. Измельчение быстротвердеющих цементов происходит до остатка 2- 4 % и меньше.

Показатели удельной поверхности при этом составляют 2500-3000 см2/г продукта в первом случае и 3500-4500 см2/г материала – во втором.

После достижения удельной поверхности в 7000-8000 см2/г, прочностные характеристики цемента начинают снижаться. По этой причине считается, что чрезмерное измельчение цемента в пыль является нерациональным.

Согласно проведенным исследованиям и практическим опытам в области испытания цементов различных марок, было доказано, что основное влияние на активность материала в краткосрочном периоде оказывают фракции, размер которых составляет до 20 мкм. Зерна более крупных размеров (в пределах 30-50 мкм), влияют на активность цементов в более поздние сроки их застывания.

Таким образом, измельчая исходный материал до более мелкого состояния, можно получать цементы различной степени прочности и марок. К примеру, материалы с маркировкой М600, М700 и М800 получаются из клинкера, измельченного до содержания в общем составе порошка 45, 50, 65 и 80 % фракций с размерами от 0 до 20 мм.

На видео рассказывается о маркировке цемента по старому и новому ГОСТу и их различиях:

Классификация по видам

Помимо марок, классов, типов и степени помола, цементы принято различать на несколько основных видов, отличающихся между собой сочетанием отдельных компонентов и составом.

В их число входят:

портландцемент; Получается из размола портландцементного клинкера – продукта обжига до состояния спекания сырьевой смеси, включающей известняк, глину и другие материалы типа доменного шлака, мергеля и т.п., с добавлением гипса и специальных добавок. Бывает чистый, с примесью минеральных добавок, шлакопортландцемент и т.д.
пуццолановый; К этой категории относят группу цементов, имеющих в своем составе порядка 20% минеральных добавок. Получают способом совместного помола портландцементного клинкера, составляющего в общей массе готового состава около 60-80 %, минерального компонента активного типа, доля которого равняется 20-40 %, и гипса. Имеет повышенную коррозионную стойкость, меньшую скорость затвердения и небольшую морозостойкость.
шлаковый; Производится путем совместного помола доменных шлаков и добавок-активаторов в виде гипса, извести, ангидрита и т.д. Бывает известково-шлаковым (с 10-30 % содержанием извести и 5 % содержанием гипса) и сульфатно-шлаковым (где гипс или ангидрит составляют 15-20 % от общей массы). Цементы данного вида находят применение в строительстве подземных и подводных сооружений.
глиноземистый; Отличается высокой скоростью затвердения и хорошей огнеупорностью, что делает его незаменимым при изготовлении высокоплотных растворов и бетонов, обладающих повышенной водонепроницаемостью.
цемент с наполнителями, романцемент; Материал, изготавливаемый способом измельчения обожженного сырья без подвергания его процессу спекания. Применяется для кладочных и штукатурных работ, а также производства бетонов низких марок.
фосфат цемент; Разделяется на два основных подвида: твердеющие при нормальных температурах и при нагревании до температуры 373 – 573 К. Обладает большой механической прочностью.
напрягающий; Имеет короткий период схватывания и хорошую прочность. Обладает высоким давлением в процессе твердения. Применяется для изготовления напорных труб, используемых для создания емкостных сооружений.
гидроизоляционный; Разделяется на подвиды с проникающей и обмазывающей способностью. После застывания приобретает водонепроницаемые качества и крепость.
магнезиальный; Представляет собой мелко дисперсионный состав порошкового типа, основу которого составляет оксид магния. Применяется для устройства бесшовных полов монолитного типа.
тампонажный; Используется в ходе работ по цементированию газовых и нефтяных скважин.
цинкфосфатный; Производится путем обжига шихты, в состав которой входят оксиды цинка, магния и кремнезем. Обладает высокой прочностью на сжатие, составляющей 80-120 МПа.
силикофосфатный; Процесс производства заключается в обжиге шихты до ее полного расплавления, после чего состав подвергается резкому охлаждению в водяной бане. Имеет высокую прочность и стойкость.
высокопрочный; Отличается очень высокой скоростью схватывания, обладает хорошей пластичностью и прочностью.
облегченный и т.д.

Перспективные виды цементов и их преимущества

Помимо масштабного строительного производства бетон широко применяется в частной сфере, для возведения и реконструкции жилья и построек сельскохозяйственного назначения. По этой причине при покупке этого материала перед потребителями возникает вопрос: какой из существующих цементов лучший по качеству и набору индивидуальных характеристик?

Для того чтобы сделать правильный выбор, стоит обратить внимание на следующие моменты:

срок высыхания материала;
тонкость его помола; , изготовленного на его основе;
содержание в нем щелочей и т.д.

Если говорить о качестве и возможностях цементов, то наиболее оптимальными вариантами для частного использования можно назвать марки М400 и М500, обладающие лучшим набором технико-физических характеристик и привлекательной ценой.

Оценивая его по пятибалльной шкале, ему можно присвоить оценки «пять» за стоимость, практичность и удобство в использовании. Кроме того его можно оценить на «четыре» за экологичность и простоту изготовления.

Читайте также: