Номенклатура цемента для строительства причальных сооружений

Обновлено: 14.05.2024

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.

Технические условия распространяются на цементы гидротехнические, подлежащие поставке для строительства основных гидротехнических сооружений Сибири, Дальнего Востока и районов Крайнего Севера.

МИНИСТЕРСТВО ПРОМЫШЛЕННОСТИСТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ СССР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ИНСТИТУТ ЦЕМЕНТНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
«НИИЦЕМЕНТ»

ЦЕМЕНТЫ ДЛЯ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХСООРУЖЕНИЙ

Технические условия

ТУ 21-26-14-90

ГОСУДАРСТВЕННАЯ АССОЦИАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВСССР

СОГЛАСОВАНО

Зам. начальника Главного

строительства Минэнерго СССР

_______________ И.Н. Воробьев

«______» ___________ 1990 г.

УТВЕРЖДАЮ

Зам. председателя концерна

__________ И.Б. Марковский

28 декабря 1990 г.

ЦЕМЕНТЫ ДЛЯ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХСООРУЖЕНИЙ

Технические условия

ТУ 21-26-14-90

Взамен ТУ 21-21-4-82

Срок действия с 01.01.91 г.

Согласовано

Главный инженер Управления

___________ К.К. Кузьмин

и проектный институт цементной

Директор научной части

_____________ В.К. Новосадов

Зам. директора ВНИИГа

им. Б.Е. Веденеева

______________ А.Г. Василевский

«_____» ____________ 1990 г.

Государственный Всесоюзный научно-

исследовательский институт цементной

Директор ____________ В.Б. Хлусов

«_____» ____________ 1990 г.

Зам. директора Гидропроекта

_____________ В.М. Боярский

«_____» ____________ 1990 г.

Красноярский цементный завод

Гл. инженер _________В.Н. Дашкевич

Зам. директора Сибирского филиала

ВНИИГа им. Б.Е. Веденеева

____________ Л.М. Гаркун

Гл. инженер Теплоозерского

Цементного завода тел. № 1/83

Настоящие технические условияраспространяются на цементы гидротехнические, подлежащие поставке длястроительства основных гидротехнических сооружений Сибири, Дальнего Востока ирайонов Крайнего Севера.

1.1. Гидротехнические цементы должны изготовляться в соответствии стребованиями настоящих технических условий по технологическим регламентам,утвержденным заводом-изготовителем.

портландцемент(без минеральных добавок) марки 400;

портландцементс минеральными добавками марки 400;

шлакопортландцементмарки 300 и 200.

1.3. Условное обозначение цемента должновключать последова тельно:

наименованиецемента - портландцемента (ПЦ), шлакопортландцемента (ШПЦ);

обозначениемаксимального содержания минеральных добавок: Д0; Д20; Д50; Д80;

марку цемента -по п. 1.2;

обозначениенастоящих технических условий.

Примерыобозначения: ПЦ 400-Д0-Г; ШЦ 300-Д50-Г; ШЦ 200-Д80-Г; ПЦ 400-Д20-Г; ТУ 21-26-14 -90.

1.4. Материалы, применяемые дляпроизводства цемента:

шлаки доменные гранулированные - по ГОСТ3476 . Массовая доля оксида магния в шлаке недолжна быть более 15%;

активныеминеральные добавки - по ТУ 21-26-11-90;

камень гипсовый- по ГОСТ4013 .

Допускаетсяфосфогипс, борогипс по соответствующей нормативно-технической документации наэти материалы.

Отходы фторсодержащие, применяемые для замедления сроков схватыванияцемента и технологические добавки по соответствующей нормативно-техническойдокументации на эти материалы.

Клинкер похимическому и минералогическому составам должен соответствоватьтехнологическому регламенту и нормам, указанным в табл. 1.

Клинкер для производства

Массовая доля трехкальциевого силиката (3СаО. SiO ₂ ) ,

Массовая доля трехкальциевого алюмината (3 CaO . Al ₂ O ₃ ), не более

Массовая доля оксида магния ( MgO ), не более

Суммарная массовая доля оксидов натрия и калия в пересчете на N a ₂ O , не более

Массовая доля свободного оксида кальция ( CaO _СВ. ), не более

1.5. По химическому составу и физико-механическим свойствамгидротехнические цементы должны соответствовать нормам, указанным в табл. 2.

Нормы для цемента

Прочность при сжатии в возрасте 28 суток, МПа (кгс/см 2 ), не менее

Прочность при изгибе, в возрасте 28 суток, МПа (кгс/см 2 ), не менее

Активность при пропаривании, МПа (кгс/см 2 )

Определяется для каждой партии цемента

Массовая доля доменного гранулированного шлака, %

Равномерность изменения объема

Массовая доля активной минеральной добавки, %

Массовая доля ангидрида серной кислоты ( SO ₃ ) в цементе, %

Допускается введение в портландцементбездобавочный при его помоле фторосодержащей добавки не менее 0,02 и не более0,06 % для замедления сроков схватывания. Начало схватывания цемента с фторсодержащейдобавкой должно наступать не ранее 4 часов.

Допускается замена части шлака другой активной минеральной добавкой вколичестве 10 % от массы цемента.

1.6. Изготовительдолжен испытывать цемент на наличие признаков ложного схватывания равномерно помере отгрузки, но не менее чем 20 % отгруженных партий.

1.7. Изготовитель долженопределять изменение объема шлакопортландцемента при испытании в автоклаве при20-ти не менее чем для 10 % партий, отгружаемых в течение квартала.

1.8. По остальнымпоказателям тонкости помола, срокам схватывания гидротехнический цемент долженудовлетворять требованиям ГОСТ22266 .

2.1. Гидротехнический цемент по степени воздействия на организмчеловека в соответствии с ГОСТ12.1.007 является умеренно опасным веществом иотносится к 4 классу опасности.

2.2. В производственных помещенияхсодержание цементной пыли не должно превышать 6 мг/м 3 в соответствии с ГОСТ12.1.005 .

2.3.Цемент является пожаровзрывобезопасным веществом, не образует токсичныхсоединений в воздушной среде и сточных водах в присутствии других веществ. Всточных водах дает слабощелочную реакцию.

2.4. Рабочие помещения должны быть оснащенывытяжной вентиляцией, элеваторы и шнековые транспортеры загерметизированы.

2.5. Лица, занятые на работах с цементом,должны быть обеспечены спецодеждой, фартуками, респираторами, защитными очками.

3.1. Приемку гидротехнического цемента производят по ГОСТ 22236 . Вдокументе о качестве дополнительно указывают: показатели качества клинкерасогласно таблице 1.

4.1. Химический анализ клинкера и цементапроизводят по ГОСТ5382 . Минералогический состав клинкерарассчитывают на основании результатов его химического анализа.

4.2. Вид и количество добавок в цементеопределяют по методике головной организации по государственным испытаниямцемента в пробе, отобранной на заводе-изготовителе.

4.3. Контроль фторсодержащей добавки вцементе производят определением массовой доли фтора по прилагаемой методике.

5.1. Упаковку, маркировку,транспортирование и хранение цемента производят по ГОСТ 22237 .

6.1. Портландцемент марки 400 (ПЦ 400-ДО) - для бетонов наружных,зон гидротехнических сооружений; Код по ОКП 57 3212 3000.

портландцементс минеральными добавками марки 400 (ПЦ 400-Д20); Код по ОКП 57 3412 2000.

шлакопортландцементмарки 300, 200 (ШПЦ 300-Д50; ШПЦ 200-Д80) - для бетонов внутренних подводных и подземныхгидротехнических сооружений. Поставка шлакопортландцемента марки 200производится по согласованию с потребителем. Код по ОКП 37 3531 2000 и 57 38182000.

7.1. Изготовитель гарантирует соответствие гидротехническогоцемента всем требованиям настоящих технических условий при соблюдении правилего транспортирования и хранения при поставке в таре в течение 60 суток послеотгрузки, а при поставке навалом - на момент получения.

1. Сущность метода

Контрольдозировки фторсодержащей добавки в цементе основан на ториметрическомопределении содержания фтора в цементе и добавке. Проба цемента разлагаетсяраствором гидрооксида калия, в присутствии которого фторокомплекс алюминияпревращается в гидрокомплекс и фтор-ионы. Катионы кальция, выделяющиеся приразложении клинкерных минералов и гипса, связываются в труднорастворимый осадок Ca (ОН)₂. Для удаления мешающих катионов раствор пропускаютчерез Н-катионит.

Присутствие втитруемой пробе небольшого количества сульфат-ионов практически не мешаетопределению фтора.

Метод применимдля анализа цемента, содержащего 0,1-1 % фторсодержащей добавки.

2. Реактивы и растворы.

Натриягидрооксид по ГОСТ4328, раствор с массовой долей 0,1 %.

Калиягидрооксид по ГОСТ 9285,раствор с массовой долей 10 %.

Кислота азотнаяпо ГОСТ 4461,раствор 5:95.

Ализариновыйкрасный (индикатор) по ТУ 6-09-2105, раствор с массовой долей основноговещества 0,1 %.

Растворбуферный, рН = 2,9-3,0. 9,45 г монохлоруксусной кислоты, ClCH ₂ COOH ,растворяют в мерной колбе вместимостью 100 см 3 . 50 см 3 этого раствора переносят в мерную колбу вместимостью 250 см 3 ,добавляют несколько капель фенолфталеина и титруют раствором I н Na ОН до розовогоокрашивания. Затем добавляют 50 см 3 раствора монохлорук сусной кислоты и разбавляютводой до метки.

Тория нитрат -раствор тория нитрата концентрации точно 0,002 моль/дм 3 . 0,28 гсухой соли и 700 см 3 воды помещают в мерную колбу вместимостью1 л, добавляют 70 см 3 раствора соляной кислоты концентрации точно0,1 моль/дм 3 и разбавляют водой до метки.

Катионитоваясмола КУ-1, КУ-2, СБС и другие в Н-форме.

3.1. Навески цемента, содержащего добавку и без добавки(свидетель), массой по 0,25 г помещают в сухие стаканы вместимостью 150 см 3 ,обрабатывают раствором гидрооксида калия с массовой долей 10 %, добав ляют 40 см 3 горячей воды (70 °С) и выдерживают при слабом кипении в течение10 мин. Горячие растворы фильтруют в колонки с Н-катиони том. Осадок в стаканепромывают водой 3 раза и 3-4 раза на фильтре. Элюат собирают в мерные колбыемкостью 250 см 3 . Колонку многократно промывают большими порциямиводы, собирая 250 см 3 раствора. Отбирают по 50 см 3 анализируемого раствора и раствора свидетеля в колбы для титрования, добавляют по7-8 капель ализаринового красного. Растворы тщательно нейтрализуют растворомгидрооксида натрия концентрации точно 0,1 моль/дм 3 , а затемраствором HNO ₃ до получения димонно-желтогоокрашивания от одной капли HNO ₃ . В колбы добав ляютпо 2,5 см 3 буферного раствора. Вначале титруют холостую пробу раствором нитрата тория доперехода лимонной окраски в бледно-розовую. На титрование расходуется около 1,8см 3 нитрата тория ( V _св ). Эта проба служит эталономокраски (но не более 3 часов). Далее титруют пробу анализируемого цемента,добиваясь одинаковой окраски с холостой пробой и записывают объем титранта ( V _ц ).

3.2. Анализ пробы фторсодержащей добавки проводят при тех жеусловиях. Навеску добавки массой 0,1 г помещают в сухой стакан, добавляют 0,25г цемента без добавки и сухую смесь тщательно перемешивают палочкой. Затемобрабатывают 10 см 3 раствора КОН массовой долей 10 %, добиваясьполного смачивания всех частиц, добавляют 40 см 3 горячей воды и кипятят 10 минут. Горячий раствор пропускают через Н-катионит.Элюат собирают в мерную колбу вместимостью 250 см 3 .

Длятитрования отбирают 1 или 2 см 3 элюата ( V ₁ ), добавляют 50 см 3 раствора свидетеля, приготовленного ранее (п. 3.1), вводят 7-8 капельиндикатора и далее выполняют все операции, указанные в п.3.1.

4. Обработка результатов.

Массовую долюдобавки отхода в цементе находят как отношение массовых долей фтора в цементе ( F _ц ) и добавки ( F _д ) по формуле:

Подставляя выражения F _ц и F _д

в формулу (1),получают расчетную формулу для определения массы введенной добавки.

где: V _ц , V _св , V _д - объемы раствора нитрататория, пошедшие на титрование цемента с добавкой и без добавки (свидетеля) ифторсодержащей добавки, см 3 ;

А_ц -масса цемента, г;

А_д -масса добавки, г;

V ₁ - объемраствора добавки, взятый для титрования, см 3 ;

Т - титрнитрата тория по фтору, г/см 3 .

Примечание : Для расчета массовой доли фтора в отходенеобходимо знать титр нитрата тория, который устанавливают по стандартномураствору фторида натрия (0,1106 г NaF в 500 см 3 воды). Для титрования берут 1 или 2 см 3 стандартного раствора и 50 см 3 раствора свидетеля и выполняют всеоперации указанные в пп 3.1, 3.2.

Титр нитрататория вычисляют, по формуле:

где: А - масса NaF в 500 см 3 воды,г;

V ₂ - объемраствора NaF , взятый для титрования, см 3 ;

V _ст - объемраствора нитрата тория, пошедший на титрование стандартного раствора, см 3 ;

0,4524 - коэффициент пересчета c NaF на F -ион.

5. Погрешность методики составляет ± 0,05мас.%, продолжительность анализа - 40 минут.

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, являясь уникальным строительным материалом, подразделяется на виды в зависимости от назначения и условий эксплуатации бетонных конструкций. Тяжелые и особо тяжелые условия эксплуатации, также особые условия набора прочности бетона, требуют применения цементов специального вида.

Специальный цемент – уникальный строительный материал, обладающий особыми свойствами по скорости набора прочности, пластичности, величине усадки, водонепроницаемости, сульфат стойкости, морозостойкости и эстетическим характеристикам.

Специальные виды цемента

К специальным видам цемента относятся следующие виды «вяжущего»: глиноземистый, расширяющийся, безусадочный, напрягающий, шлакощелочной, кислотоупорный, сульфатостойкий цемент и белый цемент. Каждому виду специального цемента соответствует своя сфера применения. Рассмотрим особенности и сферу применения каждого вида специального цемента подробнее.

Глиноземистый цемент

Характеризуется особо высокой скоростью схватывания и набора прочности. Схватывание бетона на основе цемента этого вида начинается через полчаса после затворения и оканчивается через 12 часов. Значение марочной прочности достигается через 72 часа после затворения.

Глиноземистый цемент это собирательное название видов специального цемента ГОСТ 969-91, обладающих различной величиной прочности на сжатие: 400, 500 и 600 кгс/см2. При этом сфера применения вяжущего этого типа определяется его специальными свойствами – быстрым набором прочности и способностью противостоять высоким температурам окружающей среды.

В частности глиноземистый цемент используют для приготовления бетонных растворов предназначенных для: скоростного строительства, реставрации сооружений, строительства емкостей, производства огнеупорного бетона стойкого до 1700 градусов Цельсия, оперативной заделки пробоин в корпусах кораблей и судов, возведения сооружений работающих в условиях агрессивной сульфатной среде, других подобных работ.

Средняя стоимость мешка глиноземистого вяжущего массой 50 кг составляет сумму от 1980 до 2500 рублей.

Расширяющийся цемент

В соответствии со своим названием расширяющийся цемент в отличие от своих общестроительных аналогов не только не дает усадку, а имеет свойство линейно увеличиваться в объеме в пределах 0,2-2,5% через 72 часа после затворения материала.

Расширяющийся цемент характеризуется быстрым схватыванием и быстрым набором прочности. Начало схватывания происходит через 30 минут после затворения. Конец схватывания через 4 часа после затворения. Прочность на сжатие через 72 часа – до 200 кгс/см2, через 7 суток прочность на сжатие может достигать 300 кгс/см2.

Сфера применения обусловлена свойством раствора на основе связующего данного типа увеличиваться в объеме: уплотнение швов и отверстий, монтаж анкерных болтов и шпилек, уплотнение кабельных вводов, заделка стыков бетонных конструкций, заделка стыков бетонных трубопроводов канализационных коллекторов и другие подобные работы.

Важный аспект! Для достижения наиболее полного эффекта расширения, схватывание и твердение раствора на основе цемента данного типа должно идти при повышенной важности окружающей среды. Средняя стоимость 50 килограммового мешка расширяющегося связующего находится в пределах от 1400 до 2000 рублей.

Безусадочный цемент

Характеризуется моментальным схватыванием и быстрым достижением марочной прочности и отсутствием усадки. В общем случае схватывание материала начинается с первой минуты после затворения и оканчивается не позднее пяти-шести минут. Марочная прочность бетонного раствора на безусадочном цементе достигается не позднее 72 часов после затворения. При этом сооружение способно выдерживать давление воды до 7 кгс/см2 без потери герметичности.

Сфера применения – приготовление бетонов и растворов для строительства гидроизолирующих оболочек подземных сооружений, заделка швов, подливка под машины и фундаментные болты т.п. Важно! Не допускается применение в возведении конструкций экспортирующихся в условиях недостаточной влажности или в конструкциях эксплуатирующихся при температуре окружающей среды более 80 Градусов Цельсия.

Средняя стоимость безусадочного цемента на рынке строительных материалов России составляет сумму от 1166 до 1 790 рублей за мешок массой 25 кг. При этом высококачественный цемент специальный безусадочный быстротвердеющий пластифицированный macflow можно приобрести за 78.95- 89.25 руб./кг. Бренд MACFLOW® является признанным производителям высококачественного продукта, в том числе производителем безусадочного цемента.

Шлакощелочной цемент

Цементный состав на основе связующего этого вида применяется для строительства дорог, автомагистралей и массивных бетонных конструкций военного назначения, характеризующихся повышенной стойкостью к вредным факторам: воздействию воды и низкой температуры, воздействию химически активных веществ и ветра.

Состав вяжущего этого вида кардинально отличается от цемента общестроительного назначения. Шлакощелочной цемент состоит из мелкодисперсного порошка, продукта помола отходов металлургического производств и едкой щелочи или несиликатных солей слабых кислот (сода, поташ) или силикатных солей.

В числе преимуществ: нулевое трещинообразование, обусловленное низкой температуры гидратации, высокая прочность от 1090 до 1420 кгс/см2, жаростойкость до 1400°С, морозостойкость F1000, низкая стоимость обусловленная использованием отходов производства. Достоверных данных по отпускной стоимости цемента этого вида нет.

Кислотоупорный цемент

Конструкционный материал этого вида изготавливают по технологии раздельного или совместного помола очищенного кварцевого песка и кремнефтористого натрия. В качестве затворителя раствора выступает жидкое стекло. Схватывание раствора начинается не ранее 30 минут и не позднее 6 часов после затворения.

Основные свойства: прочность бетонов на основе кислотоупорного цемента от 200 до 600 кгс/см2, стойкость ко всем видам кислот кроме ортофосфорной и плавиковой кислоты. В числе принципиальных недостатков – низкая стойкость к воздействию воды, водяного пара и щелочей. При воздействии воды, пара и щелочей запускается необратимый химический процесс превращения кислотоупорного бетона в аморфную массу.

Область применения: обмазка и облицовка оборудования предприятий химической промышленности, строительство резервуаров для хранения химически активных продуктов. Средняя стоимость 1 килограмма продукта от 250 до 470 рублей.

Сульфатостойкий портландцемент

Это разновидность общестроительного портландцемента цемента обладающего повышенной стойкостью к воздействию: грунтовых вод, деформации грунта, морским приливам и отливам, агрессивным веществам, колебаниям уровня воды в водоемах и резервуарах, зимнему пучению грунта и другим атмосферным факторам. Для придания портландцементу специальных свойств при помоле клинкера в него добавляется четко нормированное количество трехкальциевого алюмината и трехкальциевого силиката.

Основная сфера применения: строительство и ремонт гидротехнических сооружений, строительство фундаментов и подвалов эксплуатирующихся в условиях повышенной важности грунта.

Основные свойства: низкое тепловыделение, быстрая схватываемость и набор прочности, повышенная плотность, высокая стойкость к сульфатной коррозии и другим вредным факторам. Приобрести пятидесятикилограммовый мешок сульфатостойкого цемента можно за 325-440 рублей.

Белый цемент

Особенность вяжущего этого вида – белоснежность бетонных конструкций и изделий на его основе. Это свойство широко используется производителями цветной тротуарной плитки, строителями эксклюзивных зданий и сооружений и мастерами, создающими декоративные архитектурные элементы и скульптурные композиции.

«Белоснежность» цвета цемента обусловлена особым составом клинкера и специальностью технологии. Цемент этого вида готовится на основе маложелезистого клинкера с добавлением гипса, известняка и специальных солей. Высокая прочность цемента достигается резким охлаждением обожженного клинкера в бескислородной среде.

Основные технические характеристики: прочность на сжатие 400-500 кгс/см2, время схватывания 45 минут, время набора марочной прочности 24 часа, стойкость к растрескиванию и вредным атмосферным факторам. Средняя стоимость 50 кг мешка белого цемента на рынке России 850-950 рублей.

Заключение

Специальные свойства цемента обуславливают высокую себестоимость производства, что в свою очередь обуславливает высокие розничные цены. Поэтому использовать специальное вяжущее для работ общестроительного характера экономически нецелесообразно. Исключение составляет Шлакощелочной цемент, который изначально создавался и производится как недорогая альтернатива общестроительному портландцементу.

Цемент – вяжущий компонент, широко используемый при производстве строительных смесей и растворов. Он представляет собой тонкомолотый порошок, образующий после затворения водой пластичную массу, которая после твердения превращается в прочный цементный камень. Цемент – это гидравлическое вяжущее, способное набирать требуемые характеристики не только на воздухе, но и в воде.

Испытания цемента на прочность при сжатии осуществляются согласно ГОСТам и СНиПам в лабораториях следующим образом:

Готовят цементно-песчаный раствор из одной части цемента и трех частей песка.
Изготавливают три образца заливкой раствора в разъемные металлические формы.
Формы размещают на вибростоле и уплотняют их в течение трех минут.
Через двое суток образцы извлекают из форм и помещают в воду температурой +20 °C на 28 суток (это время, которое в стандартном варианте необходимо цементно-песчаному раствору или строительной смеси для набора марочной прочности). Для специальных цементов устанавливается собственный период твердения.
Образцы извлекают из воды, вытирают насухо, устанавливают под пресс. Давление, выраженное в кгс/см 2 , при котором образец начинает разрушаться, характеризует его марку.

Для получения точного результата испытывают 6 образцов, из которых выбирают 4 лучших и находят среднее арифметическое.

В соответствии с этим ГОСТом в маркировке указывают тип цемента, самые распространенные виды – ПЦ (портландцемент) и ШПЦ (шлакопортландцемент). Далее указывают марку прочности цемента, наиболее популярные – М400, М500, для сооружения объектов с особыми требованиями к прочности применяют марку М600 и выше. В маркировке также указывается наличие (буква Д) и процентное содержание минеральных добавок. Например, маркировка ПЦ М500 Д0 означает, что данный материал – это портландцемент марки М500 без добавок (0 % добавок).

Таблица соответствия марок и классов прочности цемента

Для ускорения получения результатов образцы подвергают пропариванию. Для этого:

В специальную камеру помещают формы с образцами и выдерживают в течение пяти часов.
В течение трех часов температуру плавно доводят до +80 °C.
Образцы выдерживают в таких условиях в течение 8 часов, а затем оставляют их для остывания на 2-3 часа.

Готовые балки сначала испытывают на прочность при изгибающих нагрузках. Для этого на площадку пресса устанавливается конструкция, специально предназначенная для этой цели, и на нее опускается верхняя плита. В результате испытаний на изгиб образцы переламываются на две части. На полученных шести образцах проверяют прочность на сжатие.

Таблица прочности на сжатие и изгиб нормально твердеющего цемента различных марок

Класс прочности	Прочность на сжатие, МПа, в возрасте				Прочность на изгиб в возрасте 28 дней, МПа, не менее
	2 дня	7 дней	28 дней
	Не менее	Не менее	Не менее	Не более
22,5	-	11	22,5	32,5	4,4
32,5	-	16	32,5	52,5	5,4
42,5	10	-	42,5	62,5	5,9
52,5	20	-	52,5	-	6,4

Из таблицы видно, что чем выше класс материала, тем больше разница между характеристиками прочности на сжатие и изгиб.

Таблица условного разделения цемента на группы прочности

Группа по прочностным характеристикам	Прочность при испытаниях на сжатие, МПа
Низкомарочные	До 30
Рядовые	30-50
Высокомарочные	Более 50

Различают следующие сокращенные обозначения:

ЦЕМ I – портландцемент, в том числе с минеральными добавками до 5 %;
ЦЕМ II – портландцемент с минеральными добавками в количестве 5-35 %;
ЦЕМ III – шлакопортландцемент;
ЦЕМ IV – пуццолановый;
ЦЕМ V – композиционный.

По скорости твердения каждый класс (кроме 22,5) делится на два подкласса: Н – нормально твердеющий и Б – быстротвердеющий.

Добавки в цемент для повышения прочности

Для повышения прочностных характеристик затвердевших растворов и смесей, приготовленных на базе цемента, используют специальные добавки. Применение добавок, часто существенно повышающих стоимость продукта, экономически целесообразно в следующих случаях:

ведение работ в зимних условиях;
применение в качестве заполнителя материала, не соответствующего нормативным требованиям, например, очень мелкофракционного песка;
повышенные требования по водонепроницаемости и морозостойкости к бетонным конструкциям;
изготовление высоконагружаемых бетонных и железобетонных изделий (фундаментных блоков, тротуарной плитки);
приготовление бетонных смесей на мелкофракционных заполнителях;
сооружение зданий по монолитной технологии с применением расширяющих присадок.

Что можно добавить в цемент для повышения его прочности:

Пластификаторы. Это наиболее популярная группа упрочняющих добавок. Применение пластификаторов повышает подвижность растворов, увеличивает водонепроницаемость, морозостойкость, позволяет снизить расход вяжущего компонента почти на четверть. В частном строительстве в качестве пластификаторов обычно используют стиральный порошок или жидкое мыло.
Ускоритель набора прочностных характеристик. Функции – ускорение схватывания и твердение бетона, повышение показателей на сжатие и изгиб. Наиболее популярный ускоритель – хлористый кальций, часто применяемый при изготовлении пенобетона и полистиролбетона, брусчатки.
Комплексные присадки. Служат для ускорения твердения, увеличения водонепроницаемости, морозостойкости, прочностных характеристик, снижения усадки. Тип присадок выбирают в соответствии с эксплуатационными особенностями строящихся объектов.

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.

Читайте также: