Popularne Wiadomości

Wybór Redakcji - 2020

Cement portlandzki: odmiany, właściwości i zastosowanie

Do produkcji betonu stosuje się spoiwa nieorganiczne, które po zmieszaniu z wodą tworzą pastowaty roztwór, który nabiera wytrzymałości w miarę stwardnienia. Odmianą takiej kompozycji wiążącej jest cement portlandzki.


Funkcje i produkcja

Cement portlandzki często mówi się o potrzebie trwałego i odpornego na negatywne skutki rozwiązania środowiskowego. Cement portlandzki jest rodzajem spoiwa do rozwiązań betonowych.

Jest to sucha mieszanka, którą rozcieńcza się wodą. Po pewnym czasie produkt styka się z powietrzem.

Cement portlandzki ma drobno zmielony klinkier, a także gips, który przyspiesza wiązanie mieszaniny. W zależności od rodzaju i marki produktu, jego formuła może zawierać pewne dodatki i zanieczyszczenia.

Mieszanka została wynaleziona w 1824 r. Przez amerykańskiego murarza i zawdzięcza swoją nazwę zewnętrznemu podobieństwu do wapienia Portland, który wydobywano w jednym z angielskich hrabstw.

Wapień Portland

Do uzyskania tej kompozycji wykorzystywane są skały węglanowe (wapień, kreda, tlenek glinu i krzemionka), a także margle (mieszanina skał węglanowych i gliny, skała przejściowa z wapienia na glinę). Proces produkcji rozpoczyna się od starannego mielenia surowców i mieszania w określonych proporcjach. Następnym etapem jest wypalanie surowców w piecach w temperaturze 1300-1400 ° C. Wynikiem przepływu jest materiał zwany klinkierem.

Klinkier jest ponownie mielony i mieszany z gipsem. Jeśli to konieczne, dodaj inne elementy, które zwiększają wydajność gotowego produktu. Ta mieszanka przechodzi kontrolę jakości i po spełnieniu przyjętych norm otrzymuje certyfikat zgodności.



Istnieje kilka opcji wypalania surowców:

  • Mokro. Najpierw składniki są miażdżone, a następnie glina jest moczona, aż wskaźnik wilgotności osiągnie 70%. Następnie jest mieszany z wapieniem w młynach.
  • Suche. Proces mielenia i suszenia mieszanki zachodzi jednocześnie, co zmniejsza koszty pracy i koszty produkcji. W wyniku przetwarzania w młynach otrzymuje się sproszkowane surowce.
  • Połączone. Ta technologia łączy 2 rodzaje produkcji - suchą i mokrą. Nasycenie surowca surowcem wzrasta do 14%, po czym produkty są kruszone i suszone w specjalnych młynach.
Mokro
Suche
Połączone

Skład i właściwości

Jak już wspomniano, cement portlandzki składa się z klinkieru. W naturze gotowe granulki są dość rzadkie, więc wióry klinkieru uzyskuje się sztucznie przez mieszanie i wypalanie mieszanin węgla i gliny.

Gotowy klinkier miesza się z gipsem, którego zawartość w kompozycji nie przekracza 5%. Jest on wprowadzany w celu zapewnienia mobilności rozwiązania przez 45 minut, co jest konieczne przy formowaniu produktów lub wykonywaniu określonych rodzajów prac.

Skład i procent składników mieszanki reguluje GOST 10178 85 „Cement portlandzki i cement portlandzki żużlowy”. To zgodność z wymaganiami produkcji gwarantuje wysokie właściwości techniczne i operacyjne produktu.

Na opakowaniu musi wskazywać produkcję zgodnie z GOST. W przypadku braku tego ostatniego rozumie się, że cement portlandzki jest wytwarzany zgodnie ze specyfikacjami (warunkami technicznymi), a to oznacza, że ​​jego właściwości różnią się od tych przyjętych.


Aby nadać cementowi portlandzkiemu pewne właściwości techniczne, do kompozycji dodaje się dodatki mineralne, których zawartość nie przekracza 20-25%.

Najbardziej popularne są następujące:

  • Aluminate zwiększa czas wiązania cementu, ale ma niskie wskaźniki wytrzymałości (możliwa zawartość cementu portlandzkiego nie przekracza 15%).
  • Alumoferryt ma takie same właściwości jak poprzedni dodatek, ale jego zawartość w gotowym produkcie jest zmniejszona do 10-18%.
  • Belit ma efekt dziania, wydłuża czas utwardzania, ale nadmierna zawartość może negatywnie wpływać na właściwości wytrzymałościowe kompozycji (dopuszczalna zawartość - nie więcej niż 15-37%).
  • Alit Jest on szeroko stosowany (procent może osiągnąć 60%) w kompozycjach o wysokiej jakości, ponieważ zapewnia szybkie utwardzanie.


Właściwości cementu portlandzkiego zależą od jego składu. Główne kryteria oceny jakości produktu są następujące:

  • Okres ustawiania. Zajęcie mieszaniny zgodnie z wymaganiami technicznymi jej uprawy powinno nastąpić po 40-45 minutach. Skład mineralogiczny, stopień rozdrobnienia i temperatura, w której wykonywana jest praca - czynniki te wpływają przede wszystkim na szybkość wiązania produktu.
  • Zapotrzebowanie na wodę. Pod tym pojęciem rozumie się ilość wody potrzebną do uzyskania grubości, odpowiedniej do pracy z pastą cementową. Zwykle wilgoć nie powinna przekraczać 25% składu mieszaniny. W celu zmniejszenia wymaganej ilości wody stosuje się siarczynowy zacier drożdżowy lub plastyfikatory.
  • Separacja wody. Termin ten odnosi się do ekstrakcji wody w gotowym roztworze, której wystąpienie jest spowodowane sedymentacją cięższych cząstek cementu. Aby zmniejszyć tę liczbę, pozwól na suplementy mineralne.

  • Mrozoodporność - zdolność produktu do przenoszenia pewnej liczby cykli zamrażania i rozmrażania bez utraty właściwości eksploatacyjnych.

Aby zwiększyć mrozoodporność, do kompozycji dodaje się abietat sodu lub mytą smołę drzewną.

  • Odporność na korozję. Ta cecha jest związana z drobnoziarnistością mieszanki i stopniem porowatości gotowego betonu.
  • Rozpraszanie ciepła. Odnosi się to do zdolności betonu do uwalniania ciepła w procesie twardnienia. Szybko nadająca ciepło kompozycja jest zoptymalizowana poprzez dodanie do niej aktywnych składników mineralnych.

Charakterystyka

Cement portlandzki ma wyższe właściwości wytrzymałościowe w porównaniu z innymi rodzajami cementu, ze względu na właściwości kompozycji. Niektóre dodatki mogą reagować, zmieniając właściwości techniczne materiału. Te ostatnie są związane z jego mechaniczną stabilnością i możliwościami operacyjnymi.

Nie możemy powiedzieć, że jedna z cech technicznych ma wyższy priorytet. Na przykład trwały, ale zbyt wolno zestalony cement portlandzki może wydłużyć czas budowy. Odporna na mróz, ale korozyjna kompozycja może być używana tylko do rozwiązania wąskiego zakresu zadań.


Obecnie producenci dążą do stworzenia uniwersalnych receptur, w których właściwości, które są najważniejsze dla cementu, są równie wyraźne.

Jednocześnie istnieją specjalistyczne preparaty, które mają specjalny cel. Można to uznać za pucolanowy cement portlandzki, który ma maksymalną odporność na korozję i odporność na wilgoć, ale raczej niskie wskaźniki wytrzymałości na początkowych etapach pracy (w pierwszych dniach wiązania).



Techniczne

Wśród cech technicznych należy wyróżnić:

  • Ciężar właściwy produkt - 1100 kg / m³ dla mieszanek luzem, 1600 kg / m³ dla sprasowanych.
  • Próba szlifowania średnio wynosi 40 mikronów (określanych przez zdolność mieszaniny do przejścia przez sito nr 008), co zapewnia niezbędną wytrzymałość cementu i czas, w którym twardnieje, a także wpływa na jego wydajność.
  • Zużycie wody, optymalna zawartość cieczy w kompozycji nie powinna przekraczać 25-28%, ponieważ wskaźnik ten wpływa na wytrzymałość kompozycji (z nadmiarem, następuje podział betonu, z niedoborem, na gotowym produkcie pojawiają się pęknięcia).

  • Gęstość zależy od marki i obecności pewnych dodatków w kompozycji. W stanie luźnym mieszanina ma gęstość 1,1 t / m³, w stanie zagęszczonym - 1,5-1,7 t / m³.
  • Czas trwania ustawienia po zmieszaniu z wodą nie przekracza 40-45 minut, dalsze utwardzanie zależy od składu i warunków środowiskowych (proces zwalnia w zimie), ale nie przekracza 10-12 godzin (mierzone za pomocą urządzenia Vicat).
  • Zmiana głośności po zamrożeniu oznacza to zmniejszenie bryły cementu w objętości 0,5-1 mm / m na otwartym powietrzu i spęcznienie jej do 0,5 mm / mw wodzie. Ważnym punktem jest jednorodność zmian w całej objętości rozwiązania.

Fizyczne

  • Stabilność antykorozyjna jest osiągana dzięki wprowadzeniu do kompozycji materiałów hydroaktywnych, które zapobiegają chemicznej aktywności soli, a także dodaniu zanieczyszczeń, które zmniejszają porowatość betonu.
  • Czas przechowywania nie przekracza 12 miesięcy, pod warunkiem zachowania oryginalnego opakowania (3-4 warstwy, hermetycznie zamknięte torby papierowe), ponieważ po 3 miesiącach przechowywania do 20% kompozycji traci się po roku - do 40%. Możliwe jest przywrócenie poprzednich właściwości do takiego cementu tylko przez wtórne szlifowanie.
  • Wytrzymałość na ściskanie. Zgodnie z tą cechą wyróżnia się 4 klasy wytrzymałości - 22,5; 42,5; 42,5; 52,5. Ten wskaźnik jest bezpośrednio związany z prędkością ustawienia rozwiązania.

Mechaniczne

Wskaźniki wytrzymałości mechanicznej cementu portlandzkiego wynoszą nie mniej niż 42,5 MPa po 28 dniach od odlewania. Oznaczanie przeprowadza się w warunkach laboratoryjnych na przykładzie próbki. Zgodnie z uzyskanymi wynikami cement jest oznakowany (na przykład M 500). Współczynnik wskazuje w ten sposób, ile ciśnienia próbka jest w stanie wytrzymać (mierzona w kg / cm3).

Im wyższy ten stosunek, tym większe wskaźniki siły kompozycji. Charakterystyka wytrzymałości zależy od stopnia rozdrobnienia (im jest mniejszy, tym bardziej aktywny jest roztwór), obecności dodatków i dodatków.

Wskaźniki siły z kolei wpływają na stopień ustawienia roztworu (określony za pomocą igły Vicata).


Różnice od zwykłego cementu

Cement portlandzki to rodzaj cementu, który jest najczęściej używany do wylewania betonu. Ta ostatnia z kolei jest wykorzystywana w konstrukcji monolitycznej i żelbetowej w konstrukcji obiektów, dla których prezentowane są podwyższone charakterystyki wytrzymałościowe.

Ze względu na obecność granulek klinkieru i innych dodatków, cement portlandzki ma duży margines bezpieczeństwa, ma wyższe wskaźniki mrozoodporności, odporności na agresywne media. To jest sprawia, że ​​cement portlandzki jest popularnym materiałem w budownictwie przemysłu naftowego i gazowego.


Nadaje się do budowy fundamentów na złożonych, niestabilnych glebach, w którym to przypadku zaleca się stosowanie mieszanki odpornej na siarczany. Taka kompozycja prawie nie kurczy budynków, na jej powierzchni nie tworzą się pęknięcia.

Kwestia różnic między cementem a cementem portlandzkim jest nieco niepoprawna, ponieważ ta ostatnia jest rodzajem cementu. Innymi słowy, cement to nazwa zwyczajowa, cement portlandzki to odmiana o pewnym zestawie wytrzymałości.

Bardziej logiczne jest wprowadzanie różnic w oparciu o siłę marki cementu. Na przykład Cement portlandzki M 400 ma mniejszą wytrzymałość niż cement M 600. Sam cement portlandzki różni się nieco od cementu (zgodnie z metodą instalacji, technologią ustawienia, charakterystyką użycia), różnica pewnych charakterystycznych cech wynika z obecności dodatków.

cement portlandzki M 400
cement M 600

Widoki

Wszystkie rodzaje cementu dzielą się na dodatki i dodatki. Bezobavochny skład nie zawiera dodatków mineralnych innych niż gips. On nadaje się do obiektów naziemnych, podziemnych i podwodnych o monolitycznym charakterze, a także do prefabrykowanych konstrukcji betonowych i żelbetowychktóre działają bez agresywnego środowiska.

Obecność suplementów mineralnych poprawia właściwości techniczne cementu portlandzkiego, dzięki czemu Mogą być stosowane w agresywnych warunkach, z przedłużonym kontaktem struktury z wodą. Do najczęstszych dodatków pochodzenia mineralnego należą: żużel wielkopiecowy, aktywne dodatki mineralne i naturalne aktywne dodatki mineralne.

Ze względu na wprowadzenie jednego lub innego dodatku następuje poprawa wskaźników, takich jak odporność na wodę, odporność na korozję, ale ich obecność pomaga zmniejszyć odporność na mróz.

Nadciśnienie
Z dodatkami

W zależności od charakterystyki kompozycji wyróżnia się następujące rodzaje cementu portlandzkiego:

  • Szybkie suszenie. Utwardzanie mieszanki następuje już w pierwszych 3 dniach zalewania dzięki żużlom i specjalnym minerałom, które są jej częścią. Ważne jest, aby stopień zmielenia mieszaniny był minimalny. Dostępne w M400 i M500. Zastosowanie tej kompozycji pozwala skrócić czas ekspozycji mieszaniny w szalunku i znacznie zwiększyć tempo prac budowlanych.

Stosowany jest głównie do prefabrykowanych i zbrojonych obiektów betonowych.

  • Normalne hartowanie. Nie zawiera specjalnych dodatków, nie tak wybrednych pod względem stopnia zmielenia mieszanki. Dostępne zgodnie z GOST 31108-2003.
Szybkie suszenie
Normalne hartowanie
  • Hydrofobowy opcja charakteryzuje się zdolnością pochłaniania wilgoci i skróconym czasem wiązania. Podobne właściwości zapewniają kwasoidy wchodzące do roztworu. Służy do budowy obiektów eksploatowanych w warunkach dużej wilgotności, a także na terenach zalanych.
  • Uplastyczniony. Charakterystyczną cechą produktu jest obecność w nim plastyfikatorów, zapewniających niezbędną mobilność, zmniejszających absorpcję wody i odporność na ciepło. Plastyfikatory są układane podczas mielenia mieszaniny, tak że wydają się otaczać cząstki cementu, zapobiegając ich przyczepności. Efektem jest mobilna, wygodna w stosowaniu kompozycja, która jest szeroko stosowana do budowy złożonych w kształcie obiektów architektonicznych.
Hydrofobowy
Uplastyczniony
  • Fugowanie. Ma zdolność do tamponu, to znaczy do ochrony studni przed wpływem wód gruntowych. Jest on szeroko stosowany w przemyśle naftowym i gazowym, ponieważ nie zależy od ciśnienia i temperatury i niezawodnie utrzymuje kolumny w studniach, nawet w początkowych etapach krzepnięcia. Jest jeszcze jeden rodzaj tego typu cementu - fugujący lekki cement portlandzki, który ma „lekkie” dodatki.
  • Rozszerzanie. Takie mieszaniny mogą mieć inny skład, ale wszystkie mają zdolność zwiększania objętości podczas mieszania roztworu. Wynika to z faktu, że reakcja chemiczna rozpoczyna się pomiędzy głównym i dodatkowym składnikiem, co daje przyrost objętości.

Z reguły takie kompozycje stosuje się do wypełniania szwów i pęknięć na powierzchniach narażonych na wysoką wilgotność.

Fugowanie
Rozszerzanie
  • Odporny na siarczany. Taki beton jest odporny na działanie wody siarczanowej, powodując rozwój korozji. Z reguły odporny na mróz cement marki M300,400 jest odporny na siarczany, czasem M 500.

Służy do tworzenia pala i innych rodzajów fundamentów na bagnistych i kwaśnych glebach.

  • Cement portlandzki Slac. W składzie produktu znajdują się żużle wielkopiecowe, a to ze względu na wysoką zawartość cząstek metalu w nim. Mieszanka służy do uzyskania betonu żaroodpornego, a także do budowy obiektów pod ziemią, wodą, na wysokości. Ma niską mrozoodporność.
Odporny na siarczany
Cement portlandzki Slac
  • Żużel zasadowy Kompozycja ma wyższą, w porównaniu z cementem portlandzkim, charakterystykę. Jest odporny na agresywne środowisko, ekstremalne temperatury, ma wysoką odporność na mróz i niską absorpcję wilgoci. Takie zdolności są osiągane dzięki włączeniu zmielonego żużla i zasad, czasem gliny.
  • Biały cement portlandzki. Zakres mieszanki - prace wykończeniowe i architektoniczne, służy również jako podstawa cementów nieżelaznych. Śnieżnobiały odcień uzyskuje się przez wytworzenie produktu z czystego wapienia i białej gliny, a także przez dodatkowe chłodzenie klinkieru wodą.
Żużel zasadowy
Biały
  • Magnezja - kompozycja oparta na tlenkach magnezu (podgrzanych do temperatury 800 ° C) i 30% wodnym roztworze chlorku magnezu. Dzięki swoim komponentom i funkcjom technologii produkcji możliwe jest uzyskanie stałej białej masy, która jest łatwa w obróbce (łatwa do polerowania, bez wpływu pleśni, grzybów).

Materiał jest używany jako powłoka wykończeniowa, a także do tworzenia złożonych struktur pod względem kształtów. Beton na bazie cementu magnezowego jest w rzeczywistości rodzajem sztucznego kamienia.

  • Kolor cementu portlandzkiego używany również do prac dekoracyjnych. Okazuje się, mieszając białą modyfikację i pigment. Tym ostatnim może być żelazo, ochra, tlenek chromu. Najważniejsze jest to, że pigmenty są odporne na światło i alkalia.
Magnezja
Kolorowe
  • ​​​​​​Pucolanowy. Mieszanina zawiera kolorowy cement portlandzki, gips i dodatki pochodzenia wulkanicznego lub osadowego. Powstały roztwór ma wysoką odporność na wodę, zamarza nie tylko w warunkach dużej wilgotności, ale także pod wodą.Pozwala to na wykorzystanie go w organizacji struktur hydraulicznych, basenów okładzinowych i innych zbiorników do przechowywania wody, powierzchni (w tym nachylonych) w kontakcie z wodą morską lub chlorowaną. Zamrożona powierzchnia charakteryzuje się trwałością, obojętnością chemiczną i brakiem wykwitów.
  • Aluminium Kompozycja jest szybko twardniejącym i trwałym cementem na bazie klinkieru i stopionego wapienia. Gotowa mieszanina zawiera duże ilości nisk zasadowych glinianów wapnia.

W celu zapewnienia wysokiej jakości przyczepności i zestawu niezbędnej wytrzymałości, zestalanie powinno być prowadzone w temperaturze poniżej 25% C. W przeciwnym razie traci się do 50% wytrzymałości betonu.

Inną cechą tlenku glinu jest niedopuszczalność jego mieszania z innymi cementami i wapnem, kompozycjami, nawet w małych ilościach zawierających alkalia. Cement portlandzki Alumina nadaje się do produkcji roztworów betonu kwasoodpornego, wypełniając skały kwasoodporne (granit, beshtaunita). Czas wiązania wynosi około 8 dni.

Pucolanowy
Aluminium

Znaczki

Marka jest definiowana jako wytrzymałość próbki podczas badania na zginanie i ściskanie. Do produkcji próbki stosuje się cement portlandzki i piasek w stosunku 1: 3. Z tego roztworu wytwarza się próbkę o wymiarach 4x4 x 16 cm, która zestala się w ciągu 28 dni, twardnienie następuje w warunkach wysokiej wilgotności. Aby przyspieszyć zamrażanie, można zastosować technikę parowania próbki.

Najpopularniejszymi markami cementu portlandzkiego są dziś M 400, 500, 600:

  • M 400 - najbardziej poszukiwana marka cementu. Jego właściwości techniczne (wytrzymałość, odporność na mróz) są odpowiednie do budowy większości obiektów.
  • M 500 - cement, który ma dość duży margines bezpieczeństwa, co umożliwia wykorzystanie go w pracach przy przebudowie lub renowacji obiektów po wypadku, przeznaczonych do prac remontowych, konstrukcji obiektów wojskowo-technicznych, konstrukcji azbestowo-cementowych.
  • M 600. Kompozycja ma zwiększoną wytrzymałość, co umożliwia wykorzystanie jej do budowy krytych konstrukcji żelbetowych, konstrukcji inżynierskich.
  • M 700 - Cement portlandzki o maksymalnej wytrzymałości, stosowany do mieszanki betonowej do budowy konstrukcji obciążonych. Używanie go w zwykłej konstrukcji (na przykład w prywatnym gospodarstwie domowym) jest nieracjonalne ze względu na wysokie koszty.
  • M 900 - ciężki cement, używany tylko do instalacji wojskowych, na przykład do tworzenia bunkrów.

Istnieją również marki „pośrednie” cementu, na przykład M 550 (jego parametry techniczne są zbliżone do M500, ale są nieco trwalsze).

W jakich przypadkach nie nadaje się?

Ze względu na różnorodność składu cementu portlandzkiego nadaje się do prawie każdego rodzaju budynku. Najważniejsze jest, aby poprawnie zidentyfikować najważniejszą właściwość cementu i wybrać odpowiedni dodatek. Niektóre z nich, po połączeniu, wyrównują wzajemnie swoje właściwości. Dzieje się tak na przykład podczas dodawania komponentów w celu zwiększenia odporności na wilgoć i mrozoodporności. Pierwsza (zwiększająca się odporność na wilgoć) znacznie zmniejsza mrozoodporność kompozycji.

Innymi słowy, cement portlandzki z dodatkami nie nadaje się do warunków, w których występuje znaczny spadek temperatury roboczej. W takim przypadku należy stosować cement portlandzki bez dodatków. W wilgotnym klimacie standardowa mieszanina cementu portlandzkiego nie jest odpowiednia, lepiej jest wybrać cement portlandzki żużlowy.


Ważne jest, aby wziąć pod uwagę przeznaczenie materiału. Tak więc, do budowy monolitycznych obiektów i konstrukcji do celów cywilnych (na przykład mostów, linii wysokiego napięcia) nie nadaje się cement portlandzki M400. Aby rozwiązać te problemy, dopuszczalne jest stosowanie mieszanki o wytrzymałości marki co najmniej M 500.

Żaden z rodzajów cementu portlandzkiego nie nadaje się do stosowania w wodach płynących, słonych zbiornikach wodnych, płynących kanałach rzek, wodach o wysokiej zawartości minerałów.

Nawet odporna na siarczany odmiana cementu portlandzkiego, która ma zwiększoną odporność na wilgoć, jest stosowana tylko w statycznych wodach umiarkowanych. W innych przypadkach (na przykład przy organizacji tam, zapór i innych konstrukcji inżynierskich) należy stosować specjalne rodzaje cementu.

Przedrostek „Portland” wskazuje na obecność w mieszaninie dużej ilości krzemianów wapnia, więc nie jest zalecany do bloków i struktur specjalnych.. Cement pucolanowy nie nadaje się do stosowania w warunkach znacznego obniżenia temperatury.


Obejrzyj film: JAK POWSTAJE CEMENT (Marzec 2020).

Zostaw Swój Komentarz