Портланд цимент: разновидности, свойства и приложения

Портланд цимент: разновидности, свойства и приложения

За производството на бетон се използват неорганични свързващи вещества, които при смесване с вода образуват пастообразен разтвор, който придобива якост при втвърдяване. Портланд циментът е вид такова свързващо вещество..

Характеристики и производство

Често се говори за портланд цимент, когато става въпрос за необходимостта от решение, което е трайно и устойчиво на негативните ефекти на околната среда. Портланд циментът е вид свързващо вещество за бетонови разтвори.

Това е суха смес, която се разрежда с вода. След определено време продуктът се втвърдява при взаимодействие с въздуха.

Портланд циментът се основава на фино смлян клинкер, както и на гипс, който ускорява втвърдяването на сместа. В зависимост от вида и марката на продукта, формулата му може да включва определени добавки и примеси.

Сместа е изобретена още през 1824 г. от американски зидар и дължи името си на външната прилика с варовик от Портланд, добиван в един от английските графства..

За получаване на този състав се използват карбонатни скали (варовик, креда, алуминиев оксид и силициев диоксид), както и мергел (смес от карбонатни скали и глина, преходна скала от варовик към глина). Производственият процес започва с внимателно смилане на суровините и смесването им в определени пропорции. Следващият етап е изгарянето на суровини в пещи при температура 1300-1400 ° C. Резултатът от повторното изтичане е материал, наречен клинкер..

Клинкерът отново се смила и се смесва с гипс. Ако е необходимо, се добавят други елементи, за да се повиши производителността на готовия продукт. Тази смес преминава контрол на качеството и, ако отговаря на приетите стандарти, получава сертификат за съответствие..

Има няколко възможности за изгаряне на суровини:

  • Мокро. Първо компонентите се натрошават, след това глината се накисва, докато съдържанието на влага достигне 70%. След това се смесва с варовик в мелници..
  • Изсушете. Процесът на смилане и изсушаване на сместа протича едновременно, което намалява разходите за труд и производство. В резултат на преработката в мелници се получават прахообразни суровини.
  • Комбинирано. С тази технология се комбинират 2 вида производство – сухо и мокро. Наситеността на влагата на суровините се повишава до 14%, след което продуктите се натрошават и сушат в специални мелници.

Състав и свойства

Както вече споменахме, портланд циментът се състои от клинкер. В природата готовите гранули са доста редки, поради което клинкерните стърготини се получават по изкуствен метод чрез смесване и изпичане на смеси от въглерод и глина.

Готовият клинкер се смесва с гипс, чието съдържание в състава не надвишава 5%. Въвежда се, за да се осигури мобилността на разтвора за 45 минути, което е необходимо при оформяне на продукти или извършване на някои видове работа..

Съставът и процентът на компонентите на сместа се регулират от ГОСТ 10178 85 “Портланд цимент и шлака Портланд цимент”. Спазването на държавните изисквания по време на производството гарантира високи технически и експлоатационни характеристики на продукта..

На опаковката му трябва да има обозначение за производство в съответствие с ГОСТ. При липсата на последното, това означава, че портланд циментът е произведен в съответствие с TU (технически условия), което означава, че неговите свойства се различават от приетите.

За да се придадат на Портланд цимент определени технически характеристики, в състава се въвеждат минерални добавки, чието съдържание не надвишава 20-25%.

Най -популярните са следните:

  • Алуминат увеличава времето за втвърдяване на цимента, но има показатели за ниска якост (възможно съдържание в портланд цимент – не повече от 15%).
  • Алумоферит има същите свойства като предишната добавка, но съдържанието му в крайния продукт е намалено до 10-18%.
  • Белит има стягащ ефект, помага за увеличаване на времето за втвърдяване, но прекомерното съдържание може да повлияе отрицателно върху якостните характеристики на състава (допустимото съдържание е не повече от 15-37%).
  • Алит широко използвани (процентът може да достигне 60%) във висококачествени състави, тъй като осигурява бързото им втвърдяване.

Свойствата на портланд цимента се определят от неговия състав. Основните критерии, по които се оценява качеството на продукта, са следните:

  • Настройващ период. Втвърдяването на сместа, при спазване на техническите изисквания за разреждането й, трябва да стане след 40-45 минути. Минералогичен състав, финост на смилане и температура, при която се извършва работата – тези фактори влияят преди всичко върху скоростта на втвърдяване на продукта..
  • Търсене на вода. Този термин се отнася до количеството вода, необходимо за получаване на гъста, подходяща за работа циментова паста. Обикновено влагата не трябва да надвишава 25% от сместа. За да се намали необходимото количество вода, се използва сулфитно-квасна каша или пластификатори.
  • Отделяне на вода. Този термин означава изстискване на вода в готовия разтвор, чието възникване се дължи на утаяването на по -тежки циментови частици. Минералните добавки позволяват намаляване на този показател..

      • Устойчивост на замръзване – способността на продукта да издържа на определен брой цикли на замразяване и размразяване, без да губи своите експлоатационни характеристики.

      За да се увеличи устойчивостта на замръзване, към състава се добавя натриев абиетат или измита дървесна смола..

      • Устойчивост на корозия. Тази характеристика се свързва с фиността на смилането на сместа и степента на порьозност на готовия бетон..
      • Разсейване на топлината. Това се отнася до способността на бетона да генерира топлина по време на процеса на втвърдяване. Съставът, който бързо отделя топлина, се оптимизира чрез добавяне на активни минерални компоненти към него.
        Подготовка на стени за боядисване: характеристики, работен ред

      Спецификации

      Портланд циментът има по -високи якостни характеристики в сравнение с други видове цимент, което се дължи на особеностите на състава. Тези или тези добавки могат да влязат в реакции, променяйки техническите свойства на материала. Последните са свързани с неговата механична устойчивост и експлоатационни възможности..

      Не може да се каже, че една от техническите характеристики е с по -висок приоритет. Например, силният, но твърде бавен втвърдяващ се портланд цимент може да увеличи времето за изграждане. Устойчив на замръзване, но корозивен състав може да се използва само за решаване на тесен кръг от задачи..

      Днес производителите се стремят да създават универсални състави, в които най -важните за цимента свойства се проявяват еднакво силно..

      В същото време има специализирани формулировки със специално предназначение. Това може да се счита за пуцоланов портланд цимент, който има максимална устойчивост на корозия и якост на влага, но по -скоро ниски показатели за якост в началните етапи на работа (в първите дни на втвърдяване).

      Технически

      Сред техническите характеристики трябва да се подчертаят:

      • Специфично тегло продукт – 1100 кг / м³ за насипни смеси, 1600 кг / м³ за уплътнени.
      • Финота на смилане средната стойност е 40 микрона (определя се от способността на сместа да преминава през сито № 008), което осигурява необходимата якост на цимента и времето за втвърдяване, а също така влияе върху неговите характеристики.
      • Консумация на вода, оптималното съдържание на течност в състава не трябва да надвишава 25-28%, тъй като този показател влияе върху силата на състава (с излишък, бетонното тесто се разслоява, с недостиг се появяват пукнатини по крайния продукт).

      • Плътност зависи от марката и наличието на определени добавки в състава. В хлабаво състояние сместа има плътност 1,1 t / m³, в уплътнено състояние – 1,5-1,7 t / m³.
      • Настройка на час след смесване с вода не надвишава 40-45 минути, по-нататъшното втвърдяване зависи от характеристиките на състава и условията на околната среда (процесът се забавя през зимата), но не надвишава 10-12 часа (измерено с помощта на устройство Vic).
      • Промяна на силата на звука при втвърдяване означава намаляване на обема на циментовото тяло с 0,5-1 mm / m на открито и набъбването му до 0,5 mm / m във вода. Важен момент е еднаквостта на промените в обема на разтвора..

      Физически

      • Устойчивостта на корозия се постига благодарение на въвеждането на хидроактивни материали в състава, които предотвратяват химическата активност на солите, както и добавянето на примеси, които намаляват порьозността на бетона.
      • Срокът на съхранение е не повече от 12 месеца, при условие че оригиналната опаковка е запазена (3-4-слоеви, херметически затворени хартиени торби), тъй като след 3 месеца съхранение се губят до 20% от активността на състава, след една година – до 40%. Възможно е този цимент да се върне към предишните му качества само чрез вторично смилане..
      • Якост на натиск. В съответствие с тази характеристика се разграничават 4 класа на якост – 22,5; 42,5; 42,5; 52.5. Този индикатор е пряко свързан с скоростта на настройка на разтвора..

      Механични

      Показателите за механична якост на портланд цимента са най -малко 42,5 МРа на 28 -ия ден след изливането. Определянето се извършва в лабораторни условия, като се използва проба като пример. В съответствие с получените резултати циментът се маркира (например М 500). Коефициентът в този случай показва какво налягане може да издържи пробата (измерено в kg / cm³).

      Колкото по -висок е този коефициент, толкова по -големи са показателите за якост на състава. Характеристиките на якост зависят от степента на смилане (колкото по -фино е, толкова по -активен е разтворът), наличието на добавки и добавки.

      Индикаторите за якост от своя страна влияят върху степента на втвърдяване на разтвора (определя се с помощта на игла Vicat).

      Разлики от обикновения цимент

      Портланд циментът се счита за вида цимент, който се използва най -често при изливане на бетон. Последният от своя страна се използва в монолитна и стоманобетонна конструкция, по време на строителството на обекти, на които са представени повишени якостни характеристики..

      Поради наличието на гранули от клинкер и други добавки, портланд циментът има голяма граница на безопасност, има по -висока устойчивост на замръзване, устойчивост на агресивни среди. то прави Портланд цимент популярен материал при строителството на нефтени и газови съоръжения.

      Подходящ е за изграждане на основи върху трудни нестабилни почви, като в този случай се препоръчва използването на сулфатоустойчива смес. Такъв състав почти не свива сгради, на повърхността му не се образуват пукнатини..

      Разликата между цимент и портланд цимент е донякъде неправилна, тъй като последният е вид цимент. С други думи, циментът е общо име, портланд циментът е вид цимент с определен набор от якост..

        Стикери за опънати тавани: дизайнерски тънкости

      По -логично е да се правят разграничения въз основа на силата на марката на циментите. Например, Портланд цимент М 400 отстъпва по своята якост на цимента М 600. Сам по себе си портланд циментът трудно се различава от цимента (по отношение на метода на монтаж, технологията на настройка, характеристиките на употреба), разликата в някои отличителни характеристики се дължи на наличието на добавки.

      Изгледи

      Всички видове цимент са разделени на добавки и добавки. Адитивен състав не съдържа минерални добавки, различни от гипс. Той подходящ за надземни, подземни и подводни обекти с монолитен характер, както и сглобяеми бетонни и стоманобетонни конструкции, които се експлоатират при липса на агресивна среда.

      Наличието на минерални добавки подобрява техническите свойства на портланд цимента, поради което те могат да се използват при агресивни условия, при продължителен контакт на конструкцията с вода. Сред най-често срещаните добавки от минерален произход са: доменна шлака, активни минерални добавки и естествени активни минерални добавки.

      Поради въвеждането на една или друга добавка такива показатели като водоустойчивост, устойчивост на корозия се подобряват, но тяхното присъствие допринася за намаляване на устойчивостта на замръзване.

      В зависимост от характеристиките на състава се разграничават следните видове портланд цимент:

      • Бързо изсъхване. Сместа се втвърдява още през първите 3 дни от изливането благодарение на шлаките и специалните минерали, включени в състава. Важно е степента на смилане на сместа да е минимална. Произвежда се в марките M400 и M500. Използването на този състав позволява да се намали времето на задържане на сместа в кофража и значително да се увеличи темпът на строителните работи..

      Използва се главно за сглобяеми и стоманобетонни обекти.

      • Нормално втвърдяване. Не съдържа специални добавки, не е толкова придирчив относно степента на смилане на сместа. Произведено в съответствие с ГОСТ 31108-2003.

      • Хидрофобни вариантът се характеризира със способността да не абсорбира влагата и намалено време за втвърдяване. Подобни свойства се осигуряват от mylonfta, азидоли, включени в разтвора. Намира приложение в строителството на обекти, експлоатирани в условия на висока влажност, както и разположени в наводнени зони.
      • Пластифициран. Характерна особеност на продукта е наличието на пластификатори в него, които осигуряват необходимата подвижност, намаляване на абсорбцията на вода и топлоустойчивост. По време на смилането на сместа се поставят пластификатори, поради което те сякаш обгръщат циментовите частици, предотвратявайки слепването им. Резултатът е мобилна, лесна за нанасяне композиция, която се използва широко за изграждане на архитектурни структури със сложни форми..

      • Фугиране. Той има способността да запушва, тоест да предпазва кладенците от въздействието на подземните води. Той е широко използван в нефтената и газовата промишленост, тъй като е независим от налягането и температурата и надеждно задържа нишки в кладенци дори в началните етапи на втвърдяване. Има и друг вид този вид цимент – запълване на лек портланд цимент, който има „леки“ добавки в състава си..
      • Разширяване. Такива смеси могат да имат различни състави, но всички те са обединени от способността да увеличават обема си при смесване на разтвора. Това се дължи на факта, че между основния и допълнителните компоненти започва химическа реакция, която дава увеличение на обема.

      По правило такива състави се използват за запълване на фуги и пукнатини върху повърхности, изложени на висока влажност..

      • Устойчив на сулфат. Такъв бетон издържа на въздействието на сулфатни води, които причиняват корозия. Като правило, устойчив на замръзване цимент клас M300,400 се прави сулфатоустойчив, понякога-M 500.

      Използва се за създаване на купчини и други видове основи върху блатисти и кисели почви.

      • Портланд цимент от шлака. Продуктът съдържа доменни шлаки, което е причина за високото съдържание на метални частици в него. Сместа се използва за получаване на топлоустойчив бетон, както и при изграждане на обекти под земята, вода, на височина. Има ниска устойчивост на замръзване.

      • Шлако-алкални съставът се отличава с по -високи, в сравнение с портланд цимента, характеристики. Той е устойчив на агресивни среди, температурни крайности, висока устойчивост на замръзване и ниска абсорбция на влага. Такива способности се постигат благодарение на включването на смляна шлака и алкали, понякога глина.
      • Портландски бял цимент. Обхватът на приложение на сместа е довършителни и архитектурни работи, тя действа и като основа за цветни цименти. Снежнобял нюанс се получава поради производството на продукта от чисти варовици и бели глини, както и чрез допълнително охлаждане на клинкера с вода.

      • Магнезийски – състав на основата на магнезиеви оксиди (загрят до температура 800 ° С) и 30% воден разтвор на магнезиев хлорид. Благодарение на компонентите, включени в него, и особеностите на производствената технология, е възможно да се получи силна бяла маса, която е лесна за обработка (лесно се полира, не е податлива на мухъл, плесен).

      Материалът се използва като довършително покритие, както и за създаване на структури, които са сложни по отношение на формите. Магнезиево -циментовият бетон е по същество вид изкуствен камък..

      • Оцветен портланд цимент използва се и за декоративни работи. Получава се чрез смесване на бяла модификация и пигмент. Последният може да бъде червен олово, охра, хромов оксид. Основното е, че пигментите са устойчиви на светлина и алкали.
        Характеристики на течните уплътнители

      • Поцоланич. Сместа съдържа оцветен портланд цимент, гипс и добавки с вулканичен или утаечен произход. Полученият разтвор има повишена водоустойчивост, втвърдява се не само в условия на висока влажност, но и под вода. Това позволява да се използва при организиране на хидравлични конструкции, облицовки на басейни и други резервоари за съхранение на вода, повърхности (включително наклонени) в контакт с морска или хлорирана вода. Втвърдената повърхност се характеризира със здравина, химическа инертност, липса на ефлоресценция.
      • Алуминиев съставът е бързо втвърдяващ се и издръжлив цимент на базата на клинкер и разтопен варовик. Готовата смес съдържа голямо количество нискоосновни калциеви алуминати.

      За да се осигури висококачествено сцепление и да се зададе необходимата якост, втвърдяването трябва да се извърши при температура под 25% C. В противен случай се губят до 50% от якостта на бетона..

      Друга особеност на алуминиевия оксид е недопустимостта да се смесва с други цименти и вар, състави, съдържащи дори малки количества алкали. Портланд алуминиев цимент е подходящ за производство на киселинно-устойчиви бетонни разтвори, запълване на киселинно-устойчиви скали (гранит, бештаунит). Скорост на настройка – около 8 дни.

      Печати

      Степента се определя като здравина на образец, когато се изпитва за огъване и компресия. За производството на проба се използват портланд цимент и пясък, взети в съотношение 1: 3. От този разтвор се прави проба 4х4х16 см, която се втвърдява в рамките на 28 дни, втвърдяване настъпва в условия на висока влажност. За ускоряване на втвърдяването е разрешено да се използва техниката на пара на пробата..

      Най -често срещаните днес са марките на портланд цимент М 400, 500, 600:

      • M 400 – най -търсената марка цимент. Поставените в него технически характеристики (якост, устойчивост на замръзване) са подходящи за изграждането на повечето обекти.
      • M 500 -цимент, който има малко по-голяма граница на безопасност, което дава възможност да се използва при реконструкция или възстановяване на съоръжения след авария, да се използва за ремонт на пътища, строителство на военно-технически съоръжения, азбесто-циментови конструкции.

      • М 600. Съставът има повишена якост, което прави възможно използването му при изграждането на критични стоманобетонни конструкции, инженерни конструкции.
      • M 700 – Портланд цимент с максимална якост, използван за бетонна смес за изграждане на предварително напрегнати конструкции. Използването му в конвенционалното строителство (например в частни домакинства) е нерационално поради високата цена.
      • M 900 – тежък цимент, използван само за военни съоръжения, например за създаване на бункери.

        Съществуват и „междинни“ марки цимент, например М 550 (по техническите си характеристики те са близки до М500, но се различават по малко по -висока якост).

        Кога не е подходящо?

        Поради разнообразието от портландциментови състави, той е подходящ за почти всеки тип сгради. Основното е да се определи правилно най -важното свойство на цимента и да се избере подходящата добавка. Някои от тях, когато се използват заедно, неутрализират свойствата един на друг. Това се случва например при едновременното добавяне на компоненти за подобряване на устойчивостта на влага и устойчивостта на замръзване. Първият (увеличаващ устойчивостта на влага) значително намалява устойчивостта на замръзване на състава.

        С други думи, портланд циментите с добавки не са подходящи за условия, при които има значително понижение на работната температура. В този случай портланд циментите трябва да се използват без добавки. За влажен климат стандартната смес от портланд цименти не е подходяща, по -добре е да изберете шлака портланд цимент.

              Също така е важно да се вземе предвид предназначението на материала. Така че, за изграждане на монолитни обекти и конструкции за граждански цели (например мостове, линии с високо напрежение), Портланд цимент M400 не е подходящ. За решаването на тези проблеми е допустимо да се използва смес със здравина на марката най -малко М 500.

              Никой от типовете портланд цимент не е подходящ за използване в течащи води, солени езера, течащи реки, води с високо минерално съдържание.

              Дори устойчивият на сулфати сорт портланд цимент, който има повишена влагоустойчивост, се използва само в статични умерени води. В други случаи (например за организиране на язовири, язовири и други инженерни конструкции) се използват специални видове цимент.

              Префиксът “Portland” означава наличието на голямо количество калциеви силикати в сместа, поради което не се препоръчва за блокове и конструкции със специално предназначение. Пуцолановият цимент не е подходящ за употреба в условия на значителен спад на температурата.

              Вижте как се получава портланд цимент в следващото видео..