Цемент в строительных работах

Содержание:

Портландцемент

Белый портландцемент

Сульфатостойкий портландцемент

Пуццолановый цемент

Пуццолановый портландцемент

Шлаковые цементы

Глиноземистый цемент

Расширяющиеся цементы

Гипсоглиноземный расширяющийся цемент

Расширяющийся портландцемент

Водонепроницаемый расширяющийся цемент

Напрягающий цемент

Цемент – это обобщающее название гидравлических вяжущих веществ. Их основу составляют алюминаты и силикаты кальция, образовавшиеся при обработке сырьевых материалов при высокой температуре. Применение различных добавок обуславливает наличие различных видов цемента.

При взаимодействии с водой или другой жидкостью составляющих цемента, сначала образуется пластична масса, затем она затвердевает и превращается в искусственный камень. Цемент – один из важнейших строительных материалов.

Его используют для получения:

• строительных растворов;
• железобетонных и бетонных конструкций;
• асбестоцементных изделий.

На данный момент существует большое количество видов цемента.
Среди них наиболее популярны:

• портландцемент и его разновидности;
• пуццолановые цементы;
• шлаковые цементы;
• расширяющиеся цементы;
• глиноземистый цемент;
• и другие.

Портландцемент

Портландцемент – наиболее распространенная разновидность гидравлического вяжущего вещества. В его составе преобладают силикаты кальция (до 70-80%). Сырье для его получения:

• портландцементный клинкер;
• гипс СaSO4·2H2O;
• специальные добавки.

Клинкер получают обжигом до спекания тонкодисперсной сырьевой смеси. Она состоит из:

• известняков (ракушечник, мел и др.) – 73-75%;
• глин (суглинков, глинистых сланцев) или известняковых мергелей – 22-25%;
• корректирующих добавок: пиритные огарки, колошниковая пыль, пески, бокситы, опоки, трепелы.

Гипс необходим для регулирования скорости схватывания. Его количество регламентируется химическим составом и, в пересчете на ангидрид серной кислоты (SO3), колеблется в пределах 1,5-3,5%.
Активные минеральные добавки вводятся для улучшения некоторых характеристик и снижения стоимости цемента. Их содержание может достигать 15% от общей массы продукта.

Основные характеристики портландцемента:

• плотность3,05—3,15 г/см3;
• насыпная плотность в среднем составляет 1,3 г/см3 (зависит от уплотнения);
• начало схватывания по ГОСТ 10178-76 (с изм.) наступает не раньше, чем через 45 мин с момента затворения, а окончание – не позднее 12 ч.

Производится этот цемент марок 400, 500, 550 и 600. Цемент марки 400 используется для получения строительных растворов, монолитных железобетонных и бетонных деталей. Продукция более высоких марок применяется при производстве высокопрочных сборных, предварительно напряженных, и обычных железобетонных конструкций. Также на портландцементе изготовляются теплоизоляционные, асбестоцементные, и другие материалы.

Не рекомендуется применение портландцемента для сооружений и конструкций, подвергающихся воздействию минерализованной, морской, а также проточной пресной воды. Для этих случаев предусмотрены специальные портландцементы.

Белый портландцемент

Белый портландцемент – продукт тонкого помола маложелезистого клинкера с гипсом и небольшой добавкой диатомита.
Сырье для производства этого портландцемента – известняки и глинисто-песчаные породы с минимальным содержанием красящих оксидов марганца и железа.

Белый цемент характеризуется:

• высокой прочностью;
• плотностью 3,12-3,18 г/см3;
• насыпная плотность 1,1 г/см3;
• схватывание наступает через 45 мин., полное высыхание достигается через 12 часов;
• повышенной стойкостью к разным атмосферным явлениям.

Конструкции, изготовленные с применением этого цемента, устойчивы к образованию трещин и отличаются эстетичным видом.
Производится белый портландцемент двух марок (400 и 500) и трех сортов (высший, БЦ-1 и БЦ-2).

Используется этот вид цемента:

• в отделочных фасадных работах;
• для наливных полов;
• для изготовления разных строительных элементов, малых архитектурных форм, скульптур, ступенек, колонн, бордюров, цветников, фрагментов декора;
• в дорожном строительстве для разметки дорожного и аэродромного полотна и др.

На основе белого портландцемента изготовляются цветные цементы, сухие декоративные смеси.

Сульфатостойкий портландцемент

Сульфатостойкий портландцемент – продукт тонкого совместного помола гипса и портландцементного клинкера.
Состав, используемого в производстве клинкера, должен удовлетворять требованиям по содержанию:

• трехкальциевого силиката 3СaO·SiO2 – не более 50%;
• трехкальциевого алюмината 3СaO·Al2O3 – не более 5%.

Выпускается цемент:

• без добавок;
• с минеральными добавками – гранулированными шлаками (10-20%), активными добавками из осадочных пород (5-10%).

Марка сульфатостойкого портландцемента без добавок – 400, с добавками – 400 и 500.
При других одинаковых характеристиках этот вид цемента отличается повышенной устойчивостью к действию сульфатных вод. Потому он применяется для обустройства наружных зон гидротехнических сооружений, морозостойких железобетонных и бетонных конструкций, в том числе и предварительно напряженных, подвергающихся сульфатной агрессии воды при переменном уровне горизонта, или регулярном многократном попеременном увлажнении и высыхании, либо замораживании и оттаивании. Также применяется сульфатостойкий портландцемент при изготовлении сооружений опор мостов, молов, свай, предназначенных для эксплуатации в минерализованных водах.

Пуццолановый цемент

Пуццолановые цементы – гидравлически вяжущие вещества. Основой для их производства могут быть активные минеральные гидравлические добавки (не менее 20%) и портландцемент или известь.

Выделяют несколько разновидностей цемента:

• пуццолановый портландцемент;
• известково-пуццолановый;
• известково-зольный;
• известково-глинитный.

Пуццолановый портландцемент бывает обыкновенный и сульфатостойкий.
Известково-пуццолановый цемент в зависимости от вида применяемых активных минеральных добавок может быть:

• с добавками вулканического происхождения (пемза, пепел, трасс и др.);
• с добавками осадочного происхождения (опока, диатомит, трепел и т.д.);
• с обожженными глинистыми (кремнеземистыми) веществами.

Пуццолановый портландцемент

Пуццолановый портландцемент наиболее распространенный из данного вида цементов. Сырье для его получения:

• портландцементный клинкер (60-80%);
• активные минеральные добавки (20-40%);
• небольшое количество гипса.

Пуццолановый портландцемент выпускается двух марок: 300 и 400. Он отличается:

• повышенной водонепроницаемостью;
• невысокой скоростью твердения;
• повышенной коррозионной устойчивостью (особенно в сульфатных и мягких водах);
• пониженной морозостойкостью;
• повышенной усадкой и истираемостью;
• повышенной связующей способностью.

Плотность такого цемента равна 2,7—2,9 г/см3.

Пуццолановый цемент в основном применяют в сооружениях, подвергающихся воздействию пресных вод:

• в водопроводных сооружениях;
• при строительстве портов, каналов, плотин, шлюзов и других речных гидротехнических сооружений для подводных конструкций;
• при проходке шахт;
• при строительстве туннелей, метро и других подземных сооружений;
• при заливке фундаментов и кладке подвалов промышленных и гражданских зданий.

Шлаковые цементы

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

В эту группу цементов входят:

• известково-шлаковый – содержание активизаторов: извести 10-30%, гипса до 5% от общей массы цемента;
• сульфатно-шлаковые – не содержат или содержат в незначительных количествах портландцементный клинкер. К ним относят цемент: шлаковый бесклинкерный состоит из шлака, гипса или ангидрита (10%), обожженного доломита СаСО3·MgCO3 (3-7%); гипсошлаковый состоит из шлака, ангидрита или гипса, портландцемента или извести (2%);
• шлакопортландцементы могут содержать шлаков от 20 % до 80% от общей массы готового продукта. Они делятся на:
• обычные;
• быстротвердеющие – изготовляют из клинкера соответствующего цемента и доменных шлаков высокой активности. Такие цементы характеризуются более интенсивным нарастанием прочности в начальный период.

Свойства шлаковых цементов

Вяжущие свойства всех групп шлаковых цементов существенно зависят от:

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

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

• медленным твердением и схватыванием;
• достаточно высокой механической прочностью;
• удовлетворительными показателями морозо- и воздухостойкости.

Сульфатно-шлаковый цемент не оказывает на сталь корродирующего действия, выделяет при твердении мало тепла.
Начало схватывания известково-шлакового цемента наступает обычно через 5-6 часов, а конец – через 12-30 часов.

Применение шлаковых цементов

Шлаковые цементы применяются для получения бетонов и строительных растворов, используемых преимущественно в подводных и подземных сооружениях. Известково-шлаковый цемент максимально эффективен в изготовлении автоклавных материалов и изделий.

Быстротвердеющий шлакопортландцемент нашел применение в производстве железобетонных изделий, подвергающихся интенсивной тепловлажностной обработке.
Сульфатно-шлаковые цементы часто используются в железобетонных и бетонных конструкциях сооружений, подвергающихся воздействию сульфатных вод.
Не следует использовать эти цементы в конструкциях, подвергающихся частому увлажнению и высыханию, замораживанию и оттаиванию.

Глиноземистый цемент

Глиноземистый цемент – вид гидравлического быстротвердеющего вяжущего вещества. Сырье для его получения в основном бокситы Al2O3·nH2O или глинозем Al2O3 и известняки СаСО3. Исходная масса подвергается обжигу и плавлению, полученный клинкер измельчают.
Химический состав цемента включает Al2O3 (от 35%), CaO (минимум 36%), Fe2О3 (10-14%) и SiO2 (2-4%).

Глиноземистые цементы по содержанию в готовом продукте глинозема делят на:

• обычный – содержание окиси алюминия до 55%;
• высокоглинозёмистый – содержание Al2O3 в пределах 60-65 %;
• особочистый высокоглиноземистый – 73-75 % Al2O3.

Свойства глиноземистого цемента
Глиноземистый цемент характеризуется:

• в рыхлом состоянии средней плотностью – 1-1,2 г/см3;
• высокой огнеупорностью;
• быстрым нарастанием прочности;
• повышенной устойчивостью против коррозии в кислых (сульфатных) средах;
• высокой экзотермией (выделением тепла) при твердении.

Глиноземистый цемент производится трех марок: 400, 500 и 600.

Для достижения нормативной прочности при твердении этого вида цемента, особенно на ранних стадиях, важно придерживаться температурного режима (15-200С). Также во избежание быстрого схватывания и снижения прочности недопустимо смешивания глиноземистого цемента с портландцементом и его разновидностями.

Применение глиноземистого цемента
Характеристики глиноземистого цемента позволяют применять его при:

• возведении подземных сооружений;
• строительстве или срочном ремонте специальных сооружений, промышленных объектов и мостов, железобетонных конструкций;
• железобетонных и бетонных сооружений, работающих в морской, сульфатной или других минерализованных водах;
• зимних бетонных работах;
• шахтостроении;
• скоростном тампонировании холодных газовых и нефтяных скважин;
• замоноличевании трещин в породах при значительном дебите воды.

Также этот вид цемента используют для:

• быстрого сооружения фундамента под технику;
• для заделки пробоин в морских судах;

Еще один вид применения глиноземистого цемента – изготовление огнеупорных бетонов, а также расширяющихся цементов на его основе.

Расширяющиеся цементы

У обычных цементов есть один существенный недостаток – при затвердении они дают усадку, что очень нежелательно при проведении некоторых ремонтно-строительных работ. Этой проблемы не возникает у расширяющегося цемента, потому что в процессе затвердения он увеличивается в объеме, становится плотным и влагонепроницаемым. При нормальных эксплуатационных условиях расширение такого цемента составляет от 0,2 до 2%.

Расширяющийся цемент понятие собирательное. Это гидравлические быстротвердеющие вяжущие вещества, в начальный период твердения которых, происходит увеличение объема цементного камня. К ним относят:

• гипсоглиноземный расширяющийся цемент (ГГРЦ);
• расширяющийся портландцемент (РПЦ);
• напрягающий цемент (НЦ);
• водонепроницаемый расширяющийся цемент.

Каждый из видов имеет свои достоинства и области применения.

Гипсоглиноземный расширяющийся цемент

Гипсоглиноземный расширяющийся цемент изготавливается согласно ГОСТ 11052-74. Сырьем для этого вида цемента являются: природный гипс, высокоглиноземные доменные шлаки или клинкер. Изготавливают две марки расширяющегося гипсогленоземного цемента 500 и 400. Марка расширяющегося цемента зависит от показателя линейного расширения.

Положительными качествами этого вида цемента расширяющегося являются низкая усадка, сохранение объема при высыхании, а также прекрасные технические характеристики:

• окончательное схватывание происходит в течение 4 часов;
• предел прочности при сжатии составляет 28 МПа;
• морозостойкость составляет 200 циклов;
• высокая деформационная способность.

Цемент гипсоглиноземный расширяющийся – основа для изготовления водонепроницаемого бетона. Его основные области применения:

• гидроизоляционные работы;
• омоноличивание железобетонных конструкций, постоянно контактирующих с водой;
• буровые работы.

Расширяющийся портландцемент

Расширяющийся портландцемент получают из клинкера портландцементного, шлака глиноземного, природного двуводного гипса и активных минеральных добавок (например, доменного шлака). В зависимости от степени линейного расширения он делится на:

• безусадочный расширяющийся цемент – линейное расширение не более 0,3%;
• слабо-, средне-, сильнорасширяющиеся – у них этот показатель достигает 2,5%.

Этот вид цемента имеет довольно длительный период расширения (до 30 суток), благодаря чему обеспечивается равномерное заполнение всего необходимого объема.

Расширяющийся портландцемент не теряет своих свойств при перепаде температур, потому чаще всего применяется для ремонта гидросооружений и в качестве дорожного покрытия.

Водонепроницаемый расширяющийся цемент

Еще один вид расширяющегося цемента – водонепроницаемый. Его получают смешиванием гипса строительного, цемента глиноземистого и расширяющей добавки.
Расширяющийся водонепроницаемый цемент характеризуется низким временем схватывания (окончание не позднее 10 мин.) и высокой скоростью твердения. Благодаря этим качествам он получил широкое распространение в подземном и подводном строительстве, для гидроизоляционных работ и ликвидации трещин.

Напрягающий цемент

Сырье для напрягающего цемента: строительный гипс (5 %), глиноземный шлак или цемент глиноземистый (15 %) и портландцементный клинкер (65%). Отличительными особенностями этого вида расширяющегося цемента являются:

• полная схватываемость до 4 часов;
• высокая водонепроницаемость;
• быстрое твердение.

Широкое применение получил в производстве напорных труб, возведении резервуаров для топлива и воды, при бетонировании чаш бассейнов.

Учитывая широчайшее разнообразие видов цемента, выбор наиболее подходящего для проведения запланированных строительных работ лучше доверить профессионалу. Мастер своего дела подберет материал, который обеспечит надежность и прочность будущей конструкции.

https://youtu.be/yDkuznS6TcI