Цемент.

строительные материалы
Изображение
Цемент россыпью и мастерок

      В данной статье мы рассмотрим самый популярный материал, без которого не обойдется практически ни одна стройка - это цемент.

Цемент.

В зависимости от исходных материалов существует несколько видов цемента:

  • портландцемент;
  • сульфатостойкий;
  • глинозёмный;
  • пуццолановый;
  • пластифицированный;
  • кислотоупорный;
  • шлакопортландцемент;

Технология производства.

      В зависимости от вида цемента различается и технология их производства. Мы рассмотрим технологию производства на примере самого распространенного вида - портландцемента. Производство цемента начинается с производства промежуточного продукта - клинкера.
      Клинкер - это продукт, получающийся путем смешивания известняка (3/4 части) и глины (1/4 часть) и дальнейшего обжига в печи при температуре +1450С, в течении 3-4 часов.
      В качестве известняка могут применяться:

  • Известняк, не содержащий включений кремния. Плотная порода с мелкокристаллической структурой.
  • Мергель – переходная от известняковых к глинистым порода. Включает в свой состав мелкие частицы солей кальция с примесью полевого шпата, доломита и пр.
  • Мел – податливая, легко измельчаемая осадочная порода.
  • Ракушечный известняк. 

      В качестве глины могут применяться:

  • Глинистые сланцы. Благодаря своей слоистой структуре легко раскалываются, что значительно облегчает обработку.
  • Лесс. Рыхлая мелкозернистая порода, содержащая большое количество карбоната кальция.
  • Глина. Представляет собой смесь основного глинистого вещества – гидроалюмосиликата с соединениями железа, магния и других элементов.
  • Суглинки. Отличаются от глины увеличенным содержанием песка.

        Перед обжигом все компоненты измельчаются с помощью дробилок, смешиваются, перемалываются в мельницах и поступают в печь. Поскольку во время обжига печь вращается, клинкер образуются в виде гранул, размером до 5 см в диаметре. После печи, уже получившиеся гранулы клинкера остужают, добавляют необходимые добавки и на мельницах повторно измельчают. Качество будущего цемента зависит от степени измельчения - чем мельче помол, тем качество цемента лучше.

Минералогический состав портландцемента:

  • оксид кальция (CaO) −минимум 62%;
  • диоксид кремния (SiO2) −минимум 20%;
  • глинозём (Аl2O3) − минимум 4%;
  • оксид железа (Fe2O3) −минимум 2%;
  • магния оксид (MgO) −минимум 1%.

      Портландцемент является базовым цементом, на основе которого изготавливают цементы с заданными характеристиками. Например, портландцемент не способен функционировать в водной среде из-за наличия микропор, куда попадает влага и агрессивные сульфаты и соли приводят к разрушению цементного камня. Поэтому, для конструкций, которые будут работать в условиях постоянного контакта с водой изготавливают специальный сульфатостойкий цемент. Достигается это путем внесения специальных минеральных добавок: гранулированный доменный шлак, пуццолан, комбинацию пуццолана или микрокремнезема со шлаком. Поскольку производство такого цемента очень затратно, такой цемент применяется только на ответственных конструкциях. В основном же строительстве применяют простой портландцемент.

Марка цемента.

      Основным показателем, характеризующим его свойства, является марка цемента. Марка цемента состоит из буквенного индекса "М" (обозначающим слово "Марка") и цифрового индекса, который обозначает величину давления, которую способен воспринять эталонный образец, выдержанный 28 суток. Например, портландцемент, маркируемый М400, воспринимает давление, не ниже 400 кг/см².
      Основных марок цемента несколько:
М700 – самая высокая марка. Применяется при производстве предварительно-напряженных конструкций. Цена такого цемента очень высока, поэтому применяется только в особых случаях;
М600 – цемент увеличенной прочности. Область применения – производство ответственных железобетонных изделий и конструкций;
М500 – цемент, обладающий достаточно хорошими прочностными показателями, что позволяет использовать его при реконструкции зданий и сооружений, возведении военно-технических объектов, укладке дорожного покрытия и пр. менее ответственных конструкций;
М400 – самая доступная и широко используемая марка цемента. Обусловлено это тем, что цемент обладает достаточными показателями прочности и позволяют применять его при возведении объектов любого неответственного назначения.
М300 и М200 - самые низкие марки, но по цене отличаются не значительно от марки М400, поэтому выпускается в довольно ограниченном количестве, так как экономия от их применения минимальна.

Расшифровка марок цемента по ГОСТ 31108-2003 (действующий)

На текущий момент актуальным нормативным документом, определяющим правила обозначения цементного вяжущего, является:
ГОСТ 31108-2016 Цементы общестроительные. Технические условия.

В соответствии с ним, тип материала указывается комбинацией русских букв, римских и арабских чисел.

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

Таблица марок цемента

Краткие характеристики цемента разных марок:
ЦЕМ I – портландцемент. Отличается высокой скоростью набора прочности на начальных стадиях.  Количество минеральных добавок в таком вяжущем не превышает 5%.
ЦЕМ II – портландцемент с минеральными добавками, количество которых превышает 5% (до 35%). Скорость твердения такой смеси снижается с повышением процентного соотношения присадок.
ЦЕМ III – шлакопортландцемент с нормальной скоростью твердения. В состав входит гранулированный шлак, образующийся при производстве чугуна, в количестве 36-65%.
ЦЕМ IV – 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%.
ЦЕМ V – 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.

Далее указывается прочность вяжущего, которая в ГОСТ 31108-2003 обозначается классом, а ранее она характеризовалась маркой.

Какие бывают классы прочности цемента и каким маркам они соответствуют, а также их области применения, указаны в таблице.

Таблица классов прочности цемента

После класса прочности в маркировке вяжущего указывают скорость его твердения:
"Н" – нормально твердеющий;
"Б" – быстро твердеющий.

В конце обозначения указывают нормативный документ, которому соответствуют характеристики материала.

Пример обозначения цемента на упаковке:
"Композиционный портландцемент ЦЕМ II/A-К(Ш-3-И) 32,5Б ГОСТ 31108-2016"
расшифровка:
"Композиционный портландцемент типа ЦЕМ II, подтипа A с суммарным содержанием доменного гранулированного шлака (Ш), золы-уноса (З) и известняка (И) от 12% до 20%, класса прочности 32.5, быстротвердеющий"