أسمنت بورتلاند: أصناف وخصائص وتطبيقات

يتم استخدام مواد رابطة غير عضوية لتصنيع الخرسانة ، والتي ، عند خلطها مع الماء ، تشكل محلول عشبي ، الذي يكتسب القوة كلما زاد صلابة. مجموعة متنوعة من تركيبة الموثق هذه هي الاسمنت البورتلاندي.

غالباً ما يتم الحديث عن الأسمنت البورتلاندي عندما يتعلق الأمر بالحاجة إلى متانة ومقاومة للآثار السلبية لحل البيئة. الأسمنت البورتلاندي هو نوع من الموثق للحلول الخرسانية.

يحتوي الاسمنت البورتلاندي على كلنكر الأرض المطحون بدقة ، وكذلك الجبس ، مما يسرع من إعداد الخليط. اعتمادًا على نوع المنتج والعلامة التجارية الخاصة به ، قد تشتمل صيغته على بعض الإضافات والشوائب.

تم اختراع الخليط مرة أخرى في عام 1824 من قبل طابوق أميركي ، ويعود اسمه إلى التشابه الخارجي مع الحجر الجيري لبورتلاند ، الذي تم استخراجه في إحدى المقاطعات الإنجليزية.

للحصول على هذه التركيبة ، تستخدم صخور الكربونات (الحجر الجيري والطباشير والألومينا والسليكا) ، وكذلك المارل (خليط من صخور الكربونات والطين ، صخرة انتقالية من الحجر الجيري إلى الطين). تبدأ عملية الإنتاج بالطحن الدقيق للمواد الخام ومزجها بنسب معينة. المرحلة التالية هي إطلاق المواد الخام في الأفران عند درجة حرارة 1300-1400 درجة مئوية. نتيجة إعادة التدفق هي مادة تسمى الكلنكر.

يتم طحن الكلنكر مرة أخرى ويخلط مع الجبس. إذا لزم الأمر ، قم بإضافة عناصر أخرى تزيد من أداء المنتج النهائي. يمر هذا المزيج بمراقبة الجودة ، وإذا استوفى المعايير المقبولة ، فإنه يتلقى شهادة مطابقة.

هناك عدة خيارات لإطلاق المواد الخام:

• رطب. في البداية ، يتم تكسير المكونات ، ثم ينقع الطين حتى يصل مؤشر الرطوبة إلى 70 ٪. بعد ذلك ، يتم مزجها بالحجر الجيري في المطاحن.

• جاف. تحدث عملية طحن وتجفيف المزيج في وقت واحد ، مما يسمح بتخفيض تكاليف العمالة وتكاليف الإنتاج. نتيجة للمعالجة في المطاحن تلقي المواد الخام مسحوق.

• مشترك. تجمع هذه التقنية بين نوعين من الإنتاج - جافة ورطبة. ترتفع نسبة الرطوبة من المواد الخام إلى 14 ٪ ، وبعد ذلك يتم سحق المنتجات وتجفيفها في مصانع خاصة.

كما سبق ذكره ، يتكون الاسمنت البورتلاندي من الكلنكر. في الطبيعة ، الحبيبات الجاهزة نادرة جدا ، لذلك يتم الحصول على رقائق الكلنكر بشكل مصطنع عن طريق خلط وإطلاق خليط الكربون والطين.

يخلط الكلنكر النهائي مع الجبس ، ولا يزيد محتواه في التركيبة عن 5٪. يتم تقديمه من أجل ضمان قابلية الحل للحركة لمدة 45 دقيقة ، وهو أمر ضروري عند تشكيل المنتجات أو أداء أنواع معينة من العمل.

يخضع تكوين ونسبة مكونات الخليط لـ GOST 10178 85 "أسمنت بورتلاند وأسمنت الخبث البورتلاندي". هو الامتثال لمتطلبات الإنتاج يضمن عالية الخصائص التقنية والتشغيلية للمنتج.

لإعطاء الاسمنت البورتلاندي خصائص تقنية معينة ، يتم إدخال إضافات معدنية في التركيبة ، لا يتجاوز محتواها 20-25٪.

الأكثر شعبية هي التالية:

• ألومينات يزيد من الوقت المحدد للاسمنت ، ولكن لديه مؤشرات قوة منخفضة (محتوى محتمل في الاسمنت البورتلاندي لا يزيد عن 15٪).
• الفريت الألومينا لديه نفس الخصائص مثل المواد المضافة السابقة ، ولكن يتم تقليل محتواه في المنتج النهائي إلى 10-18 ٪.
• يبيض لديه تأثير الحياكة ، يزيد من وقت المعالجة ، ولكن المحتوى الزائد يمكن أن يؤثر سلبًا على خصائص قوة التركيبة (المحتوى المسموح به - لا يزيد عن 15-37٪).
• alite يستخدم على نطاق واسع (النسبة المئوية يمكن أن تصل إلى 60٪) في التراكيب ذات الدرجات العالية ، لأنها تضمن تصلبها السريع.

يتم تحديد خصائص الاسمنت البورتلاندي من خلال تكوينها. تتمثل المعايير الرئيسية التي يتم من خلالها تقييم جودة المنتج فيما يلي:

• فترة الإعداد. يجب أن يحدث الاستيلاء على الخليط امتثالا للمتطلبات التقنية لزراعته بعد 40-45 دقيقة. إن التركيب المعدني ، ودقّة الطحن ودرجة الحرارة التي يتم فيها العمل ، هي على وجه التحديد هذه العوامل تؤثر في المقام الأول على سرعة تحديد المنتج.

• الطلب على المياه. تحت هذا المصطلح من المفهوم كمية المياه المطلوبة للحصول على سميكة ، ومناسبة لعمل معجون الاسمنت. عادة لا ينبغي أن تتجاوز الرطوبة 25 ٪ من الخليط. من أجل تقليل الكمية المطلوبة من الماء ، يتم استخدام مشروب خميرة الكبريت أو الملدنات.

• فصل الماء. يشير هذا المصطلح إلى استخراج الماء في المحلول النهائي ، والذي يحدث بسبب ترسب جزيئات الأسمنت الثقيلة. للحد من هذا الرقم تسمح المكملات المعدنية.

• مقاومة الصقيع - قدرة المنتج على حمل عدد معين من دورات التجميد وإزالة الصقيع دون فقدان خصائص أدائه.

• مقاومة التآكل. ترتبط هذه الخاصية بدقّة الخليط ودرجة المسامية للخرسانة الجاهزة.

• تبديد الحرارة. يشير هذا إلى قدرة الخرسانة على إطلاق الحرارة في عملية التصلب. يتم تحسين تركيبة إعطاء الحرارة بسرعة عن طريق إضافة مكونات معدنية نشطة إليها.

يتميز الاسمنت البورتلاندي بخصائص أعلى من القوة مقارنة مع أنواع أخرى من الأسمنت ، وذلك بسبب خصائص التركيب. قد تتفاعل بعض المواد المضافة ، وتغير الخصائص التقنية للمادة. ويرتبط الأخير باستقراره وقدراته التشغيلية.

لا يمكننا أن نقول أن واحدة من الخصائص التقنية ذات أولوية أعلى. لذلك ، على سبيل المثال ، الأسمنت البورتلاندي المتين ، ولكن ببطء شديد يمكن أن يزيد من وقت البناء.يمكن استخدام تركيبة مقاومة للتأكل والصقيع فقط لحل مجموعة ضيقة من المهام.

واليوم ، يسعى المصنعون جاهدين لإنشاء تركيبات عالمية تكون فيها الخصائص الأكثر أهمية للإسمنت واضحة بشكل متساوٍ.

في نفس الوقت ، هناك صيغ متخصصة لها غرض خاص. ويمكن اعتبار مثل هذا الاسمنت البورتلاني البوزلاني ، الذي يتمتع بأقصى مقاومة للتآكل ومقاومة الرطوبة ، ولكن بالأحرى مؤشرات قوة منخفضة في المراحل الأولى من العمل (في الأيام الأولى من الإعداد).

من بين الخصائص التقنية يجب إبرازها:

• الوزن النوعي المنتج - 1100 كجم / متر مكعب للخلطات السائبة ، 1600 كجم / متر مكعب للضغط.
• طحن دقة في المتوسط ​​، يكون 40 ميكرون (يتم تحديده من خلال قدرة الخليط على المرور عبر المنخل رقم 008) ، والذي يوفر القوة اللازمة للإسمنت والوقت الذي يصلب فيه ، ويؤثر أيضًا على أدائه.
• استهلاك المياه، يجب ألا يتجاوز المحتوى الأمثل للسائل في التركيبة 25-28٪ ، لأن هذا المؤشر يؤثر على قوة التركيبة (إذا كان هناك فائض ، يحدث تقسيم الخرسانة ، مع عدم وجود تشققات على المنتج النهائي).

• كثافة يعتمد على العلامة التجارية ووجود بعض الإضافات في التركيبة.في حالة فضفاضة الخليط لديها كثافة من 1.1 طن / متر مكعب، في مكثف - 1،5-1،7 طن / متر مكعب.

• مدة الإعداد بعد خلط مع المياه ليست أكثر من 40-45 دقيقة، وعلاج آخر يعتمد على تركيبة محددة والظروف البيئية (في فصل الشتاء، وإبطاء عملية أسفل)، ولكن ليس أكثر من 10-12 ساعة (تقاس باستخدام أداة فيكات).
• تغيير حجم خلال التصلب يعني انخفاضا في حجم الجسم الاسمنت 0.5-1 مم / م في الهواء الطلق وتورم إلى 0.5 مم / م في الماء. والنقطة المهمة هي توحيد التغييرات عبر حجم الحل.

• مقاومة التآكل من خلال إدخال المواد gidroaktivnyh التدخل أملاح التفاعل وكذلك إضافة الشوائب التي تقلل من مسامية الخرسانة التي تحققت.
• الوقت تخزين ليست أكثر من 12 شهرا، مع الحفاظ على الحزم الأصلية (3-4 طبقة، مغلقة بإحكام أكياس الورق)، في وقت مبكر من 3 أشهر من التخزين يتم فقدان ما يصل إلى 20٪ من النشاط التكوين، في السنة - 40٪. من الممكن إعادة الصفات السابقة إلى هذا الاسمنت بواسطة الطحن الثانوي فقط.
• قوة ضاغطة. وفقا لهذه الخاصية ، تتميز 4 فئات من القوة - 22.5. 42.5. 42.5. 52.5.يرتبط هذا المؤشر بشكل مباشر بسرعة وضع الحل.

مؤشرات القوة الميكانيكية للأسمنت البورتلاندي لا تقل عن 42.5 ميجا باسكال في 28 يوم بعد الصب. يتم إجراء الاختبار في ظروف المختبر على مثال العينة. وفقا للنتائج التي تم الحصول عليها ، تم تسمية الاسمنت (على سبيل المثال ، M 500). يشير المعامل بالتالي إلى مقدار الضغط الذي تستطيع العينة تحمله (يقاس بالكيلو جرام / سم).

مؤشرات القوة ، بدورها ، تؤثر على درجة تحديد الحل (تحدد باستخدام إبرة فيكات).

الاسمنت البورتلاندي هو نوع من الاسمنت يستخدم في الغالب عند صب الخرسانة. هذا الأخير ، بدوره ، يستخدم في بناء الخرسانة متجانسة ومسلحة ، في بناء الأجسام التي يتم تقديم خصائص القوة المتزايدة.

بسبب وجود حبيبات الكلنكر والمواد المضافة الأخرى ،يحتوي الاسمنت البورتلاندي على هامش كبير من الأمان ، ولديه معدلات أعلى لمقاومة الصقيع ، ومقاومة لوسائل الإعلام العدوانية. إنه كذلك يجعل الأسمنت البورتلاندي مادة مشهورة في بناء صناعات النفط والغاز.

مسألة الاختلافات بين الاسمنت والاسمنت البورتلاندي غير صحيحة إلى حد ما ، لأن الأخير هو نوع من الاسمنت. وبعبارة أخرى ، الاسمنت هو اسم عام ؛ الأسمنت البورتلاندي هو مجموعة متنوعة مع مجموعة معينة من القوة.

من المنطقي أكثر أن نجعل الاختلافات تستند إلى قوة العلامة التجارية للأسمنت. على سبيل المثال الأسمنت البورتلاندي M 400 هو أقل شأنا في قوته للإسمنت M 600. الأسمنت البورتلاندي نفسه يختلف قليلاً عن الأسمنت (وفقاً لطريقة التركيب ، تقنية الإعداد ، خصائص الاستخدام) ؛ الفرق في إحدى السمات أو بعض الخصائص المميزة يرجع إلى وجود مواد مضافة.

وتنقسم جميع أنواع الأسمنت إلى غير مضافة وإضافات. تكوين Bezobavochny لا يحتوي على إضافات معدنية غير الجبس. هذا مناسبة للأرض تحت الأرض ، والأشياء تحت الماء من طبيعة متجانسة ، فضلا عن الخرسانة الجاهزة والهياكل الخرسانية المسلحةالتي تعمل في غياب بيئة عدوانية.

وجود مكملات معدنية يحسن الخصائص التقنية للأسمنت البورتلاندي ، وذلك بفضل يمكن استخدامها في ظروف عدوانية ، مع اتصال طويل للهيكل بالماء. من بين المضافات الأكثر شيوعا من أصل المعدنية هي: خبث فرن الانفجار ، والمواد المضافة المعدنية النشطة والمواد المضافة المعدنية النشطة الطبيعية.

بسبب إدخال مادة مضافة أخرى ، هناك تحسن في المؤشرات مثل مقاومة الماء ، مقاومة التآكل ، لكن وجودها يساعد على تقليل مقاومة الصقيع.

اعتمادا على خصائص التكوين ، تتميز الأنواع التالية من الاسمنت البورتلاندي:

• جفاف سريع. يحدث التصلب في الخليط بالفعل في أول 3 أيام من السكب بسبب الخبث والمعادن الخاصة التي تشكل جزءًا منه.من المهم أن درجة طحن الخليط كانت ضئيلة. متوفر في M400 و M500. يسمح استخدام هذه التركيبة بتقليل وقت تعريض الخليط في القوالب وزيادة كبيرة في وتيرة أعمال البناء.

• تصلب طبيعي. لا تحتوي على إضافات خاصة ، وليس من الصعب إرضاءه عن درجة طحن الخليط. متوفر وفقًا لـ GOST 31108-2003.

• مسعور يتميز البديل بقدرته على امتصاص الرطوبة وتقليل وقت الإعداد. يتم توفير خصائص مماثلة من قبل acidoids دخول الحل. يتم استخدامه في بناء الأجسام التي تعمل في ظروف الرطوبة العالية ، وكذلك تقع في المناطق التي غمرتها المياه.

• الطيع. ومن السمات المميزة لهذا المنتج وجود المواد البلاستيكية الموجودة فيه ، مما يوفر الحركية اللازمة ، ويقلل من امتصاص الماء ، ومقاومة الحرارة. يتم وضع الملدنات عند طحن الخليط ، بحيث يبدو أنها تغلف جزيئات الاسمنت ، مما يمنع الالتصاق بها.والنتيجة هي المحمول ، مريحة لتطبيق التركيب ، والذي يستخدم على نطاق واسع لبناء هياكل معمارية معقدة في الشكل.

• Oilwell. لديها القدرة على الحشو ، أي لحماية الآبار من آثار المياه الجوفية. يستخدم على نطاق واسع في صناعات النفط والغاز ، لأنه لا يعتمد على الضغط ودرجة الحرارة ويحمل الأعمدة في الآبار ، حتى في المراحل الأولية للتصلب. هناك نوع آخر من هذا النوع من الأسمنت - الأسمنت البورتلاندي الخفيف ، الذي يحتوي على مواد خفيفة الوزن.

• توسيع. قد تحتوي هذه الخلائط على تركيبة مختلفة ، ولكنها تتشارك جميعها في القدرة على زيادة حجمها عند مزج المحلول. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن التفاعل الكيميائي يبدأ بين المكونات الرئيسية والإضافية ، مما يعطي زيادة الحجم.

• كبريتات مقاومة. هذا الخرسانة يقاوم آثار مياه الكبريتات ، مما تسبب في تطور التآكل.كقاعدة ، فإن الأسمنت المقاوم للصقيع للعلامة التجارية M300،400 مصنوع من الكبريتات المقاومة ، وأحيانا M 500.

• Slac بورتلاند الاسمنت. يحتوي المنتج على خبث فرن الانفجار ، والذي يمثل المحتوى العالي للجسيمات المعدنية الموجودة فيه. يستخدم الخليط للحصول على الخرسانة المقاومة للحرارة ، وكذلك في بناء الأجسام تحت الأرض ، والمياه ، في الارتفاع. لديها مقاومة الصقيع منخفضة.

• الخبث القلوي تكوين أعلى ، مقارنة مع الاسمنت بورتلاند ، الخصائص. انها مقاومة للبيئات العدوانية ، ودرجات الحرارة القصوى ، لديها مقاومة عالية الصقيع وامتصاص الرطوبة منخفضة. تتحقق هذه القدرات بسبب إدراج خبث الأرض والقلويات في التكوين ، في بعض الأحيان - الطين.

• أسمنت بورتلاند أبيض. نطاق تطبيق الخليط - التشطيب والأعمال المعمارية ، كما أنه يعمل كأساس للأسمنت الملون. يتم الحصول على ظل الثلج الأبيض بسبب تصنيع المنتج من الحجر الجيري النقي والطين الأبيض ، بالإضافة إلى التبريد الإضافي للكلنكر بالماء.

• magnesian - تركيبة تعتمد على أكاسيد المغنيسيوم (يتم تسخينها إلى درجة حرارة 800 درجة مئوية) و 30٪ محلول مائي من كلوريد المغنيسيوم. بفضل مكوناته وخصائصه لتقنية الإنتاج ، يمكن الحصول على كتلة بيضاء صلبة سهلة المعالجة (مصقولة بسهولة ، لا تتأثر بالعفن ، الفطريات).

• لون أسمنت بورتلاند تستخدم أيضا لأعمال الديكور. اتضح عن طريق خلط تعديل الأبيض والصباغ. قد يكون الأخير هو معدن الحديد ، المغرة ، أكسيد الكروم. الشيء الرئيسي هو أن الأصباغ هي خفيفة ومقاومة للقلويات.

• ​​​​​​البوزلان. يحتوي الخليط على الأسمنت البورتلاندي الملون والجبس والإضافات من أصل بركاني أو رسوبي. الحل الناتج له مقاومة عالية للماء ، لا يتجمد فقط في ظروف الرطوبة العالية ، ولكن أيضًا تحت الماء.هذا يسمح لك باستخدامه في تنظيم الهياكل الهيدروليكية ، وبطانة الحوض والصهاريج الأخرى لتخزين المياه ، والأسطح (بما في ذلك المائلة) التي تلامس البحر أو المياه المكلورة. يتميز السطح المتجمد بالمتانة ، والخمود الكيميائي ، وعدم وجود الإزهار.
• شبي التركيبة هي أسمنت سريع التصلب ودائم يعتمد على الكلنكر والحجر الجيري المنصهر. يحتوي الخليط النهائي على كميات كبيرة من ألومينات الكالسيوم منخفضة المستوى.

ميزة أخرى للألومينا هي عدم قابلية الخلط مع الأسمنت والجير ، والتركيبات الأخرى ، حتى في الكميات الصغيرة التي تحتوي على القلويات. الأسمنت البورتلاندي الألومينا مناسب لتصنيع المحاليل الخرسانية المقاومة للحمض ، وملء الصخور المقاومة للحمض (الجرانيت ، البشتونيتا). وقت الإعداد هو حوالي 8 أيام.

يتم تعريف العلامة التجارية على أنها قوة العينة عند اختبارها للثني والضغط.من أجل تصنيع العينة ، يتم استخدام الأسمنت البورتلاندي والرمل بنسبة 1: 3. يتم تصنيع عينة من 4 × 4 × 16 سم من هذا المحلول ، والذي يتصلب في غضون 28 يومًا ، يحدث التصلب في ظروف الرطوبة العالية. لتسريع التجميد يسمح باللجوء إلى تقنية تبخير العينة.

العلامات التجارية الأكثر شيوعا من الاسمنت البورتلاندي اليوم هي M 400 ، 500 ، 600:

• م 400 - العلامة التجارية الأكثر طلبا من الاسمنت. خصائصها التقنية (القوة ، مقاومة الصقيع) مناسبة لبناء معظم الأشياء.

• م 500 - الأسمنت ، الذي له هامش أمان كبير إلى حد ما ، يسمح باستخدامه في إعادة بناء المرافق أو ترميمها بعد وقوع حادث ، لاستخدامها في أعمال إصلاح الطرق ، وبناء المرافق العسكرية التقنية ، وهياكل الأسمنت الأسبستي.

• م 600. زادت التركيبة من القوة ، مما يجعل من الممكن استخدامها في بناء الهياكل الخرسانية المسلحة الحرجة ، والهياكل الهندسية.

• م 700 - أسمنت بورتلاند ذو قوة قصوى ، يستخدم لمزيج الخرسانة لبناء الهياكل المجهدة.استخدامه في البناء العادي (على سبيل المثال ، في منزل خاص) هو غير منطقي بسبب التكلفة العالية.

• م 900 - الأسمنت الثقيل ، المستخدم فقط في المنشآت العسكرية ، على سبيل المثال ، لإنشاء مخابئ.

وهناك أيضاً علامات تجارية "وسيطة" للإسمنت ، على سبيل المثال ، M 550 (تقترب خصائصها التقنية من M500 ، ولكنها أكثر متانة قليلاً).

نظرًا لتنوع تركيبة الأسمنت البورتلاندي ، فهي مناسبة لأي نوع من المباني تقريبًا. الشيء الرئيسي هو تحديد الخاصية الأكثر أهمية من الاسمنت بشكل صحيح وتحديد المادة المضافة المناسبة. بعض منهم ، عند استخدامها معا ، مستوى خصائص بعضها البعض. يحدث هذا ، على سبيل المثال ، أثناء إضافة مكونات لتحسين مقاومة الرطوبة ومقاومة الصقيع. أول (زيادة مقاومة الرطوبة) يقلل بشكل كبير من مقاومة الصقيع للتكوين.

من المهم النظر في الغرض من المادة.لذلك ، لبناء الأجسام المتجانسة والهياكل المدنية (على سبيل المثال ، الجسور ، خطوط الجهد العالي) الأسمنت البورتلاندي M400 غير مناسب. لحل هذه المشاكل ، يجوز استخدام خليط مع قوة العلامة التجارية على الأقل 500 م.

حتى الأنواع المقاومة للكبريتات من الأسمنت البورتلاندي ، والتي زادت مقاومة الرطوبة ، تستخدم فقط في المياه المعتدلة الساكنة. في حالات أخرى (على سبيل المثال ، لتنظيم السدود والسدود والهياكل الهندسية الأخرى) ، استخدم أنواعًا خاصة من الأسمنت.

تشير البادئة "بورتلاند" إلى وجود كمية كبيرة من سيليكات الكالسيوم في الخليط ، لذلك لا يوصى باستخدامها في الكتل والهياكل ذات الأغراض الخاصة.. الاسمنت البوزلانيك غير مناسب للاستخدام في ظروف خفض درجة الحرارة بشكل كبير.

للحصول على معلومات حول كيفية الحصول على أسمنت بورتلاند ، انظر الفيديو التالي.