Портланд цимент: сортове, свойства и приложения

Неорганичните свързващи вещества се използват за производството на бетон, който, когато се смесва с вода, образува двулицев разтвор, който придобива сила, тъй като се втвърдява. Разнообразието от такива свързващи съставки е Портланд цимент.

Портланд цимент често се говори, когато става дума за необходимостта от трайни и устойчиви на негативните ефекти на околната среда решение. Портланд цимент е вид свързващо вещество за бетонови разтвори.

Портланд цимент има фино смлян клинкер, както и гипс, ускорявайки настройката на сместа. В зависимост от вида и марката на продукта, неговата формула може да включва някои добавки и примеси.

Сместа е изобретявана през 1824 година от американски зидар и се дължи на външното й приличие с варовика в Портланд, която е добита в един от английските окръзи.

За да се получи този състав, се използват карбонатни скали (варовик, креда, алуминиев оксид и силициев диоксид), както и мари (смес от карбонатни скали и глина, преходна скала от варовик до глина). Производственият процес започва с внимателното смилане на суровините и смесването им в определени пропорции. Следващият етап е изгарянето на суровините в пещи при температура от 1300-1400 ° С. Резултатът от reflow е материал, наречен клинкер.

Клинкерът отново се смила и се смесва с гипс. Ако е необходимо, добавете други елементи, които увеличават производителността на крайния продукт. Тази смес преминава качествения контрол и, ако отговаря на приетите стандарти, получава сертификат за съответствие.

Има няколко възможности за изгаряне на суровини:

• мокър, Първоначално компонентите се раздробяват, а глината се накисва, докато индексът на влага достигне 70%. След това се смесва с варовик в мелниците.

• сух, Процесът на смилане и изсушаване на сместа става едновременно, което позволява да се намалят разходите за труд и производство. В резултат на преработката в мелници получават прахообразни суровини.

• комбиниран, Тази технология съчетава 2 вида продукция - суха и мокра. Съдържанието на влага в суровината се повишава до 14%, след което продуктите се раздробяват и изсушават в специални мелници.

Както вече споменахме, Портланд циментът се състои от клинкер. В природата, готовите гранули са доста редки, така че клинкерните чипове се получават изкуствено чрез смесване и изпичане на въглеродни и глинени смеси.

Готовият клинкер се смесва с гипс, чието съдържание в състава не надвишава 5%. Тя се въвежда, за да се осигури мобилността на разтвора в продължение на 45 минути, което е необходимо при формирането на продукти или извършването на определени видове работа.

Съставът и процентът на компонентите на сместа се регулира от ГОСТ 10178 85 "Портланд цимент и шлака Portland цимент". Съответствието с изискванията на гаранциите за производство гарантира високи технически и оперативни характеристики на продукта.

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

Най-популярни са следните:

• -алуминиев увеличава времето за втвърдяване на цимента, но има ниски показатели за якост (възможно съдържание в Портланд цимент не е повече от 15%).
• алуминий ферит има същите свойства като предишната добавка, но съдържанието й в крайния продукт е намалено до 10-18%.
• избелва има ефект на плетене, увеличава времето за втвърдяване, но прекомерното съдържание може да повлияе отрицателно на силните характеристики на състава (допустимо съдържание - не повече от 15-37%).
• alite Той е широко използван (процентът може да достигне 60%) в състава от високи степени, тъй като осигурява бързото им втвърдяване.

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

• Период на настройка, Изземването на сместа в съответствие с техническите изисквания за нейното отглеждане трябва да се извърши след 40-45 минути. Минералогичният състав, финото смилане и температурата, при която се извършва работата, са точно тези фактори, които засягат предимно скоростта на втвърдяване на продукта.

• Търсенето на вода, Под това понятие се разбира количеството вода, необходимо за получаване на дебелина, подходяща за работа на циментова паста. Обикновено влагата не трябва да надвишава 25% от сместа. За да се намали необходимото количество вода, се използват сулфитни дрожди или пластификатори.

• Отделяне на водата, Този термин се отнася до екстракцията на водата в готовия разтвор, чиято поява се дължи на утаяването на по-тежки циментови частици. За да намалите тази цифра, позволете минерални добавки.

• Съпротивление срещу замръзване - способността на продукта да носи известен брой цикли на замразяване и размразяване, без да губи характеристиките си на работа.

• Устойчивост на корозия, Тази характеристика е свързана с чистотата на сместа и степента на порьозност на готовия бетон.

• Разсейване на топлината, Това се отнася до способността на бетона да отделя топлина в процеса на втвърдяване. Бързоотопляващият състав се оптимизира чрез добавяне на активни минерални компоненти към него.

Портланд цимент има по-висока якост характеристики в сравнение с други видове цимент, поради характеристиките на състава. Някои добавки могат да реагират, променяйки техническите свойства на материала. Последните са свързани с неговата механична стабилност и оперативни възможности.

Не можем да кажем, че една от техническите характеристики е с по-висок приоритет. Така например, трайният, но твърде бавно втвърден портланд цимент може да увеличи времето за строителство.Може да се използва само за решаване на тесен кръг от задачи, устойчиви на замръзване, но корозивни съставки.

Днес производителите се стремят да създават универсални формулировки, при които свойствата, които са най-важни за цимента, са еднакво изразени.

В същото време има специални формулировки със специална цел. Това може да се счита за позоланов портланд цимент, който има максимална устойчивост на корозия и устойчивост на влага, а по-скоро показатели за ниска якост в началните етапи на работа (в първите дни на настройка).

Сред техническите характеристики трябва да се подчертае:

• Специфично тегло продукт - 1100 кг / м³ за насипни смеси, 1600 кг / м³ за уплътняване.
• Рибена чистота средната стойност е 40 микрона (определена от способността на сместа да преминава през сито № 008), което осигурява необходимата якост на цимента и времето, през което се втвърдява, и влияе върху неговата ефективност.
• Консумация на вода, оптималното съдържание на течността в състава не трябва да надвишава 25-28%, тъй като този индикатор влияе върху якостта на състава (ако има излишък, се получава разделяне на бетона, при недостиг се появяват пукнатини върху крайния продукт).

• плътност зависи от марката и наличието на някои добавки в състава.В свободно състояние сместа има плътност от 1.1 т / м³, в уплътнено състояние - 1.5-1.7 т / м³.

• Продължителност на настройката след смесване с вода, не надвишава 40-45 минути, по-нататъшното втвърдяване зависи от състава и условията на околната среда (забавя се през зимата), но не превишава 10-12 часа (измерено с устройството Vicat).
• Промяна на обема когато се втвърди, това означава намаляване на обема на циментовото тяло в обем от 0,5-1 mm / m на открито и набъбване до 0,5 mm / m във вода. Важна точка е уеднаквяването на промените в целия обем на разтвора.

• Антикорозионна стабилност се постига благодарение на въвеждането на хидроактивни материали в състава, които предотвратяват химичната активност на солите, както и добавянето на примеси, които намаляват порьозността на бетона.
• Времето за съхранение е не повече от 12 месеца, при условие че оригиналната опаковка е запазена (3-4 слоя, херметично запечатани хартиени торби), защото след 3 месеца съхранение до 20% от състава се губи, след една година - до 40%. Възможно е предишните качества да се връщат към такъв цимент само чрез вторично шлайфане.
• 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 със скоростта на задаване на разтвора.

Индикаторите за механична якост на Портланд цимент са не по-малко от 42.5 МРа на 28 дни след леене. Определянето се извършва в лабораторни условия на примера на пробата. В съответствие с получените резултати, циментът е етикетиран (например, М 500). По този начин коефициентът показва колко налягане може да издържи пробата (измерена в kg / cm³).

Индикаторите за якост, от своя страна, оказват влияние върху степента на поставяне на разтвора (определена с помощта на иглата Vicat).

Портланд цимент е вид цимент, който най-често се използва при наливане на бетон. Последният, от своя страна, се използва в монолитна и стоманобетонна конструкция, при конструирането на предмети, на които са представени повишени якостни характеристики.

Поради наличието на клинкерни гранули и други добавки,Портланд цимент има голяма граница на безопасност, има по-високи нива на устойчивост на замръзване, устойчивост на агресивни медии. Това е прави Портланд цимент популярен материал в строителството на петролната и газова промишленост.

Въпросът за разликите между цимент и портланд цимент е донякъде неправилен, тъй като последният е вид цимент. С други думи, циментът е родово име, а портландският цимент е сорт с определена сила.

По-логично е да се правят различия въз основа на силата на марката на цимента. Така например Портланд цимент М 400 е по-нисък в силата си, за да циментира M 600, Самият Портланд цимент е малко по-различен от цимента (според метода на инсталация, технологията на настройка, характеристиките на употребата), разликата по един или друг начин на отличителните характеристики се дължи на наличието на добавки.

Всички видове цимент са разделени на неадитивни и добавки. Безобавочен състав не съдържа минерални добавки, различни от гипс. то подходящи за надземни, подземни и подводни обекти от монолитна природа, както и сглобяеми бетонови и стоманобетонни конструкциикоито се експлоатират при отсъствие на агресивна среда.

Наличие на минерални добавки подобрява техническите свойства на портланд цимента, благодарение на които Те могат да се използват в агресивни условия, при продължителен контакт на структурата с вода, Сред най-разпространените добавки от минерален произход са: шлака от доменни пещи, активни минерални добавки и добавки с природни активни минерали.

Благодарение на въвеждането на една или друга добавка, има подобрение в показателите като водоустойчивост, устойчивост на корозия, но тяхното присъствие помага да се намали устойчивостта на замръзване.

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

• Бързо суха, Втвърдяването на сместа се случва вече през първите 3 дни на изливане поради шлаките и специалните минерали, които са част от нея.Важно е степента на смилане на сместа да е минимална. Предлага се в M400 и M500. Използването на този състав позволява да се намали времето за експозиция на сместа в кофража и значително да се увеличи скоростта на строителните работи.

• Нормално втвърдяване, Тя не съдържа специални добавки, не толкова придирчиви към степента на смилане на сместа. Предлага се в съответствие с GOST 31108-2003.

• хидрофобен опцията се характеризира с способността да абсорбира влагата и намалява времето за втвърдяване. Подобни свойства се осигуряват от киселините, които влизат в разтвора. Използва се при конструирането на предмети, работещи в условия на висока влажност, както и в наводнените райони.

• пластичната, Характерна особеност на продукта е наличието на пластификатори в него, осигуряващи необходимата подвижност, намаляване на абсорбцията на водата, топлоустойчивост. Пластификаторите се полагат при смилането на сместа, така че те изглежда обгръщат циментовите частици, предотвратявайки тяхното сцепление.Резултатът е мобилен, удобен за употреба състав, който се използва широко за изграждането на сложни архитектурни структури.

• Oilwell, Той има способността да потупва, т.е. да предпазва кладенците от въздействието на подпочвените води. Той се използва широко в нефтената и газовата промишленост, тъй като не зависи от налягането и температурата и надеждно държи колоните в кладенците дори в началните стадии на втвърдяване. Има още един вид този вид цимент - лепливият лек Портланд цимент, който има "леки" добавки.

• разширяване, Такива смеси могат да имат различен състав, но всички те имат способността да увеличават обема си при смесване на разтвора. Това се дължи на факта, че започва химична реакция между основната и допълнителната компонента, която дава нарастване на обема.

• Устойчив на сулфат, Този бетон се противопоставя на въздействието на сулфатната вода, което води до развитие на корозия.Като правило, устойчив на замръзване цимент на марката M300,400 е устойчив на сулфат, понякога и на М 500.

• Slac Портланд цимент, Продуктът съдържа шлаки от доменни пещи, които представляват високото съдържание на метални частици в него. Сместа се използва за получаване на топлоустойчив бетон, както и за изграждане на обекти под земята, вода, във височина. Има ниска устойчивост на замръзване.

• Шлак алкали Съставът има по-високи характеристики в сравнение с портландския цимент. Той е устойчив на агресивни среди, температурни крайности, има висока устойчивост на замръзване и ниска абсорбция на влага. Такива способности се постигат благодарение на включването на смлени шлаки и алкали в състава, понякога - глина.

• Бял Портланд Цимент, Обхватът на приложение на сместа - довършителни и архитектурни работи, тя също така действа като основа за цветни цименти. Снежният бял оттенък се получава, като продуктът се произвежда от чист варовик и бяла глина, както и допълнително охлаждане на клинкера с вода.

• магнезиева - състав, базиран на магнезиеви оксиди (нагрявани до температура 800 ° С) и 30% воден разтвор на магнезиев хлорид. Благодарение на неговите компоненти и характеристики на производствената технология е възможно да се получи твърда бяла маса, която лесно се обработва (лесно полирана, не се влияе от мухъл, гъбички).

• Цвят Портланд Цимент също се използва за декоративни работи. Оказва се, че се смесват бели модификации и пигменти. Последните могат да бъдат железен мини, охра, хромен оксид. Основното е, че пигментите са леки и алкално устойчиви.

• ​​​​​​пуцолан, Сместа съдържа цветен Портланд цимент, гипс и добавки от вулканичен или седиментен произход. Полученият разтвор има висока устойчивост на вода, замръзва не само при условия на висока влажност, но и под вода.Това ви позволява да го използвате в организирането на хидравлични конструкции, басейни за облицоване и други резервоари за съхранение на вода, повърхности (включително наклонени) в контакт с море или хлорирана вода. Замразената повърхност се характеризира с трайност, химическа инертност и липса на ефлоресценция.
• алуминиев Съставът е бързо втвърдяващ се и траен цимент на основата на клинкер и разтопен варовик. Готовата смес съдържа големи количества ниско-основни калциеви алуминати.

Друга особеност на алуминиевия оксид е недопустимостта на смесването му с други цименти и варови състави, дори в малки количества, съдържащи алкали. Алуминиевият портланд цимент е подходящ за производство на киселинно устойчиви бетонови разтвори, запълващи киселинно устойчиви скали (гранит, бештаунта). Времето за настройка е около 8 дни.

Марка се дефинира като якост на пробата при изпитване за огъване и компресия.За производството на пробата се използва Портланд цимент и пясък, взети в съотношение 1: 3. От този разтвор, който се втвърдява в рамките на 28 дни, се образува проба от 4х4х16 см, втвърдяване се извършва при условия на висока влажност. За ускоряване на замразяването е позволено да се прибегне до техниката на промиване на пробата.

Най-разпространените марки на Портланд цимент днес са М 400, 500, 600:

• М 400 - най-търсената марка цимент. Техните технически характеристики (якост, устойчивост на замръзване) са подходящи за изграждането на повечето обекти.

• М 500 - цимент, който има донякъде голяма граница на безопасност, който позволява да се използва при реконструкция или възстановяване на съоръжения след злополука, да се използва за ремонт на пътища, изграждане на военно-технически съоръжения, азбестоциментни конструкции.

• М 600, Съставът е с повишена здравина, което го прави възможно да се използва в конструкцията на критични стоманобетонни конструкции, инженерни съоръжения.

• М 700 - Портланд цимент с максимална якост, използван за бетонова смес за изграждане на напрегнати конструкции.Използването му в обикновена конструкция (например в частно домакинство) е ирационално поради високата цена.

• М 900 - тежък цимент, използван само за военни инсталации, например, за създаване на бункери.

Съществуват и "междинни" марки цимент, например M 550 (техническите му характеристики са близки до M500, но са малко по-трайни).

Благодарение на разнообразието от композиции от портланд цимент, той е подходящ за почти всеки тип сграда. Основното нещо е да се определи правилно най-важната характеристика на цимента и да се избере подходящата добавка. Някои от тях, когато се използват заедно, изравняват свойствата помежду си. Това се случва например при добавяне на компоненти за подобряване на устойчивостта на влага и устойчивост на замръзване. Първата (увеличаваща се устойчивост на влага) значително намалява устойчивостта от замръзване на състава.

Важно е да се разгледа целта на материала.Така че, за изграждането на монолитни обекти и граждански структури (например, мостове, високо напрежение линии) Портланд цимент M400 не е подходящ. За да се разрешат тези проблеми, е допустимо да се използва смес със сила на марката най-малко M 500.

Дори и устойчив на сулфат разнообразие от портланд цимент, който има повишена устойчивост на влага, се използва само в статични умерени води. В други случаи (например за организирането на язовири, язовири и други инженерни съоръжения) се използват специални видове цимент.

Префиксът "Портланд" показва наличието в сместа на голямо количество калциеви силикати, затова не се препоръчва за блокове и структури със специално предназначение., Позолановият цимент не е подходящ за използване при условия на значително намаляване на температурата.

За информация как да получите Портланд цимент, вижте следния видеоклип.