Portlandcements: šķirnes, īpašības un pielietojums

Neorganiskie saistvielas tiek izmantoti betona ražošanai, kas, sajaucot ar ūdeni, veido mīklu šķīdumu, kas kļūst stiprāks, kad tas sacietē. Šādas saistvielas sastāvs ir portlandcements.

Par portlandcementu bieži runā, kad ir nepieciešams izturīgs un izturīgs pret vides risinājuma negatīvo ietekmi. Portlandcements ir cementa cementa saistvielas veids.

Portlandcementam ir smalki sasmalcināts klinkers, kā arī ģipsis, kas paātrina maisījuma iestatīšanu. Atkarībā no produkta veida un zīmola tā formula var ietvert dažas piedevas un piemaisījumus.

Maisījumu izgudroja 1824. gadā amerikāņu mūrnieks, un tā nosaukums ir ārējās līdzības dēļ Portlandas kaļķakmens, kas tika iegūta vienā no Anglijas apgabaliem.

Lai iegūtu šo sastāvu, tiek izmantoti karbonātu akmeņi (kaļķakmens, krīts, alumīnija oksīds un silīcija dioksīds), kā arī marli (karbonātu un māla maisījums, pārejas akmens no kaļķakmens līdz māliem). Ražošanas process sākas ar rūpīgu izejmateriālu slīpēšanu un to samaisīšanu noteiktās proporcijās. Nākamais posms ir izejvielu sadedzināšana krāsnīs temperatūrā 1300-1400 ° C. Pārvēršanas rezultāts ir materiāls, ko sauc par klinkeri.

Klinkeru atkal sagriež un sajauc ar ģipsi. Ja nepieciešams, pievienojiet citus elementus, kas palielina gatavā produkta veiktspēju. Šis maisījums iztur kvalitātes kontroli un, ja tas atbilst pieņemtajiem standartiem, saņem atbilstības sertifikātu.

Ir vairākas izejvielu grauzdēšanas iespējas:

• Wet. Pirmkārt, notiek komponentu slīpēšana, tad māls tiek iemērkts, līdz mitruma indekss sasniedz 70%. Pēc tam viņa dzirnavas sajauc ar kaļķakmeni.

• Sausa. Samaisīšanas un žāvēšanas process notiek vienlaicīgi, kas samazina darbaspēka izmaksas un ražošanas izmaksas. Kā rezultātā pārstrādes rūpnīcās saņem pulverveida izejvielas.

• Apvienots. Šī tehnoloģija apvieno divu veidu ražošanu - sausu un mitru. Izejvielas mitruma saturs palielinās līdz 14%, pēc tam produkti tiek malti un žāvēti īpašās dzirnavās.

Kā jau minēts, Portlandcements sastāv no klinkera. Dabā gatavas granulas ir diezgan reti, tāpēc klinkera čipsi tiek iegūti mākslīgi, sajaucot un apdedzinot oglekļa un māla maisījumus.

Gatavo klinkeru sajauc ar ģipsi, kura saturs sastāvā nepārsniedz 5%. Tas tiek ieviests, lai nodrošinātu šķīduma mobilitāti 45 minūtes, kas ir nepieciešams, veidojot produktus vai veicot noteiktus darba veidus.

Maisījuma sastāvdaļu sastāvu un procentuālo sastāvu nosaka GOST 10178 85 "Portlandcements un izdedžu portlandcements". Ražošanas prasību ievērošana garantē augstu tehnisko un ekspluatācijas īpašību.

Lai sniegtu Portlandcementam dažus tehniskos parametrus, sastāvā tiek ievadītas minerālvielas, kuru saturs nepārsniedz 20-25%.

Populārākie ir šādi:

• Apgaismojiet palielina cementa nosēšanās laiku, bet tam ir zems izturības rādītājs (iespējamais saturs Portlandcementā nav lielāks par 15%).
• Alumoferīts tam ir tādas pašas īpašības kā iepriekšējā piedevā, bet tā saturs gatavajā produktā ir samazināts līdz 10-18%.
• Belit ir adīšanas efekts, palielina sacietēšanas laiku, bet pārmērīgs saturs var negatīvi ietekmēt kompozīcijas stiprības īpašības (pieļaujamais saturs - ne vairāk kā 15-37%).
• Alit Tas tiek plaši izmantots (procentuālais daudzums var sasniegt 60%) augstas kvalitātes kompozīcijās, jo tas nodrošina ātru sacietēšanu.

Portlandcementa īpašības nosaka tā sastāvs. Galvenie kritēriji, pēc kuriem novērtē produkta kvalitāti, ir šādi:

• Iestatīšanas periods. Maisījuma aizturēšana atbilstoši tās audzēšanas tehniskajām prasībām jāveic pēc 40-45 minūtēm. Tieši šie faktori galvenokārt ietekmē mineraloģisko sastāvu, slīpēšanas smalkumu un temperatūru, kādā tiek veikts darbs.

• Ūdens pieprasījums. Saskaņā ar šo terminu saprot ūdens daudzumu, kas nepieciešams, lai iegūtu biezu, piemērotu cementa pastas darbam. Parasti mitrums nedrīkst pārsniegt 25% no maisījuma sastāva. Lai samazinātu nepieciešamo ūdens daudzumu, tiek izmantots sulfīta rauga brūvējums vai plastifikatori.

• Ūdens atdalīšana. Šis termins attiecas uz ūdens ekstrakciju gatavajā šķīdumā, kura rašanās ir saistīta ar smagāku cementa daļiņu nogulsnēšanos. Lai samazinātu šo skaitli, ļaujiet minerālvielu piedevām.

• Salizturība - produkta spēja pārvadāt noteiktu skaitu sasaldēšanas un atkausēšanas ciklu, nezaudējot savu darbības raksturlielumu.

• Korozijas izturība. Šī īpašība ir saistīta ar maisījuma smalkumu un gatavā betona porainības pakāpi.

• Siltuma izkliede. Tas attiecas uz betona spēju atbrīvot siltumu sacietēšanas procesā. Ātri siltinošais sastāvs tiek optimizēts, pievienojot tai aktīvās minerālvielas.

Kompleksa īpašību dēļ portlandcementam ir augstākas izturības īpašības salīdzinājumā ar citiem cementa veidiem. Dažas piedevas var reaģēt, mainot materiāla tehniskās īpašības. Pēdējie ir saistīti ar tās mehānisko stabilitāti un darbības iespējām.

Mēs nevaram teikt, ka viena no tehniskajām īpašībām ir augstāka prioritāte. Piemēram, izturīgs, bet pārāk lēni cietināts portlandcements var palielināt būvniecības laiku. Aukstumizturīgu, bet kodīgu sastāvu var izmantot tikai, lai atrisinātu šauru uzdevumu loku.

Šodien ražotāji cenšas radīt universālus formulējumus, kuros cementam svarīgākās īpašības ir vienlīdz izteiktas.

Tajā pašā laikā ir specializēti formulējumi, kuriem ir īpašs mērķis. To var uzskatīt par pucolāna portlandcementu, kam ir maksimāla izturība pret koroziju un mitruma izturību, bet drīzāk zemas stiprības vērtības sākotnējos darba posmos (iestatīšanas pirmajās dienās).

Jāuzsver viens no tehniskajiem raksturlielumiem:

• Īpatnējais svars produkts - 1100 kg / m³ masas maisījumiem, 1600 kg / m³ saspiestam.
• Slīpēšanas smalkums vidēji tas ir 40 mikroni (ko nosaka maisījuma spēja iziet caur sietu Nr. 008), kas nodrošina nepieciešamo cementa izturību un laiku, kad tas sacietē, kā arī ietekmē tā veiktspēju.
• Ūdens patēriņšoptimālais šķidruma saturs sastāvā nedrīkst pārsniegt 25-28%, jo šis rādītājs ietekmē sastāva stiprību (ja ir pārsniegums, notiek betona dalīšanās, ar trūkumu, uz gatavā produkta parādās plaisas).

• Blīvums atkarīgs no zīmola un noteiktu piedevu klātbūtnes sastāvā. Brīvā stāvoklī maisījuma blīvums ir 1,1 t / m³, saspiestā stāvoklī - 1,5-1,7 t / m³.

• Iestatīšanas ilgums pēc sajaukšanas ar ūdeni tas nepārsniedz 40-45 minūtes, turpmāka sacietēšana ir atkarīga no sastāva un vides apstākļiem (ziemas laikā process palēninās), bet nepārsniedz 10-12 stundas (mērot ar Vicat ierīci).
• Skaļuma maiņa ja tas ir sasaldēts, tas nozīmē, ka cementa korpuss ir jāsamazina 0,5-1 mm / m apjomā brīvā dabā un jāattīra 0,5 mm / m ūdenī. Svarīgs jautājums ir izmaiņu viendabīgums visā šķīduma tilpumā.

• Pretkorozijas stabilitāti panāk, pateicoties hidroaktīvo materiālu iekļaušanai kompozīcijā, kas novērš sāļu ķīmisko aktivitāti, kā arī piemaisījumu, kas samazina betona porainību.
• Uzglabāšanas laiks nav ilgāks par 12 mēnešiem ar nosacījumu, ka tiek saglabāts oriģinālais iepakojums (3-4 kārtas, hermētiski noslēgti papīra maisiņi), jo pēc 3 mēnešu uzglabāšanas līdz 20% no kompozīcijas tiek zaudēti pēc gada - līdz 40%. Iepriekšējās īpašības ir iespējams atgriezt šādam cementam tikai ar sekundāro slīpēšanu.
• Spiedes stiprums. Saskaņā ar šo raksturojumu izšķir četras izturības klases - 22,5; 42,5; 42,5; 52.5. Šis rādītājs ir tieši saistīts ar šķīduma iestatīšanas ātrumu.

Portlandcementa mehāniskās izturības rādītāji 28 dienas pēc liešanas nav mazāki par 42,5 MPa. Noteikšanu veic paraugu laboratorijas apstākļos. Atbilstoši iegūtajiem rezultātiem, cements ir marķēts (piemēram, M 500). Tādējādi koeficients norāda, cik daudz spiediena paraugs spēj izturēt (mērot kg / cm³).

Savukārt stiprības rādītāji ietekmē šķīduma iestatīšanas pakāpi (nosakot, izmantojot Vicat adatu).

Portlandcements ir dažādi cementi, ko visbiežāk lieto betonēšanas laikā. Pēdējais, savukārt, tiek izmantots monolītā un dzelzsbetona konstrukcijās, būvējot objektus, kuriem ir paaugstinātas izturības īpašības.

Klinkera granulu un citu piedevu klātbūtnes dēļ Portlandcementam ir liela drošības rezerve, augstāka pretestības pakāpe, izturība pret agresīvu vidi. Tas ir padara Portlandcementu par populāru materiālu naftas un gāzes rūpniecības būvniecībā.

Jautājums par cementa un portlandcementa atšķirībām ir nedaudz nepareizs, jo pēdējais ir cementa veids. Citiem vārdiem sakot, cements ir parasts nosaukums, Portlandcements ir šķirne ar noteiktu spēku kopumu.

Loģiskāk ir noteikt atšķirības, pamatojoties uz cementa zīmola izturību. Tā, piemēram, Portlandcements M 400 ir izturīgāks par cementu M 600. Pašu portlandcementu ir grūti atšķirt no cementa (saskaņā ar uzstādīšanas metodi, uzstādīšanas tehnoloģiju, lietošanas īpašībām), atšķirība vienā vai otrā atšķirtspējas dēļ ir piedevu klātbūtne.

Visu veidu cementi ir sadalīti ne-piedevās un piedevās. Bezobavochny sastāvs nesatur minerālvielas, izņemot ģipsi. Viņš piemērots monolīta rakstura zemes, pazemes un zemūdens objektiem, kā arī dzelzsbetona un dzelzsbetona konstrukcijām.kas darbojas, ja nav agresīvas vides.

Minerālvielu piedevu klātbūtne uzlabo portlandcementa tehniskās īpašības, pateicoties tam Tos var izmantot agresīvos apstākļos, ilgstoši saskaroties ar ūdeni. Visbiežāk sastopamās minerālu izcelsmes piedevas ir: domnas izdedži, aktīvās minerālvielas un dabīgie minerālvielu piedevas.

Ieviešot vienu vai citu piedevu, uzlabojas rādītāji, piemēram, ūdens izturība, izturība pret koroziju, bet to klātbūtne palīdz samazināt pretestību pret salnām.

Atkarībā no sastāva īpašībām tiek atdalīti šādi portlandcementa veidi: \ t

• Ātri sausa. Maisījuma sacietēšana notiek jau pirmajās 3 ielešanas dienās, jo tās ir sārņi un īpašas minerālvielas. Svarīgi, lai maisījuma malšanas pakāpe būtu minimāla. Pieejams M400 un M500. Šīs kompozīcijas izmantošana ļauj samazināt maisījuma iedarbības laiku veidnēs un ievērojami palielināt būvdarbu tempu.

• Normāla sacietēšana. Tas nesatur īpašas piedevas, kas nav tik picky par maisījuma malšanas pakāpi. Pieejams saskaņā ar GOST 31108-2003.

• Hidrofobisks variantu raksturo spēja absorbēt mitrumu un samazina nosēdināšanas laiku. Līdzīgas īpašības nodrošina skābes, kas nonāk šķīdumā. To izmanto, lai būvētu objektus, kas darbojas augstā mitruma apstākļos, kā arī atrodas applūdušās vietās.

• Plastificēts. Produkta raksturīga iezīme ir plastifikatoru klātbūtne tajā, nodrošinot nepieciešamo mobilitāti, samazinot ūdens absorbciju un karstumizturību. Sasmalcinot maisījumu, tiek uzlikti plastifikatori, kas, šķiet, pārklāj cementa daļiņas, novēršot to saķeri. Rezultāts ir mobilais, ērts pielietojums, ko plaši izmanto kompleksa celtniecībai arhitektūras struktūru veidā.

• Lodēšana. Tam ir tampons, tas ir, lai aizsargātu akas no gruntsūdeņu iedarbības. To plaši izmanto naftas un gāzes industrijā, jo tas nav atkarīgs no spiediena un temperatūras un ticami tur kolonnas kolbās, pat sākotnējās cietināšanas stadijās. Ir vēl viens šāda veida cements - vieglais portlandcements, kam piemīt vieglas piedevas.

• Paplašinās. Šādiem maisījumiem var būt atšķirīgs sastāvs, bet tie visi ir spējīgi palielināt tilpumu, sajaucot šķīdumu. Tas ir saistīts ar to, ka sākas ķīmiskā reakcija starp galvenajām un papildu sastāvdaļām, kas dod apjoma pieaugumu.

• Rezistents pret sulfātu. Šāds betons ir pret sulfātu ūdens iedarbību, izraisot korozijas attīstību. Parasti M300.400 zīmola sala izturīgs cements ir izturīgs pret sulfātu, dažreiz M 500.

• Slac Portland Cement. Produkta sastāvā ir domnas krāsnis, kas veido lielu metāla daļiņu saturu tajā. Maisījumu izmanto, lai iegūtu karstumizturīgu betonu, kā arī objektu būvniecību zem zemes, ūdeni augstumā. Tam ir zema sala izturība.

• Sārmains sārmains Kompozīcijai ir augstākas īpašības, salīdzinot ar portlandcementu. Tas ir izturīgs pret agresīvu vidi, ekstremālām temperatūrām, ir augsts pretestības līmenis pret zemu mitrumu un zema mitruma absorbcija. Šādas spējas tiek panāktas, ņemot vērā zemes slāgu un sārmu, dažreiz mālu.

• Baltā Portlenda cementa. Maisījuma pielietojuma apjoms - apdares un arhitektūras darbs, tas arī kalpo par pamatu krāsainiem cementiem. Sniega balto nokrāsu iegūst, izgatavojot produktu no tīras kaļķakmens un balta māla, kā arī papildus klinkera dzesēšanu ar ūdeni.

• Magnēzija - sastāvs, kura pamatā ir magnija oksīds (karsēts līdz 800 ° C temperatūrai) un 30% magnija hlorīda ūdens šķīdums. Pateicoties tās ražošanas tehnoloģijām un sastāvdaļām, ir iespējams iegūt cietu baltu masu, kas ir viegli apstrādājama (viegli pulējama, neietekmējot pelējuma, sēnītes).

• Krāsas portlandcements izmanto arī dekoratīviem darbiem. Izrādās, sajaucot balto modifikāciju un pigmentu. Pēdējais var būt dzelzs minijs, okers, hroma oksīds. Galvenais ir tas, ka pigmenti ir gaismas un sārmu izturīgi.

• ​​​​​​Pucolāns. Maisījums satur krāsainu Portlandcementu, ģipsi un vulkāniskas vai nogulumizturīgas piedevas. Iegūtais šķīdums ir ļoti izturīgs pret ūdeni, tas sasalst ne tikai mitruma apstākļos, bet arī zem ūdens. Tas ļauj to izmantot hidraulisko konstrukciju, oderēšanas baseinu un citu tvertņu organizēšanā ūdens uzglabāšanai, virsmas (ieskaitot slīpas) saskarē ar jūru vai hlorētu ūdeni. Saldēto virsmu raksturo ilgmūžība, ķīmiskā inercija un izsīkuma trūkums.
• Alumīnijs Kompozīcija ir ātri sacietējoša un izturīga cementa klinkera un kausēta kaļķakmens. Gatavais maisījums satur lielu daudzumu zemu bāzes kalcija aluminātu.

Vēl viena alumīnija oksīda pazīme ir tās sajaukšanas ar citiem cementiem un kaļķiem, kompozīciju, pat nelielos daudzumos, kas satur sārmu, nepieņemamība. Alumīnija portlandcements ir piemērots skābes izturīgu betona šķīdumu, skābes izturīgu akmeņu (granīta, beshtaunita) ražošanai. Iestatīšanas laiks ir aptuveni 8 dienas.

Zīmols ir definēts kā parauga izturība, testējot to saliekšanu un saspiešanu. Parauga ražošanai tiek izmantots portlandcements un smiltis, kuru attiecība ir 1: 3, un no šī šķīduma izgatavo 4x4x16 cm lielu paraugu, kas sacietē 28 dienu laikā, un sacietēšana notiek augstā mitruma apstākļos. Lai paātrinātu sasalšanu, var izmantot parauga tvaicēšanas tehniku.

Visbiežāk sastopamie portlandcementa zīmoli šodien ir M 400, 500, 600:

• M 400 - pieprasītākais cementa zīmols. Tās tehniskie raksturlielumi (izturība, pretestība) ir piemēroti lielāko objektu būvniecībai.

• M 500 - cementu, kam ir nedaudz liela drošības rezerve, kas ļauj to izmantot telpu rekonstrukcijā vai atjaunošanā pēc negadījuma, ko izmanto ceļu remontam, militāro tehnisko iekārtu būvniecībai, azbestcementa konstrukcijām.

• M 600. Sastāvam ir pastiprināta izturība, kas ļauj to izmantot kritisko dzelzsbetona konstrukciju, inženierbūves būvniecībā.

• M 700 - maksimālā stipruma portlandcements, ko izmanto betona maisījumam stresa struktūru būvniecībā. Tā izmantošana parastā būvniecībā (piemēram, privātajā mājsaimniecībā) ir neracionāla augsto izmaksu dēļ.

• M 900 - lieljaudas cementu, ko izmanto tikai militārām iekārtām, piemēram, bunkuru izveidei.

Pastāv arī „starpproduktu” cementa zīmoli, piemēram, M 550 (tā tehniskie parametri ir tuvu M500, bet tie ir nedaudz izturīgāki).

Pateicoties portlandcementa kompozīciju daudzveidībai, tas ir piemērots gandrīz jebkura tipa ēkām. Galvenais ir pareizi identificēt cementa svarīgāko īpašību un izvēlēties atbilstošu piedevu. Daži no tiem, lietojot kopā, izlīdzina viena otru. Tas notiek, piemēram, pievienojot komponentus, lai uzlabotu mitruma izturību un pretestību salnām. Pirmais (palielinot mitruma izturību) ievērojami samazina sala pretestību.

Ir svarīgi ņemt vērā materiāla mērķi. Tātad, monolītu objektu un konstrukciju būvniecībai civilām vajadzībām (piemēram, tiltiem, augstsprieguma līnijām) Portlandcements M400 nav piemērots. Lai atrisinātu šīs problēmas, ir pieļaujams izmantot maisījumu ar zīmola izturību vismaz M 500.

Pat sulfātu izturīgs portlandcements, kas ir palielinājis mitruma izturību, tiek izmantots tikai statiskā mērenā ūdenī. Citos gadījumos (piemēram, dambju, dambju un citu inženiertehnisko būvju organizēšanai) izmanto īpašus cementa veidus.

Priekšvārds "Portland" norāda uz lielu kalcija silikātu daudzuma klātbūtni maisījumā, tāpēc tas nav ieteicams blokiem un speciālajām struktūrām.. Pucolancements nav piemērots lietošanai ievērojamā temperatūras samazinājuma apstākļos.

Informāciju par Portlandcementa iegūšanu skatiet šajā videoklipā.