Portlandcement: sorter, egenskaper och applikationer

Oorganiska bindemedel används för tillverkning av betong, som vid blandning med vatten bildar en degig lösning, som ökar styrkan när det härdar. En mångfald av en sådan bindemedelskomposition är Portlandcement.

Portlandcement diskuteras ofta när det gäller behovet av en hållbar och resistent mot miljölösningens negativa effekter. Portlandcement är en typ av bindemedel för betonglösningar.

Portlandcement har en finmalt klinker, såväl som gips, vilket accelererar blandningen. Beroende på produktens typ och märke kan dess formel innehålla vissa tillsatser och föroreningar.

Blandningen uppfanns tillbaka 1824 av en amerikansk murare, och är skyldig till den yttre likheten med kalkstenen i Portland, som utvinades i ett av de engelska länen.

För att erhålla denna sammansättning används karbonatstenar (kalksten, krita, aluminiumoxid och kiseldioxid), liksom marls (en blandning av karbonatstenar och lera, en övergångssten från kalksten till lera). Produktionsprocessen börjar med noggrann slipning av råmaterial och blandas i vissa proportioner. Nästa steg är bränning av råmaterial i ugnar vid en temperatur av 1300-1400 ° С. Resultatet av reflow är ett material som kallas klinker.

Klinkern males igen och blandas med gips. Om det behövs lägger du till andra element som ökar prestandan hos den färdiga produkten. Denna blandning passerar kvalitetskontrollen och, om den uppfyller de godkända standarderna, erhåller den ett intyg om överensstämmelse.

Det finns flera alternativ för att skjuta råvaror:

• våt. I början krossas komponenterna, sedan leras blöt tills fuktighetsindexet når 70%. Därefter blandas det med kalksten i fabrikerna.

• torr. Processen för slipning och torkning av blandningen sker samtidigt, vilket gör det möjligt att minska arbetskostnader och produktionskostnader. Som ett resultat av bearbetning i fabriker får du pulverformiga råvaror.

• kombinerade. Denna teknik kombinerar två typer av produktion - torr och våt. Råmaterialets fuktinnehåll stiger till 14%, varefter produkterna krossas och torkas i specialfabriker.

Som tidigare nämnts består Portland cement av klinker. I naturen är färdiga granulat ganska sällsynta, så klinkerchipsen erhålls konstgjort genom att blanda och skjuta kol- och lerblandningar.

Den färdiga klinkern blandas med gips, vars innehåll i kompositionen inte överstiger 5%. Det införs för att säkerställa lösningen av rörelsen i 45 minuter, vilket är nödvändigt vid bildning av produkter eller utförande av vissa typer av arbete.

Sammansättningen och procentandelen av komponenterna i blandningen styrs av GOST 10178 85 "Portlandcement och slaggportlandcement". Det är i överensstämmelse med kraven i produktionsgarantierna höga tekniska och operativa egenskaper hos produkten.

För att ge Portlandcement vissa tekniska egenskaper införs mineral tillsatser i kompositionen, vars innehåll inte överstiger 20-25%.

De mest populära är följande:

• aluminat ökar inställningstiden för cement, men har låga indikatorer på hållfasthet (eventuellt innehåll i Portlandcement är inte mer än 15%).
• aluminiumoxid ferrit har samma egenskaper som föregående tillsats, men dess innehåll i den färdiga produkten reduceras till 10-18%.
• bleker har en stickningseffekt, ökar härdningstiden, men alltför högt innehåll kan negativt påverka kompositionens hållfasthetsegenskaper (tillåtet innehåll - högst 15-37%).
• alit Den används i stor utsträckning (andelen kan nå 60%) i kompositionerna av höga kvaliteter, eftersom det säkerställer deras snabba härdning.

Egenskaper för portlandcement bestäms av dess sammansättning. De viktigaste kriterierna för att utvärdera produktens kvalitet är följande:

• Inställningsperiod. Beslag av blandningen i överensstämmelse med de tekniska kraven vid odlingen bör ske efter 40-45 minuter. Den mineralogiska sammansättningen, finheten i slipning och temperaturen vid vilken arbetet utförs är exakt dessa faktorer påverkar i första hand produktens inställningshastighet.

• Vatten efterfrågan. Under denna term förstås den mängd vatten som krävs för att erhålla ett tjockt, vilket är lämpligt för cementpastaens arbete. Vanligtvis bör fukt inte överstiga 25% av blandningen. För att reducera den erforderliga mängden vatten används en sulfitjästbrygga eller mjukningsmedel.

• Vattenseparation. Denna term hänvisar till extraktion av vatten i den färdiga lösningen, vars förekomst beror på sedimenteringen av tyngre cementpartiklar. För att minska denna siffra tillåter mineraltillskott.

• Frostmotstånd - Produktens förmåga att bära ett visst antal cykler av frysning och avfrostning utan att förlora dess prestandaegenskaper.

• Korrosionsbeständighet. Denna egenskap är förknippad med finheten i blandningen och graden av porositet hos den färdiga betongen.

• Värmeavledning. Detta hänvisar till betongens förmåga att frigöra värme vid härdningsprocessen. En snabbt värmande komposition optimeras genom tillsats av aktiva mineralkomponenter till den.

Portlandcement har högre hållfasthetsegenskaper jämfört med andra typer av cement på grund av kompositionens egenskaper. Vissa tillsatser kan reagera, ändra materialets tekniska egenskaper. De senare är förknippade med sin mekaniska stabilitet och driftsförmåga.

Vi kan inte säga att en av de tekniska egenskaperna är av högre prioritet. Så, till exempel, hållbart, men för långsamt stelnat portlandcement kan öka byggtiden.En frostbeständig, men korrosiv komposition kan endast användas för att lösa ett smalt arbetsområde.

Idag strävar tillverkare efter att skapa universella formuleringar där egenskaper som är viktigast för cement är lika uttalade.

Samtidigt finns det specialiserade formuleringar som har ett speciellt syfte. Sådana kan betraktas som pozzolanic portlandcement, som har maximal korrosionsbeständighet och fuktmotstånd, men ganska låga styrkaindikatorer vid de inledande stadierna av arbetet (under de första dagarna av inställningen).

Bland de tekniska egenskaperna bör framhävas:

• Specifik vikt produkt - 1100 kg / m³ för bulkblandningar, 1600 kg / m³ för komprimerad.
• Slipfinhet i genomsnitt är det 40 mikron (bestämt av blandningens förmåga att passera genom sikt nr. 008), vilket ger cementens nödvändiga hållfasthet och tiden som det härdar, och påverkar även dess prestanda.
• Vattenförbrukning, bör det optimala innehållet av vätskan i kompositionen inte överstiga 25-28%, eftersom denna indikator påverkar kompositionens hållfasthet (om det finns ett överskott uppstår betongdelningen med brist på sprickor på färdig produkt).

• densitet beror på varumärket och närvaron av vissa tillsatser i kompositionen.I lös tillstånd har blandningen en densitet av 1,1 t / m³, i komprimerat tillstånd - 1,5-1,7 t / m³.

• Inställningens varaktighet efter blandning med vatten, överskrider inte 40-45 minuter, ytterligare härdning beror på komposition och miljöförhållanden (det sänks på vintern) men överstiger inte 10-12 timmar (mätt med Vicat-enheten).
• Volymförändring när det härdas, innebär det att man reducerar cementkroppen i en volym av 0,5-1 mm / m utomhus och sväller den till 0,5 mm / m i vatten. En viktig punkt är likformigheten av förändringar genom hela volymen av lösningen.

• Antikorrosiv stabilitet uppnås på grund av införandet av hydroaktiva material i kompositionen, vilket förhindrar den kemiska aktiviteten av salter, liksom tillsatsen av föroreningar som minskar betongens porositet.
• Lagringstiden är högst 12 månader förutsatt att originalförpackningen är bevarad (3-4 ply, hermetiskt förseglade papperspåsar), eftersom efter 3 månaders förvaring går upp till 20% av kompositionen efter ett år - upp till 40%. Det är möjligt att returnera de tidigare kvaliteterna till sådant cement endast genom sekundär slipning.
• Kompressionsstyrka. I enlighet med denna egenskap utmärks 4 klasser av styrka - 22,5; 42,5; 42,5; 52,5.Denna indikator är direkt relaterad till lösningens inställningshastighet.

Indikatorer för mekanisk styrka av Portlandcement är inte mindre än 42,5 MPa vid 28 dagar efter gjutning. Bestämningen utförs i laboratoriebetingelser på provets exempel. I enlighet med de erhållna resultaten märks cementen (till exempel M 500). Koefficienten anger således hur mycket tryck provet kan motstå (mätt i kg / cm³).

Indikatorer för styrka påverkar i sin tur graden av inställning av lösningen (bestämd med hjälp av en Vicat-nål).

Portlandcement är en typ av cement som oftast används vid hällning av betong. Den senare används i sin tur i monolitisk och armerad betongkonstruktion, vid konstruktion av föremål till vilka ökade hållfasthetsegenskaper presenteras.

På grund av närvaron av klinkergranuler och andra tillsatser,Portlandcement har en stor säkerhetsmarginal, har högre hastigheter mot frostmotstånd, motståndskraft mot aggressiva medier. Det är gör Portlandcement ett populärt material vid konstruktionen av olje- och gasindustrin.

Frågan om skillnaderna mellan cement och portlandcement är något felaktig, eftersom den senare är en typ av cement. Med andra ord är cement ett generiskt namn; Portlandcement är en variation med en viss uppsättning styrka.

Det är mer logiskt att göra skillnader baserade på cementets märkesstyrka. Så till exempel Portlandcement M 400 är sämre i sin styrka för att cementera M 600. Portland cement i sig är lite annorlunda än cement (enligt installationsmetoden, inställningskonceptet, egenskaperna hos användningen) är skillnaden mellan vissa karakteristiska egenskaper beroende på närvaron av tillsatser.

Alla typer av cement är uppdelade i additiv och tillsatsmedel. Bezobavochny-komposition innehåller inte andra tillsatser än gips. det lämplig för jordbearbetning, underjordiska och undervattensföremål av monolitisk natur samt betong- och armerad betongkonstruktionersom drivs i avsaknad av en aggressiv miljö.

Närvaro av mineraltillskott förbättrar de tekniska egenskaperna hos Portland cement, tack vare vilket De kan användas i aggressiva förhållanden, med långvarig kontakt med strukturen med vatten. Bland de vanligaste tillsatsämnena av mineraliskt ursprung är: smältugn, aktiva mineraltillsatser och naturliga aktiva tillsatser.

På grund av införandet av ett eller annat additiv förbättras indikatorer som vattenbeständighet, korrosionsbeständighet, men deras närvaro bidrar till att minska frostmotståndet.

Beroende på kompositionens egenskaper kännetecknas följande typer av Portlandcement:

• Snabbtorkat. Härdning av blandningen sker redan under de första 3 dagarna av hällning på grund av de slagg och speciella mineraler som ingår i den.Det är viktigt att graden av slipning av blandningen var minimal. Finns i M400 och M500. Användningen av denna komposition gör det möjligt att minska blandningens exponeringstid i formen och öka takten i byggnadsarbetet betydligt.

• Normal härdning. Det innehåller inte särskilda tillsatser, inte så picky om graden av slipning blandningen. Finns i enlighet med GOST 31108-2003.

• hydrofob varianten kännetecknas av dess förmåga att absorbera fukt och reducerad inställningstid. Liknande egenskaper tillhandahålls av syror som kommer in i lösningen. Den används vid konstruktion av föremål som drivs under förhållanden med hög luftfuktighet såväl som belägen på översvämmade områden.

• mjukad. Ett karakteristiskt särdrag hos produkten är närvaron av mjukningsmedel i den, vilket ger den nödvändiga rörligheten, reducerar vattenabsorptionen, värmebeständighet. Mjukgörare läggs vid slipning av blandningen, så att de verkar kuva cementpartiklarna, förhindrar deras vidhäftning.Resultatet är en mobil, bekväm att applicera komposition, som används allmänt för konstruktion av komplexa i form arkitektoniska strukturer.

• oilwell. Det har förmågan att tampon, det vill säga att skydda brunnarna från grundvattnets effekter. Det används allmänt inom olje- och gasindustrin, eftersom det inte beror på tryck och temperatur och håller kolumnerna tillförlitligt i brunnarna, även i början av stelningen. Det finns en annan typ av denna typ av cement - den lutande lätta Portlandcementen, som har "lätta" tillsatser.

• expanderande. Sådana blandningar kan ha en annan sammansättning, men de delar alla förmågan att öka i volymen när blandningen löses. Detta beror på det faktum att en kemisk reaktion börjar mellan huvud- och ytterligare komponenter, vilket ger volymen ökning.

• Sulfatresistent. Sådan betong motverkar effekterna av sulfatvatten, vilket medför utveckling av korrosion.Frostbeständig cement av märket M300.400 tillverkas som regel sulfatresistent, ibland M 500.

• Slac Portland cement. Produkten innehåller blastugnar, som står för det höga innehållet av metallpartiklar i den. Blandningen används för att erhålla värmebeständig betong, såväl som vid konstruktion av föremål under marken, vatten, i höjd. Den har låg frostbeständighet.

• Slag alkali Kompositionen har en högre jämförelse med Portlandcement, egenskaper. Det är motståndskraftigt mot aggressiva miljöer, extremiteter i temperaturen, har hög frostbeständighet och låg fuktabsorption. Sådana förmågor uppnås på grund av införandet av grundslagg och alkali, ibland lera.

• Vit Portland Cement. Blandningens omfattning - ytbehandling och arkitektoniskt arbete, det fungerar också som grund för icke-järnbaserade cement. Den snövit skuggan erhålls genom att göra produkten från ren kalksten och vit lera, samt genom ytterligare kylning av klinkern med vatten.

• magnesian - Komposition baserad på magnesiumoxider (uppvärmd till en temperatur av 800 ° C) och 30% vattenhaltig lösning av magnesiumklorid. Tack vare sina komponenter och egenskaper hos produktionstekniken är det möjligt att få en fast vit massa som är lätt att bearbeta (lätt polerad, inte påverkad av mögel, svamp).

• Färg Portland Cement Används även för dekorativa verk. Det visar sig genom att blanda vit modifiering och pigment. Den senare kan vara järnminium, ocker, kromoxid. Det viktigaste är att pigmenten är lätta och alkaliska resistenta.

• ​​​​​​pozzolan. Blandningen innehåller färgat Portlandcement, gips och tillsatser av vulkaniskt eller sedimentärt ursprung. Den resulterande lösningen har ett högt motståndskraft mot vatten, det fryser inte bara under förhållanden med hög luftfuktighet men även under vatten.Detta gör att du kan använda den i organisationen av hydrauliska konstruktioner, foderpooler och andra tankar för att lagra vatten, ytor (inklusive lutande) i kontakt med hav eller klorerat vatten. Den frusna ytan kännetecknas av hållbarhet, kemisk inertitet och brist på utflöde.
• aluminatcement Kompositionen är en snabbhärdande och slitstark cement baserad på klinker och smält kalksten. Den färdiga blandningen innehåller stora mängder lågbaserade kalciumaluminater.

En annan egenskap hos aluminiumoxid är avkunnandet av dess blandning med andra cement och kalk, kompositioner, även i små mängder innehållande alkali. Aluminium portlandcement är lämplig för tillverkning av syrabeständiga betonglösningar, fyllning av syrabeständiga stenar (granit, beshtaunita). Inställningstiden är cirka 8 dagar.

Märke definieras som styrkan hos provet när det testas för böjning och kompression.För tillverkning av provet används Portland cement och sand, taget i ett förhållande av 1: 3. Ett prov av 4x4x16 cm är framställt från denna lösning, som stelnar inom 28 dagar, härdning sker under förhållanden med hög fuktighet. För att påskynda den frysning som tillåts att tillgripa tekniken att dampa provet.

De vanligaste varumärkena i Portlandcement idag är M 400, 500, 600:

• M 400 - det mest krävda varumärket av cement Dess tekniska egenskaper (styrka, frostmotstånd) är lämpliga för konstruktion av de flesta föremål.

• M 500 - cement, som har en något stor säkerhetsmarginal, som gör att den kan användas vid rekonstruktion eller restaurering av anläggningar efter en olycka, som ska användas för reparation av väg, byggande av militärtekniska anläggningar, asbestcementstrukturer.

• M 600. Kompositionen har ökad styrka, vilket gör det möjligt att använda den i konstruktionen av kritiska armerade betongkonstruktioner, konstruktionsstrukturer.

• M 700 - Portlandcement av maximal styrka, som används för betongblandning för konstruktion av stressade konstruktioner.Att använda det i vanlig konstruktion (till exempel i ett privat hushåll) är irrationellt på grund av den höga kostnaden.

• M 900 - Tung cement, som endast används för militära installationer, till exempel för att skapa bunkrar.

Det finns också "mellanliggande" märken av cement, till exempel M 550 (dess tekniska egenskaper ligger nära M500, men de är lite mer hållbara).

På grund av de olika kompositionerna av Portlandcement är den lämplig för nästan vilken typ av byggnad som helst. Det viktigaste är att korrekt identifiera den viktigaste egenskapen hos cement och välj lämplig tillsats. Några av dem, när de används tillsammans, nivåer egenskaperna hos varandra. Detta sker till exempel vid tillsättning av komponenter för att förbättra fuktmotstånd och frostbeständighet. Det första (ökande fuktmotståndet) minskar avsevärt kompositionens frostbeständighet.

Det är viktigt att överväga materialets syfte.Så, för byggandet av monolitiska föremål och civila strukturer (till exempel broar, högspänningsledningar) är Portland cement M400 inte lämplig. För att lösa dessa problem är det tillåtet att använda en blandning med märkstyrka på minst M 500.

Även en sulfatresistent mängd Portlandcement, som har ökat fuktmotstånd, används endast i statiskt tempererat vatten. I andra fall (till exempel för organisation av dammar, dammar och andra tekniska konstruktioner) använder speciella typer av cement.

Prefixet "Portland" indikerar närvaron i blandningen av en stor mängd kalciumsilikater, så det rekommenderas inte för block och specialkonstruktioner.. Pozzolansk cement är inte lämplig för användning vid signifikanta temperaturreduktioner.

För information om hur man får Portlandcement, se följande video.