Portland çimentosu: çeşitleri, özellikleri ve uygulamaları

İnorganik bağlayıcılar, su ile karıştırıldığında sertleştikçe güç kazanan bir hamur çözeltisi oluşturan, betonun yapımında kullanılır. Bu tür bir bağlayıcı bileşimin çeşidi Portland çimentosudur.

Portland çimentosu, çevre çözümünün olumsuz etkilerine karşı dayanıklı ve dayanıklı olması gerektiğinde sıklıkla konuşulur. Portland çimentosu beton çözümleri için bir çeşit bağlayıcıdır.

Portland çimentosu ince öğütülmüş klinkere ve alçıtaşı karışımın hızını arttırmaktadır. Ürünün türüne ve markasına bağlı olarak, formül bazı katkı maddeleri ve katışkılar içerebilir.

Karışım 1824'te bir Amerikan duvarcı tarafından icat edildi ve ismini, İngiliz ilçelerinden birinde mayınlanmış olan Portland kireçtaşına dışsal benzerliğine borçluydu.

Bu bileşimi elde etmek için karbonat kayaları (kireçtaşı, tebeşir, alümina ve silika) yanı sıra marnlar (karbonat kayaları ve kil karışımı, kireçtaşından kile geçişli bir kaya) kullanılır. Üretim süreci, hammaddelerin dikkatli bir şekilde öğütülmesi ve belirli oranlarda karıştırılmasıyla başlar. Bir sonraki aşamada, 1300-1400 ° C sıcaklıkta fırınlarda hammadde pişiriliyor. Yeniden akış sonucu klinker denilen bir malzemedir.

Klinker tekrar öğütülür ve alçı ile karıştırılır. Gerekirse, bitmiş ürünün performansını artıran diğer elemanları ekleyin. Bu karışım kalite kontrolünden geçer ve kabul edilen standartları karşılarsa bir uygunluk sertifikası alır.

Hammadde pişirmek için birkaç seçenek vardır:

• ıslak. İlk önce, bileşenler ezilir, sonra nem indeksi% 70'e ulaşıncaya kadar kil ıslatılır. Bundan sonra değirmenlerde kireç taşı ile karıştırılır.

• kuru. Karışımı öğütme ve kurutma işlemi eşzamanlı olarak gerçekleşir, bu da işçilik maliyetlerini ve üretim maliyetlerini düşürür. İşlenmenin bir sonucu olarak, değirmenlerde toz haline getirilmiş hammaddeler bulunmaktadır.

• kombine. Bu teknoloji, 2 tip üretimi - kuru ve ıslak - birleştirir. Hammaddenin nem içeriği% 14'e yükselir, daha sonra ürünler özel değirmenlerde ezilir ve kurutulur.

Daha önce de belirtildiği gibi, Portland çimentosu klinkerden oluşmaktadır. Doğada, hazır granüller oldukça nadirdir, bu nedenle klinker çipleri, karbon ve kil karışımlarını karıştırıp ateş ederek yapay olarak elde edilir.

Bitmiş klinker, bileşim içinde içeriği% 5'i geçmeyen alçı ile karıştırılır. Ürünün oluşturulmasında ya da belirli iş türlerinin gerçekleştirilmesinde gerekli olan çözümün 45 dakika süreyle hareketliliğini sağlamak için uygulamaya konulmuştur.

Karışımın bileşenlerinin bileşimi ve yüzdesi GOST 10178 85 "Portland çimentosu ve cüruf portland çimentosu" tarafından yönetilmektedir. Üretimin gerekliliklerine uygunluk, ürünün yüksek teknik ve operasyonel özelliklerini garanti eder.

Portland çimentosuna belirli teknik özellikleri kazandırmak için, içeriğine% 20-25'i geçmeyen, mineral katkı maddeleri ilave edilir.

En popüler olanları şunlardır:

• alüminat Çimentoun zamanını arttırır, fakat düşük güç göstergelerine sahiptir (Portland çimentosunda olası içerik% 15'ten fazla değildir).
• alümina ferrit önceki katkı maddesiyle aynı özelliklere sahiptir, ancak bitmiş üründeki içeriği% 10-18'e düşürülür.
• beyazlaşmakta bir örgü etkisine sahiptir, sertleşme süresini uzatır, fakat aşırı içerik kompozisyonun mukavemet özelliklerini olumsuz yönde etkileyebilir (izin verilen içerik -% 15-37'den fazla olmamalıdır).
• alitli Hızlı sertleşme sağladığından, yüksek dereceli kompozisyonlarda yaygın olarak kullanılır (yüzde yüzdesi% 60'a ulaşabilir).

Portland çimentosunun özellikleri bileşimi ile belirlenir. Ürün kalitesinin değerlendirildiği ana kriterler şunlardır:

• Ayar süresi. Karışımın yetiştirilmesinin teknik gerekliliklerine uygun olarak ele geçirilmesi 40-45 dakika sonra gerçekleşmelidir. Mineralojik bileşim, öğütme inceliği ve işin yapıldığı sıcaklık kesin olarak bu faktörler esas olarak ürünün ayar hızını etkiler.

• Su talebi. Bu terim altında çimento macununun çalışması için uygun bir kalın elde etmek için gerekli su miktarı anlaşılmaktadır. Genellikle nem karışımın% 25'ini geçmemelidir. Gerekli su miktarını azaltmak için bir sülfit maya demeti veya plastikleştirici kullanılır.

• Su ayırma. Bu terim, daha ağır çimento partiküllerinin çökeltilmesinden kaynaklanmış olan bitmiş çözeltideki suyun ekstraksiyonuna değinmektedir. Bu rakamı azaltmak için mineral takviyeleri.

• Don direnci - Ürünün performans özelliklerini kaybetmeden belli sayıda donma ve buz çözme döngüsünü taşıma yeteneği.

• Korozyon direnci. Bu özellik, karışımın inceliği ve bitmiş betonun gözeneklilik derecesi ile ilişkilidir.

• Isı dağılımı. Bu, betonun sertleştirme sürecinde ısıyı bırakma kabiliyetini ifade eder. Hızlı ısı veren bir bileşim, ona aktif mineral bileşenler ekleyerek optimize edilir.

Portland çimentosu, bileşimin özelliklerine bağlı olarak diğer çimento türlerine göre daha yüksek mukavemet özelliklerine sahiptir. Bazı katkı maddeleri, malzemenin teknik özelliklerini değiştirerek tepki verebilir. İkincisi, mekanik kararlılığı ve işletim yetenekleri ile ilişkilidir.

Teknik özelliklerden birinin öncelikli olduğunu söyleyemeyiz. Yani, örneğin, dayanıklı, ancak çok yavaş katılaşmış portland çimentosu inşaat süresini artırabilir.Donmaya dayanıklı, ancak aşındırıcı bir bileşim sadece dar bir görev yelpazesini çözmek için kullanılabilir.

Bugün üreticiler, çimento için en önemli özelliklerin eşit olarak telaffuz edildiği evrensel formülasyonlar yaratmaya çalışıyorlar.

Aynı zamanda özel bir amacı olan özel formülasyonlar da var. Bu, en yüksek korozyon direncine ve nem direncine sahip olan puzolanik portland çimentosu olarak düşünülebilir, ancak işin ilk aşamalarında (başlangıçtaki ilk günlerde) düşük mukavemet göstergeleridir.

Teknik özellikler arasında vurgulanması gerekenler:

• Özgül ağırlık ürün - toplu karışımlar için 1100 kg / m³, sıkıştırılmış için 1600 kg / m³.
• Öğütme incelik ortalama olarak, karışımın gerekli mukavemetini ve sertleştiği zamanı sağlayan ve aynı zamanda performansını etkileyen 40 mikron (karışımın No. 008 eleğinden geçmesi ile belirlenir).
• Su tüketimibileşimdeki sıvının optimum içeriği% 25-28'i geçmemelidir, çünkü bu gösterge bileşimin gücünü etkilemektedir (eğer fazlalık varsa, beton bölme işlemi gerçekleşir, eksiklik ile bitmiş üründe çatlaklar oluşur).

• yoğunluk markanın ve kompozisyondaki bazı katkı maddelerinin varlığına bağlıdır.Gevşek durumda, karışım sıkıştırılmış durumda - 1.5-1.7 t / m³'de 1.1 t / m³ yoğunluğa sahiptir.

• Ayar süresi su ile karıştırıldıktan sonra 40-45 dakikayı geçmez, daha fazla sertleşme kompozisyona ve çevresel koşullara bağlıdır (kışın yavaşlar), ancak 10-12 saati geçmez (Vicat cihazı ile ölçülür).
• Hacim değişimi sertleştiğinde, açık havada 0.5-1 mm / m'lik bir hacimde çimento gövdesini indirgemek ve su içinde 0.5 mm / m'ye şişmesi anlamına gelir. Önemli bir nokta, çözüm hacmindeki değişimlerin tekdüzeliğidir.

• Antikorozif stabilite, bileşimde hidro-aktif malzemelerin kullanılmasından dolayı, tuzların kimyasal aktivitesini ve aynı zamanda betonun gözenekliliğini azaltan katışkıların eklenmesini engeller.
• Saklama süresi, orijinal ambalajın muhafaza edilmesi şartıyla 12 aydan fazla olmamalıdır (3-4 kat, hermetik olarak sızdırmaz kâğıt torbalar), çünkü 3 aylık depolamadan sonra kompozisyonun% 20'sine varan oranda, bir yıl sonra -% 40'a kadar. Eski nitelikleri bu tür çimentoya sadece ikincil öğütme ile iade etmek mümkündür.
• Basınç dayanımı. Bu özelliğe göre, 4 sınıf güç ayrılır - 22.5; 42.5; 42.5; 52,5.Bu gösterge, çözümün ayarlanma hızı ile doğrudan ilgilidir.

Portland çimentosunun mekanik mukavemet göstergeleri, dökümden 28 gün sonra 42.5 MPa'dan az değildir. Tespit, numune örneğinde laboratuar koşullarında gerçekleştirilir. Elde edilen sonuçlara göre, çimento etiketlenir (örneğin, M 500). Katsayı, böylece numunenin ne kadar basınca dayanıklı olduğunu gösterir (kg / cm³ olarak ölçülür).

Mukavemet göstergeleri, sırasıyla, bir Vicat iğnesi kullanılarak belirlenen çözeltinin ayarlanma derecesini etkiler.

Portland çimentosu, beton dökerken en çok kullanılan çimento türüdür. İkincisi, daha sonra, mukavemet özelliklerinin sunulduğu nesnelerin inşasında, monolitik ve betonarme konstrüksiyonda kullanılır.

Klinker granül ve diğer katkı maddelerinin varlığı nedeniyle,Portland çimentosunun geniş bir güvenlik payı vardır, daha yüksek donma direnci oranları, agresif ortamlara karşı direnci vardır. O Portland çimentosunu petrol ve gaz endüstrilerinin inşasında popüler bir malzeme haline getiriyor.

Çimento ve portland çimentosu arasındaki farkların sorusu, bir tür çimento olduğu için biraz yanlıştır. Diğer bir deyişle, çimento genel bir isim, Portland çimentosu ise belirli bir güç kümesine sahiptir.

Çimento marka gücüne göre farklılık yaratmak daha mantıklıdır. Yani örneğin Portland çimentosu M 400, M 600 çimentoya dayanıklılığından daha düşüktür. Portland çimentosunun kendisi çimentodan biraz farklıdır (kurulum yöntemine, yerleştirme teknolojisine, kullanım özelliklerine göre), bazı ayırt edici özelliklerin farkı, katkı maddelerinin varlığından kaynaklanmaktadır.

Her türlü çimento katkısız ve katkısız olarak ayrılır. Bezobavochny bileşimi alçı dışındaki mineral katkıları içermez. o Prekast beton ve betonarme yapıların yanı sıra yekpare, yeraltı ve yeraltı sualtı nesneleri için uygunagresif bir ortamın yokluğunda çalıştırılır.

Mineral takviyeleri varlığı portland çimentosunun teknik özelliklerini geliştirir, Su ile yapının uzun süreli teması ile agresif koşullarda kullanılabilirler.. Mineral kökenli en yaygın katkı maddeleri arasında: yüksek fırın cürufu, aktif mineral katkı maddeleri ve doğal aktif mineral katkı maddeleri bulunmaktadır.

Bir ya da bir başka katkı maddesinin piyasaya sürülmesinden dolayı, su geçirmezlik, korozyon direnci gibi göstergelerde bir iyileşme vardır, ancak bunların varlığı donmaya karşı direncin azaltılmasına yardımcı olur.

Kompozisyonun özelliklerine bağlı olarak, aşağıdaki Portland çimentosu tipleri ayırt edilir:

• Hızlı kuru. Karışımın sertleşmesi, cürufların ve bunun bir parçası olan özel minerallerin dökülmesinden dolayı ilk 3 gün içinde gerçekleşir.Karışımın öğütme derecesinin minimum olması önemlidir. M400 ve M500'de mevcuttur. Bu bileşimin kullanımı, karışımın kalıp içinde maruz kalma süresini azaltmaya ve yapım işinin hızını önemli ölçüde artırmaya izin verir.

• Normal sertleştirme. Özel katkı maddeleri içermez, karışımın öğütme derecesi hakkında çok seçici değildir. GOST 31108-2003'e uygun olarak mevcuttur.

• hidrofobik varyant, nemi emme ve azaltılmış ayar süreleri ile karakterizedir. Çözeltiye giren akidoidler tarafından benzer özellikler sağlanır. Su basmış alanların yanı sıra yüksek nem koşullarında çalıştırılan nesnelerin yapımında kullanılır.

• yumuşatılmış. Ürünün karakteristik özelliği, içinde su emilimini ve ısı direncini azaltarak gerekli hareketliliği sağlayan plastikleştiricilerin bulunmasıdır. Karışımın taşlanması sırasında plastikleştiriciler serilir, böylece çimento parçacıklarını yapıştırarak yapışmaları önlenir.Sonuç, şekil mimari yapılarda kompleks inşası için yaygın olarak kullanılan kompozisyonu uygulamak için uygun bir hareketlidir.

• Oilwell. Kuyuları yeraltı sularının etkilerinden korumak için tamponlama kabiliyetine sahiptir. Petrol ve gaz endüstrilerinde yaygın olarak kullanılmaktadır, çünkü basınç ve sıcaklığa bağlı değildir ve katılaşma ilk aşamalarında bile kuyulardaki kolonları güvenilir bir şekilde tutar. Bu türden bir çimento türü daha vardır - “hafif” katkı maddelerine sahip olan hafif Portland çimentosu.

• genişleyen. Bu tür karışımlar farklı bir bileşime sahip olabilir, ancak bunların hepsi, çözeltiyi karıştırırken hacim artırma yeteneğini paylaşırlar. Bunun nedeni, ana ve ek bileşenler arasında bir kimyasal reaksiyonun başlaması, bu da hacim artışını verir.

• Sülfat Dayanıklı. Bu tür beton sülfat suyunun etkilerine karşı koyar ve korozyon oluşumuna neden olur.Kural olarak, M300.400 markasının dona karşı dayanıklı çimento, bazen M 500, sülfat dayanıklı yapılır.

• Slac Portland çimentosu. Ürün, içindeki metal parçacıkların yüksek miktarını açıklayan yüksek fırın cürufları içerir. Karışım, ısıya dayanıklı betonun yanı sıra, yer altındaki nesnelerin, suyun, yükseklikte inşasında da kullanılır. Düşük don direncine sahiptir.

• Cüruf alkali Bileşim, Portland çimentosu ile karşılaştırıldığında, daha yüksek özelliklere sahiptir. Agresif ortamlara, aşırı sıcaklıklara, yüksek don direncine ve düşük nem emilimine dayanıklıdır. Bu tür beceriler, bazen cürufta, yer cürufu ve alkalinin bileşime dahil edilmesinden dolayı elde edilir.

• Beyaz Portland Çimento. Karışımın bitim ve mimari işlerin uygulama kapsamı, aynı zamanda renkli çimentolar için bir temel görevi de görür. Kar beyazı tonu, ürünü saf kireç taşı ve beyaz kilden yapmanın yanı sıra klinkerin su ile ek soğutmasıyla elde edilir.

• manyeziye ait - magnezyum oksitlere (800 ° C'ye ısıtılmış) ve% 30 sulu magnezyum klorür çözeltisine dayalı bileşim. Üretim teknolojisinin bileşenleri ve özellikleri sayesinde, işlenmesi kolay (sağlam, küf, mantardan etkilenmeyen) katı beyaz bir kütle elde etmek mümkündür.

• Renk Portland Çimentosu ayrıca dekoratif işler için kullanılır. Beyaz modifikasyon ve pigment karıştırılarak ortaya çıkıyor. İkincisi demir minüm, okra, krom oksit olabilir. Ana şey, pigmentlerin hafif ve alkaliye dayanıklı olmasıdır.

• ​​​​​​puzolan. Karışım, renkli Portland çimentosu, alçıtaşı ve volkanik veya sedimenter kökenli katkı maddeleri içerir. Ortaya çıkan çözelti, suya karşı yüksek bir dirence sahiptir, sadece yüksek nemli koşullarda değil, aynı zamanda su altında da donar.Bu sayede hidrolik yapıların, astar havuzlarının ve su depolamak için diğer tankların, deniz veya klorlu su ile temas halinde olan yüzeylerin (eğimli dahil) organizasyonunda kullanılmasına izin verir. Donmuş yüzey, dayanıklılık, kimyasal inertlik ve çiçeklenme eksikliğiyle karakterizedir.
• alüminli Kompozisyon klinker ve erimiş kireçtaşı esaslı hızlı sertleşen ve dayanıklı bir çimentodur. Bitmiş karışım, büyük miktarlarda düşük miktarda bazik kalsiyum alüminat içerir.

Alüminanın bir diğer özelliği, alkali içeren küçük miktarlarda bile, diğer çimento ve kireç, bileşimlerle karıştırılmasının kabul edilemezliğidir. Alümina portland çimentosu aside dirençli betonların (aside dayanıklı kayaçların (granit, beshtaunita) doldurulması için uygundur. Ayar süresi yaklaşık 8 gündür.

Marka, bükme ve sıkıştırma için test edildiğinde numunenin gücü olarak tanımlanır.Numunenin üretimi için 1: 3 oranında Portland çimentosu ve kumu kullanılmıştır. Bu solüsyondan, 28 gün içinde katılaşan, yüksek nem koşullarında sertleşme meydana gelen 4x4x16 cm'lik bir numune alınır. Dondurmayı hızlandırmak için numuneyi buharlama tekniğine başvurma imkanı vardır.

Bugün Portland çimentosunun en yaygın markaları M 400, 500, 600:

• M 400 - en çok talep edilen çimento markası. Teknik özellikleri (mukavemet, donma direnci) çoğu nesnenin yapımına uygundur.

• M 500 - Yol onarımı, askeri-teknik tesislerin inşası, asbest-çimento yapıları için kullanılmak üzere, kaza sonrası tesislerin yeniden inşasında veya restorasyonunda kullanılmasına izin veren, bir miktar büyük güvenlik sınırına sahip çimento.

• M 600. Bileşim, güçlendirilmiş betonarme yapıların, mühendislik yapılarının yapımında kullanılmasını mümkün kılan arttırılmış güce sahiptir.

• M 700 - Stresli yapıların inşası için beton karışımında kullanılan maksimum mukavemet Portland çimentosu.Sıradan inşaatlarda (örneğin, özel bir evde) kullanılması, yüksek maliyet nedeniyle mantıksızdır.

• M 900 - Örneğin askeri tesisler için kullanılan ağır hizmet tipi çimento, örneğin sığınaklar oluşturmak.

Ayrıca "ara" marka çimentolar da vardır, örneğin M 550 (teknik özellikleri M500'e yakındır, fakat biraz daha dayanıklıdır).

Portland çimentosu bileşimlerinin çeşitliliği nedeniyle, hemen her türlü bina için uygundur. Asıl önemli olan, çimentodaki en önemli özelliklerin doğru bir şekilde belirlenmesi ve uygun katkı maddesinin seçilmesidir. Bazıları, birlikte kullanıldığında, birbirlerinin özelliklerini düzleştirir. Bu, örneğin, nem direncini ve don direncini geliştirmek için bileşenler eklerken olur. Birincisi (artan nem direnci), bileşimin dona karşı direncini önemli ölçüde azaltır.

Malzemenin amacını dikkate almak önemlidir.Yani, monolitik nesnelerin ve sivil yapıların inşası için (örneğin, köprüler, yüksek voltaj hatları) Portland çimentosu M400 uygun değildir. Bu problemleri çözmek için, en az M 500 marka mukavemetine sahip bir karışım kullanılmasına izin verilir..

Neme dayanıklılığı arttırılmış olan sülfat dayanıklı bir Portland çimentosu bile sadece statik ılıman sularda kullanılır. Diğer durumlarda (örneğin, baraj, baraj ve diğer mühendislik yapılarının organizasyonu için) özel çimento tipleri kullanın.

"Portland" öneki, büyük miktarda kalsiyum silikat karışımının varlığını gösterir, bu nedenle bloklar ve özel amaçlı yapılar için tavsiye edilmez.. Pozzolanik çimento, önemli sıcaklık azaltma koşullarında kullanılmak için uygun değildir.

Portland çimentosu hakkında bilgi almak için aşağıdaki videoya bakın.