Портландцемент - что это? Марки, технические характеристики

Один из наиболее распространенных видов вяжущего вещества для бетонных смесей - портландцемент. Что это, как его используют, какими свойствами он обладает, рассмотрим эти и другие вопросы далее.

Состав

Как и к любому строительному материалу, высокие требования выдвигают к компонентам, из которых производят портландцемент. ГОСТ 10178-85 "Портландцемент и шлакопортландцемент" регламентирует состав и качество ингредиентов для данного типа вяжущего:

• Цементный клинкер с массовой долей оксида кремния не более 5%.
• Гипс, соответствующий ГОСТ 4013-82. Допускается наличие соединений фосфора, бора и фтора в количестве, не противоречащем нормативной документации.
• Минеральные добавки определенного свойства, необходимые для создания смесей нужного вида.

Все составляющие совместно перемалываются до однородного состояния.

Для разных видов портландцемента могут быть использованы различные составляющие, к которым также предъявляют определенные технические требования, прописанные в ГОСТе.

На заводах, где ведется производство, все компоненты проходят необходимые испытания на соответствие, четко соблюдаются пропорции создания сухих и рабочих смесей.

Выпускаемый портландцемент ГОСТ и его обозначение содержит на упаковке и в сопроводительной документации. Если такового нет, то продукт изготовлен по ТУ, его свойства могут отличаться от общепринятых.

Производство

Чтобы понимать, портландцемент – что это, стоит рассмотреть процесс его производства, который состоит из нескольких этапов:

1. Добыча известняка зеленоватого или желтого цвета. Он залегает на глубине до 10 метров слоями, потому изымают его открытым способом в местах геологических разработок.
2. Подготовка. Сначала сырье подвергают сушке и первичному помолу с применением некоторых добавок для получения рабочей смеси. Чтобы узнать, какой размер массовой доли примесей содержит вяжущее, достаточно посмотреть на маркировку: ПЦ400 Д20 имеет в своем объеме 20% улучшителей, а ПЦ500 Д0 не имеет их совсем. После первичного помола смесь подвергают обжигу в специальных мощных печах. Так получается цементный клинкер – основной компонент портландцемента.
3. Финишная обработка. На этом этапе клинкер просушивают и перемалывают в рабочую фракцию вместе с известняковым камнем и специальными добавками для каждого типа портландцемента. Далее, смеси фасуют в пакеты по 30, 40, 50 кг и отправляют на склады строительных площадок, магазинов.

Особенности изготовления

Все виды портландцемента (ПЦ) изготавливают из разного сырья, общим компонентом для всех является только цементный клинкер. Остальные составляющие могут обладать различными свойствами: влажность, прочность, минеральный состав. Учитывая эти факторы, невозможно обработать все виды сырья одним способом, поэтому существует несколько способов реализации второго этапа производства:

• Мокрый способ подразумевает измельчение компонентов в воде. Так делают с меловыми и глинистыми железосодержащими добавками. Для них существуют нормы влажности: глина – 20%, мел – 29%. Полученная после обработки эмульсия имеет влажность 50% и в таком виде отправляется в печь для обжига. В процессе термообработки образуются клинкерные шарики, которые впоследствии размалывают в готовое вяжущее.
• Сухой способ не подразумевает увлажнения сырья: оно поступает в печь в сухом виде. Стоимость цемента, произведенного таким образом, ниже, поскольку не требуются энергозатраты на сушку.
• Комбинированный способ совмещает в себе мокрый и сухой. Шлам (сырьевую смесь) измельчают в воде. Далее, с применением фильтра избавляются от большего количества влаги, в обжиговую печь смесь поступает с влажностью до 18%.

Свойства

Как уже сказано, бетон приобретает определенные качества, когда в него добавляют тот или иной портландцемент. Характеристики каждого из них по-своему уникальны, но существуют общие для всех параметры:

• Абсолютная плотность в пределах 3050-3150 кг/м³, насыпная для разных видов ПЦ будет отличаться.
• Тонкость помола портландцемента должна быть определена по ситу №008 проходимостью порошка не менее 85%.
• Удельный размер поверхности после отсева 2500-3000 см²/г.
• Сроки схватывания: начало – 45 минут, конец – 12 часов. Определяют по шкале Вита.

Прочность измеряют испытанием образцов с габаритами 4х4х16 см, сделанных из цементно-песчаного раствора в соотношении 1:3 при отношении воды к цементу 0,4, через 28 суток твердения. Готовые призмы подвергают изгибу и сжатию, определяя их значение и соответствие показателям марки.

Виды

В зависимости от вида используемых добавок портландцемент может иметь несколько разновидностей:

• быстротвердеющий;
• сульфатостойкий;
• гидрофобный;
• пластифицированный;
• с умеренной экзотермией;
• шлакопортландцемент;
• кислотоупорный;
• глиноземистый;
• белый и цветной;
• пуццолановый.

Каждый из видов наделяет бетонный камень определёнными свойствами, необходимыми для применения в определенном месте или области.

Быстротвердеющий ПЦ содержит большое количество соединений кальция и способен интенсивно наращивать прочность при твердении.

Сульфатостойкий портландцемент имеет в своем составе добавки, повышающие стойкость бетона к воздействию химических агрессивных веществ.

Гидрофобный вид вяжущего содержит добавки, способствующие медленному испарению воды, что делает его применение целесообразным в засушливых местностях, где необходимо постепенное застывание камня без потери прочности.

Пластифицированный вид вяжущего, введенный в бетонную смесь, повышает ее пластичность и удобоукладываемость.

Портландцемент с умеренной экзотермией при гидратации выделяет сравнительно небольшое количество тепла.

Шлакопортландцемент имеет в своем составе доменный шлак, что значительно снижает его стоимость.

Кислотоупорный ПЦ имеет в составе чистый кварцевый песок и кремнефтористый натрий, стойкие к агрессивным химическим средам;

Глиноземистый портландцемент содержит высокую концентрацию окиси алюминия, способствующую быстрому твердению.

Пуццолановый ПЦ обогащен минеральными добавками вулканического и осадочного происхождения (до 40% от общей массы). Они увеличивают водонепроницаемость и не образуют высолов на поверхности готового бетона.

Белый и цветной виды вяжущего содержат различные соединения металлов, способные окрашивать камень в определенные цвета.

Классификация по прочности

На марки портландцемент разделяют, исходя из показателя его активности – предела прочности при осевом сжатии половин образцов возрастом 28 суток. Соответственно, различают марки 400, 500, 550, 600.

Любой вид портландцемента марки 400 применяют для создания обычных и стандартных конструкций, не подвергающихся увеличенным нагрузкам.

Более высокие значения марок стоят значительно дороже, используют их для ответственных сооружений и их элементов.

Применение

Портландцемент – что это? Это улучшенный вид вяжущего для бетона. Соответственно, в зависимости от типа наполнителя, камень имеет те или иные усиленные характеристики. Например, быстротвердеющий портландцемент 500 и 600 отличается высокой скоростью твердения, потому его добавляют в бетон для производства ответственных и массивных конструкций как подземных, так и наземных сооружений. Также его часто используют в тех случаях, когда есть необходимость в быстром наборе прочности, например, для заливки опалубки фундамента.

Наиболее распространенным является портландцемент 400. Он универсален в применении: для создания монолитных и сборных железобетонных элементов с повышенными требованиями прочности, при этом значительно не уступает характеристикам ПЦ500, но имеет меньшую стоимость.

Сульфатостойкий вид вяжущего используют для приготовления смесей, которые участвуют в создании подводных конструкций. Такие наиболее подвержены разрушающим воздействиям агрессивных сульфатных вод.

Пластифицированный портландцемент марки 300-600 значительно улучшает пластичные свойства раствора, его прочностные характеристики, позволяет экономить 5-8% вяжущего, по сравнению с обычным цементом.

Специальные виды ПЦ редко применяют в малом строительстве, поскольку такое сырье имеет большую стоимость, да и не каждый обыватель знает о таком виде активного вещества. Чаще портландцементы используют для бетонных смесей, применяемых в особо крупных и ответственных объектах.

Когда применять не стоит

Портландцемент – активный компонент, который наделяет бетон особыми свойствами. Но никакой его вид не следует использовать в сильно проточных руслах рек, в соленых водоемах, в воде с повышенным содержанием минералов. Сульфатостойкий вид в данных условиях не справляется со своими функциями, он предназначен для работы в статичных умеренных водах. Для устройства дамб, плотин, гидравлических конструкций, которые служат в среде водного напора, используют специальные виды цементов.

Как выбрать и купить

При покупке стоит понимать, портландцемент – что это? В первую очередь вяжущее для создания бетонной смеси. Как и обычный цемент, он продается в фасовочных мешках, бумажных пакетах по 50 кг, иногда по 30, 40.

При выборе обращайте внимание на обозначения на пакете. Обязательно должен быть указан вид (портландцемент, шлакопортландцемент и т. д.), соответствие ГОСТ или ТУ, количество минеральных добавок. Также нужно обратить внимание на дату изготовления: чем свежее сырье, тем лучше его качества.

На стоимость цемента специального может влиять как производитель, так и торговый посредник. Одна и та же технология изготовления не подразумевает большой разницы в цене. Поэтому выбирайте материал того завода, которому доверяете, какой имеет лучшую репутацию.

Сколько стоит портландцемент? Цена на самый популярный П 400 за мешок 50 кг стартует от 200 руб., ПЦ500 (50 кг) – от 230 руб. Казалось бы, разница небольшая, но для создания конструкций требуется большое количество смеси, основу которой составляет вяжущее. В результате ошибка в выборе может обойтись в немалую копеечку.