Portlandský cement: odrody, vlastnosti a použitie

Anorganické spojivá sa používajú na výrobu betónu, ktorý pri zmiešaní s vodou tvorí roztok, ktorý pri vytvrdnutí získava pevnosť. Rozmanitosť takéhoto spojivového prostriedku je portlandský cement.

O portlandskom cemente sa často hovorí, keď ide o potrebu trvanlivého a odolného voči negatívnym účinkom environmentálneho riešenia. Portlandský cement je typ cementového cementového spojiva.

Portlandský cement má jemne mletý slinok, ako aj sadrovec, ktorý urýchľuje tuhnutie zmesi. V závislosti od typu a značky výrobku môže vzorec obsahovať určité prísady a nečistoty.

Zmes bola vynájdená v roku 1824 americkým murárom a vďačí za jej názov vonkajšej podobnosti s vápencom v Portlande, ktorý sa ťažil v jednom z anglických okresov.

Na získanie tohto zloženia sa používajú uhličitanové horniny (vápenec, krieda, oxid hlinitý a oxid kremičitý), ako aj mramory (zmes uhličitanových hornín a ílu, prechodná hornina z vápenca k ílu). Výrobný proces začína opatrným brúsením surovín a ich zmiešaním v určitých pomeroch. Ďalšou etapou je spaľovanie surovín v peciach pri teplote 1300-1400 ° C. Výsledkom pretavenia je materiál nazývaný slinok.

Slinok sa znova rozomelie a zmieša so sadrou. V prípade potreby pridajte ďalšie prvky, ktoré zvyšujú výkonnosť hotového výrobku. Táto zmes prechádza kontrolou kvality a ak spĺňa schválené normy, dostane certifikát o zhode.

Existuje niekoľko možností na opekanie surovín:

• mokrý, Najprv sa uskutoční mletie zložiek, potom sa hlina nasiakne, až kým index vlhkosti nedosiahne 70%. Po tom, mlyny zmiešané s vápencom.

• sucho, Proces mletia a sušenia zmesi prebieha súčasne, čo znižuje náklady na pracovnú silu a výrobné náklady. V dôsledku spracovania v mlynoch dostávajú práškové suroviny.

• kombinovaný, Táto technológia kombinuje dva typy výroby - suché a mokré. Obsah vlhkosti surového materiálu stúpa na 14%, po ktorom sa výrobky rozomlievajú a sušia v špeciálnych mlynoch.

Ako už bolo uvedené, portlandský cement pozostáva zo slinku. V prírode sú hotové granule pomerne zriedkavé, takže slinky sa získavajú umelo zmiešaním a vypaľovaním uhlíkových a ílových zmesí.

Hotový slinok sa zmieša so sadrou, ktorej obsah v zmesi nepresahuje 5%. Zavádza sa tak, aby sa zabezpečila mobilita roztoku počas 45 minút, čo je potrebné pri tvorbe produktov alebo pri vykonávaní určitých typov prác.

Zloženie a percento zložiek zmesi sa riadi normou GOST 10178 85 "Portlandský cement a troskový portlandský cement". Je to súlad s požiadavkami výroby zaručuje vysoké technické a prevádzkové vlastnosti výrobku.

Aby sa poskytli portlandskému cementu určité technické vlastnosti, do zmesi sa zavádzajú minerálne aditíva, ktorých obsah nepresahuje 20-25%.

Najpopulárnejšie sú nasledovné:

• hlinitan Zvyšuje čas tuhnutia cementu, ale má nízke ukazovatele pevnosti (možný obsah v portlandskom cemente nie je vyšší ako 15%).
• oxid hlinitý ferit má rovnaké vlastnosti ako predchádzajúca prísada, ale jej obsah v hotovom výrobku je znížený na 10-18%.
• bieli má pletací účinok, predlžuje dobu vytvrdzovania, ale nadmerný obsah môže negatívne ovplyvniť pevnostné charakteristiky kompozície (prípustný obsah - nie viac ako 15-37%).
• liť Široko sa používa (v percentách môže dosiahnuť 60%) v zmesiach s vysokou kvalitou, pretože zabezpečuje ich rýchle vytvrdnutie.

Vlastnosti portlandského cementu sú určené jeho zložením. Hlavné kritériá, podľa ktorých sa posudzuje kvalita výrobku, sú tieto: \ t

• Obdobie nastavenia, Zabavenie zmesi v súlade s technickými požiadavkami jej pestovania by malo nastať po 40-45 minútach. Mineralogické zloženie, jemnosť mletia a teplota, pri ktorej sa pracuje, sú práve tieto faktory, ktoré primárne ovplyvňujú rýchlosť nastavenia výrobku.

• Dopyt po vode, Pod týmto termínom sa rozumie množstvo vody potrebné na získanie hrubej, vhodnej na prácu cementovej pasty. Typicky by vlhkosť nemala prekročiť 25% zloženia zmesi. Aby sa znížilo požadované množstvo vody, používa sa sulfitové kvasničné varenie alebo plastifikátory.

• Oddelenie vody, Tento termín sa vzťahuje na extrakciu vody v hotovom roztoku, ktorej výskyt je spôsobený sedimentáciou ťažších častíc cementu. Znížiť tento údaj umožňuje minerálne doplnky.

• Odolnosť voči mrazu - schopnosť výrobku niesť určitý počet cyklov zmrazovania a rozmrazovania bez toho, aby sa stratili jeho výkonové charakteristiky.

• Odolnosť voči korózii, Táto charakteristika je spojená s jemnosťou zmesi a stupňom pórovitosti hotového betónu.

• Odvod tepla, To sa týka schopnosti betónu uvoľňovať teplo v procese vytvrdzovania. Rýchlo dodávajúca kompozícia je optimalizovaná pridaním aktívnych minerálnych zložiek k nej.

Portlandský cement má v porovnaní s inými druhmi cementu vyššie pevnostné charakteristiky, a to v dôsledku charakteristík kompozície. Niektoré prísady môžu reagovať a meniť technické vlastnosti materiálu. Tieto sú spojené s jeho mechanickou stabilitou a prevádzkovými schopnosťami.

Nemôžeme povedať, že jedna z technických charakteristík má vyššiu prioritu. Napríklad trvanlivý, ale príliš pomaly spevnený portlandský cement môže predĺžiť dobu výstavby. Žiaruvzdorné, ale korozívne zloženie sa môže použiť len na riešenie úzkeho rozsahu úloh.

Dnes sa výrobcovia usilujú o vytvorenie univerzálnych prípravkov, v ktorých sú rovnako dôležité vlastnosti, ktoré sú pre cement najdôležitejšie.

Zároveň existujú špecializované formulácie, ktoré majú špeciálny účel. Takýto môže byť považovaný za pucolánový portlandský cement, ktorý má maximálnu odolnosť voči korózii a vlhkosti, ale skôr nízke hodnoty pevnosti v počiatočných fázach práce (v prvých dňoch nastavenia).

Medzi technické charakteristiky by sa malo zdôrazniť: \ t

• Špecifická hmotnosť výrobok - 1100 kg / m³ pre sypké zmesi, 1600 kg / m³ pre zhutnené.
• Jemnosť mletia v priemere je to 40 mikrónov (určované schopnosťou zmesi prechádzať sitom č. 008), ktorá poskytuje potrebnú pevnosť cementu a čas, ktorý vytvrdne, a tiež ovplyvňuje jeho výkon.
• Spotreba vody, optimálny obsah kvapaliny v kompozícii by nemal presiahnuť 25-28%, pretože tento indikátor ovplyvňuje pevnosť kompozície (ak existuje prebytok, dochádza k deleniu betónu, s nedostatkom, na konečnom výrobku sa objavujú trhliny).

• hustota závisí od značky a prítomnosti určitých prísad v zmesi. V sypkom stave má zmes hustotu 1,1 t / m³ v zhutnenom stave 1,5-1,7 t / m³.

• Trvanie nastavenia po zmiešaní s vodou nepresiahne 40-45 minút, ďalšie tvrdnutie závisí od zloženia a podmienok prostredia (v zimnom období sa proces spomaľuje), ale nepresahuje 10-12 hodín (merané prístrojom Vicat).
• Zmena hlasitosti pri zmrazení to znamená redukciu cementového telesa v objeme 0,5-1 mm / mv otvorenom vzduchu a napučanie na 0,5 mm / m vo vode. Dôležitým bodom je jednotnosť zmien v celom objeme roztoku.

• Antikorózna stabilita je dosiahnutá zavedením hydroaktívnych materiálov do kompozície, ktoré zabraňujú chemickej aktivite solí, ako aj pridaniu nečistôt, ktoré znižujú pórovitosť betónu.
• Doba skladovania nie je dlhšia ako 12 mesiacov za predpokladu, že je zachovaný pôvodný obal (3 až 4 vrstvové, hermeticky uzavreté papierové vrecká), pretože po 3 mesiacoch skladovania sa po roku stratí až 20% zmesi až do 40%. Pôvodné vlastnosti je možné vrátiť na takýto cement len ​​sekundárnym mletím.
• Pevnosť v tlaku. V súlade s touto charakteristikou sa rozlišujú 4 triedy pevnosti - 22,5; 42,5; 42,5; 52.5. Tento indikátor priamo súvisí s nastavovacou rýchlosťou roztoku.

Indikátory mechanickej pevnosti portlandského cementu nie sú menšie ako 42,5 MPa za 28 dní po odlievaní. Stanovenie sa vykonáva v laboratórnych podmienkach na príklade vzorky. Podľa získaných výsledkov sa cement označí (napríklad M 500). Koeficient teda udáva, koľko tlaku je vzorka schopná odolať (merané v kg / cm3).

Indikátory sily zase ovplyvňujú stupeň nastavenia roztoku (stanovené pomocou ihly Vicat).

Portlandský cement je rôznorodý cement, ktorý sa najčastejšie používa pri liatí betónu. Ten sa zase používa v monolitickej a železobetónovej konštrukcii, pri stavbe predmetov, na ktoré sa prezentujú zvýšené pevnostné charakteristiky.

Vzhľadom na prítomnosť slinkových granúl a iných prísad má portlandský cement veľkú mieru bezpečnosti, má vyššiu mieru mrazuvzdornosti, odolnosť voči agresívnym médiám. Je to vyrába portlandský cement obľúbeným materiálom v stavebníctve ropného a plynárenského priemyslu.

Otázka rozdielov medzi cementom a portlandským cementom je trochu nesprávna, pretože táto je typom cementu. Inými slovami, cement je všeobecný názov, portlandský cement je odroda s určitým súborom sily.

Je logickejšie, aby sa rozdiely zakladali na sile značky cementu. Tak napríklad Portlandský cement M 400 je vo svojej pevnosti horší ako cement M 600, Samotný portlandský cement je sotva odlíšiteľný od cementu (podľa spôsobu inštalácie, technológie nastavenia, vlastností použitia), rozdiel v tom či osebe charakteristických vlastností je spôsobený prítomnosťou prísad.

Všetky druhy cementu sa delia na neaditívne a aditívne. Bezobavochny zloženie neobsahuje minerálne prísady iné ako sadra. to vhodné pre nadzemné, podzemné a podvodné objekty monolitického charakteru, ako aj prefabrikované betónové a železobetónové konštrukciefungujú v neprítomnosti agresívneho prostredia.

Prítomnosť minerálnych doplnkov zlepšuje technické vlastnosti portlandského cementu, vďaka čomu Môžu byť použité v agresívnych podmienkach, s predĺženým kontaktom konštrukcie s vodou, Medzi najbežnejšie prísady minerálneho pôvodu patria: vysokopecná troska, aktívne minerálne prísady a prírodné aktívne minerálne doplnky.

V dôsledku zavedenia jednej alebo druhej prísady dochádza k zlepšeniu ukazovateľov, ako je odolnosť voči vode, odolnosť proti korózii, ale ich prítomnosť pomáha znížiť odolnosť proti mrazu.

V závislosti od vlastností kompozície sa rozlišujú tieto typy portlandského cementu: \ t

• Rýchlo schnú, Vytvrdzovanie zmesi nastáva už v prvých 3 dňoch liatia v dôsledku trosky a špeciálnych minerálov, ktoré sú jej súčasťou. Je dôležité, aby stupeň mletia zmesi bol minimálny. K dispozícii v modeloch M400 a M500. Použitie tejto zmesi umožňuje skrátiť dobu pôsobenia zmesi v debnení a výrazne zvýšiť rýchlosť stavebných prác.

• Normálne spevnenie, Neobsahuje špeciálne prísady, nie je tak vyberavý, čo sa týka stupňa mletia zmesi. K dispozícii v súlade s GOST 31108-2003.

• hydrofóbna Variant sa vyznačuje schopnosťou absorbovať vlhkosť a redukovať čas tuhnutia. Podobné vlastnosti poskytujú acidoidy vstupujúce do roztoku. Používa sa pri stavbe objektov prevádzkovaných v podmienkach vysokej vlhkosti, ako aj na zaplavených plochách.

• mäkčené, Charakteristickým znakom výrobku je prítomnosť zmäkčovadiel, ktoré poskytujú potrebnú mobilitu, zníženie absorpcie vody a tepelnú odolnosť. Plastifikátory sa ukladajú pri brúsení zmesi, takže sa zdá, že obaľujú cementové častice a zabraňujú ich priľnavosti. Výsledkom je mobilný, vhodný na aplikáciu kompozície, ktorá sa široko používa na výstavbu komplexu vo forme architektonických štruktúr.

• Oilwell, Má schopnosť tampónu, to znamená chrániť studne pred účinkami podzemnej vody. Široko sa používa v ropnom a plynárenskom priemysle, pretože nezávisí od tlaku a teploty a spoľahlivo drží kolóny v studniach, dokonca aj v počiatočných fázach tuhnutia. Existuje ešte jeden druh tohto typu cementu - injektážny ľahký portlandský cement, ktorý má „ľahké“ prísady.

• rozširujúce, Takéto zmesi môžu mať odlišné zloženie, ale všetky majú schopnosť zvýšiť objem pri miešaní roztoku. Je to spôsobené skutočnosťou, že medzi hlavnými a ďalšími zložkami začína chemická reakcia, ktorá dáva objemový prírastok.

• Odolný voči sulfátom, Takýto betón odoláva účinkom síranovej vody, čo spôsobuje vznik korózie. Pravidlom je, že mrazuvzdorný cement značky M300,400 je odolný voči sulfátom, niekedy M 500.

• Slac Portland Cement, V zložení produktu sú vysokopecné trosky, ktoré predstavujú vysoký obsah kovových častíc v ňom. Zmes sa používa na získanie tepelne odolného betónu, ako aj na stavbu objektov pod zemou, vodou, vo výške. Má nízku odolnosť voči mrazu.

• Troska alkalická Zloženie má v porovnaní s portlandským cementom vyššie vlastnosti. Je odolný voči agresívnym médiám, extrémnym teplotám, má vysokú mrazuvzdornosť a nízku absorpciu vlhkosti. Tieto schopnosti sa dosahujú vďaka zahrnutiu mletej trosky a alkálie, niekedy ílu.

• Biely portlandský cement, Rozsah použitia zmesi - dokončovacie a architektonické práce, zároveň slúži ako podklad pre neželezné cementy. Snehobiely odtieň sa získa tak, že sa produkt vyrobí z čistého vápenca a bieleho ílu, ako aj ďalším chladením slinku vodou.

• horečnatá - zloženie na báze oxidu horečnatého (zahriate na teplotu 800 ° C) a 30% vodného roztoku chloridu horečnatého. Vďaka svojim zložkám a vlastnostiam výrobnej technológie je možné získať pevnú bielu hmotu, ktorá sa ľahko spracováva (ľahko leštená, nie je ovplyvnená plesňou, hubami).

• Farba portlandského cementu používa sa aj na dekoratívne práce. Ukazuje sa zmiešaním bielej modifikácie a pigmentu. Posledne menovaný môže byť železný, okrový, oxid chrómový. Hlavná vec je, že pigmenty sú odolné voči svetlu a zásadám.

• ​​​​​​pozzolan, Zmes obsahuje farebný portlandský cement, sadru a prísady vulkanického alebo sedimentárneho pôvodu. Výsledný roztok má vysokú odolnosť voči vode, zamrzne nielen v podmienkach vysokej vlhkosti, ale aj pod vodou. To umožňuje jeho použitie pri organizácii hydraulických konštrukcií, obkladových bazénov a iných nádrží na skladovanie vody, povrchov (vrátane naklonených) v kontakte s morom alebo chlórovanou vodou. Zmrazený povrch sa vyznačuje trvanlivosťou, chemickou inertnosťou a nedostatkom výkvetov.
• hliníkový Kompozícia je rýchlo tuhnúci a trvanlivý cement na báze slinku a roztaveného vápenca. Hotová zmes obsahuje veľké množstvo nízko zásaditých hlinitanov vápenatých.

Ďalším znakom oxidu hlinitého je neprípustnosť jeho zmiešania s inými cementmi a vápnom, kompozíciami, dokonca aj v malých množstvách obsahujúcich alkálie. Portlandský cement z oxidu hlinitého je vhodný na výrobu kyselinovzdorných betónových roztokov, vyplňujúcich kyselinovzdorné horniny (žula, beshtaunita). Doba nastavenia je asi 8 dní.

Značka je definovaná ako pevnosť vzorky pri testovaní na ohyb a kompresiu. Na výrobu vzorky sa používa portlandský cement a piesok v pomere 1: 3. Vzorka o veľkosti 4 x 4 x 16 cm sa vyrobí z tohto roztoku, ktorý stuhne do 28 dní, za podmienok vysokej vlhkosti. Na urýchlenie zmrazenia sa môže použiť metóda parenia vzorky.

Najbežnejšie značky portlandského cementu sú dnes M 400, 500, 600:

• M 400 - najžiadanejšia značka cementu. Jeho technické vlastnosti (pevnosť, mrazuvzdornosť) sú vhodné pre výstavbu väčšiny objektov.

• M 500 - cement, ktorý má o niečo väčšiu bezpečnostnú rezervu, čo umožňuje jeho využitie pri rekonštrukcii alebo obnove zariadení po nehode, na použitie pri opravách ciest, výstavbe vojensko-technických zariadení, azbestocementových konštrukcií.

• M 600, Zloženie má zvýšenú pevnosť, čo umožňuje jeho použitie pri stavbe kritických železobetónových konštrukcií, inžinierskych stavieb.

• M 700 - Portlandský cement s maximálnou pevnosťou, používaný na betónovú zmes na stavbu namáhaných konštrukcií. Použitie v bežnej výstavbe (napríklad v súkromnej domácnosti) je kvôli vysokým nákladom iracionálne.

• M 900 - vysokovýkonný cement, ktorý sa používa len na vojenské zariadenia, napríklad na vytvorenie bunkrov.

Tam sú tiež "stredné" značky cementu, napríklad M 550 (v jeho technických charakteristík sú blízko k M500, ale sú o niečo trvanlivejšie).

Vzhľadom na rozmanitosť zloženia portlandského cementu je vhodný pre takmer akýkoľvek typ budovy. Hlavnou vecou je správne identifikovať najdôležitejšiu vlastnosť cementu a vybrať vhodnú prísadu. Niektoré z nich, keď sa používajú spolu, vyrovnajú vlastnosti navzájom. To sa deje napríklad pri pridávaní komponentov na zlepšenie odolnosti proti vlhkosti a mrazuvzdornosti. Prvá (zvýšenie odolnosti voči vlhkosti) výrazne znižuje odolnosť kompozície voči mrazu.

Je dôležité zvážiť účel materiálu. Takže, pre výstavbu monolitických objektov a konštrukcií pre civilné použitie (napríklad mosty, vedenia vysokého napätia) Portlandský cement M400 nie je vhodný. Na vyriešenie týchto problémov je prípustné použiť zmes s pevnosťou značky najmenej 500 M00.

Dokonca aj sulfát-odolná odroda portlandského cementu, ktorá má zvýšenú odolnosť proti vlhkosti, sa používa len v statických miernych vodách. V iných prípadoch (napr. Pri organizovaní priehrad, priehrad a iných inžinierskych stavieb) sa používajú špeciálne druhy cementu.

Predpona "Portland" označuje prítomnosť veľkého množstva kremičitanov vápenatých v zmesi, preto sa neodporúča pre bloky a účelové štruktúry., Pozzolánový cement nie je vhodný na použitie v podmienkach výrazného zníženia teploty.

Informácie o získaní portlandského cementu nájdete v nasledujúcom videu.