Добавки в цемент
Цемент - являє собою вид штучного неорганічного в'яжучого речовини. Основні матеріали, при виготовленні яких він використовується: бетон та будівельний розчин. Процес виробництва цементу можна розділити на 3 основних етапи.
1. На першому етапі - видобутку та обробки сировини, виконуються наступні технологічні операції:
- здійснюється видобуток вапняку, глини, гіпсового каменю;
- виробляють дроблення видобутого вапняку, сушку, подрібнення і перемішування з глиною в певній пропорції (вапняку - 75%, глини - 25%). Отримана суміш називається «шлам».
2. Другий етап включає в себе отримання клінкеру - проміжного продукту для виробництва цементу, шляхом наступних перетворень:
- шлам обпалюється в спеціальній печі, температура випалу становить приблизно 1450 оС;
- в результаті термічної обробки шлам перетворюється в клінкер, з вигляду нагадує зерна керамзиту;
- шляхом подрібнення, клінкер перетворюють в порошкоподібний стан.
3. Результатом третього етапу є отримання портландцементу:
- в порошкоподібний клінкер додається близько 5% гіпсу;
- за допомогою введення мінеральних добавок в порошок, отримують цемент потрібної марки і виду.
Які види цементу бувають, де їх застосовують?
У будівельному виробництві використовуються безліч модифікацій даного в'язкої речовини. Розглянемо найбільш відомі види цементу.
Портландцемент - найбільш значуще і широко використовується скорозшивач. Використовується в багатьох галузях, застосовується для виготовлення важких і легких бетонів, пористих бетонів, будівельних розчинів високих марок, теплоізоляційних матеріалів. Конструкції і вироби, виготовлені на основі портландцементу, можуть експлуатуватися в різних умовах. Для зберігання портландцементу використовуються закриті склади. При цьому, не можна допускати змішування цементів різних видів і марок.
З метою задоволення вимог будівельної індустрії до цементів, промисловість випускає близько десяти різновидів портландцементу, що відрізняються за своїми властивостями від базового порошку. Серед них, найбільшого поширення набули цементи:
- пластифіковані;
- гідрофобні;
- швидкотверднучі;
- сульфатостойкие;
- кольорові.
Пластифікований портландцемент (ППЦ) можна отримати шляхом помелу портландцементного клінкеру, розведеного гіпсом і пластифікаторами (концентрат сульфітно-спиртової барди або кальцієва сіль лігносульфонових кислоти) в кількості, що не перевищує 0,15-0,25% від загальної маси цементу. Цей цемент випускається 400 і 500 марки. Розчинні і бетонні суміші на основі пластифікованого цементу відрізняються підвищеною рухливістю по відношенню до звичайного портландцементу при додаванні однакової кількості води. Ефект пластифікації полягає в зменшенні вмісту води в вихідних продуктах, завдяки чому підвищується щільність, морозостійкість і водонепроникність бетону і розчину. ППЦ рекомендується для виробництва бетону, використовуваного при монтажі дорожніх, аеродромних і гідротехнічних покриттів і споруд.
Гідрофобний портландцемент отримують введенням в клінкер гідрофобірующіх поверхнево-активних речовин (ПАР). До них відносяться:
- синтетичні жирні кислоти;
- окислений петролатум;
- асидол;
- милонафт і інші речовини.
Зазначені речовини, адсорбуючи на частинках цементу, служать в якості мономолекулярної захисної оболонки, що надає нові властивості цементу по відношенню його чутливості до вологи. Гідрофобізація цементу вирішує деякі проблеми, в тому числі, пов'язані з його корозією і кришеним при відтаванні. Гідрофобний цемент (марки 300 і 400) володіє багатьма перевагами, зокрема:
- має збільшену морозостійкістю (здатний витримати до 1000 циклів заморожування і відтавання);
- водопроникність і корозійної нижче, ніж для звичайних цементів;
- може зберігатися довго, навіть при високій вологості повітря.
Гідрофобний цемент застосовується при будівництві гідротехнічних, портових, аеродромних і дорожніх споруд, а також
При виконанні зовнішнього облицювання стін будинків.
Основна відмінність швидкотверднучого цементу полягає у високому показнику індексу затвердіння. Цю характеристику позначають буквою «Б» у маркуванні, наприклад, М500 Д20Б. Цемент цього виду при змішуванні з водою швидко набирає міцність, відповідну марочної. Ця особливість робить його актуальним, коли технологія виробництва залізобетонних виробів не передбачає спеціальних пропарюють камер. Використовується, як правило, для виготовлення бетону і спеціальних цементних розчинів.
Сульфатостійкий портландцемент відрізняється зниженою екзотермії (виділенням тепла), завдяки підвищеному рівню сульфатостійкості. Ця якість дозволяє використовувати його для виробництва бетону, що направляється на гідротехнічні споруди, що експлуатуються в середовищах, де висока сульфатна агресія.
Цемент, що розширюється. Бетонні суміші, на основі звичайного цементу, при застиганні супроводжуються невеликою усадкою. Це явище викликає певні труднощі при виконанні оздоблювальних робіт, в процесі виробництва і ремонту масивних виробів з бетону, при виконанні закладення і гідроізоляції стиків залізобетонних конструкцій і так далі. Для вирішення цих проблем, створений так званий цемент, що розширюється. Його головна відмінність від звичайного - збільшення його обсягу на ранніх термінах дозрівання, за рахунок чого відбувається компенсація усадки.
До складу розширюється цементу входить: портландцемент або глиноземистий цемент (приблизно 70% обсягу), гіпс, гідроалюмінати кальцію та інші добавки. Завдяки наявності гіпсу в його складі, що розширюється цемент відноситься до швидкотвердіючу. Зростанню обсягів суміші в ході набору міцності сприяє утворенню кристалів, яке викликано реакцією компонентів на воду. Їх зростання, а отже збільшення обсягу цементного розчину триває до 3 діб.
До явних переваг розширюється цементу можна віднести: довговічність, високу адгезію, стійкість до природних і хімічних впливів. В якості основних недоліків цього матеріалу називають високу ціну і вузькопрофільність. Використовується він, як правило, для вирішення вузького кола завдань:
- заповнення тріщин і швів;
- склейки залізобетону;
- зовнішньої штукатурки черепашкових стін.
Головна особливість глиноземистого цементу - висока вогнестійкість, за цим параметром він перевершує портландцемент. Досягнення температурного режиму до 1700 оС не робить помітного впливу на його властивості. При додаванні в суміш вогнетривких наповнювачів (наприклад, магнезиту, хромітової руди, шамоту), з нього можна отримувати гідравлічно тверднуть вогнетривкі розчини та бетони.
Глиноземистий цемент використовується в сфері промислового будівництва, в умовах, пов'язаних з високою температурою, агресивної водного або газовим середовищем. Крім того, він незамінний в аварійному і ремонтному будівництві (промислові будівлі, мости), навіть для закладення пробоїн в корпусах морських суден.
Пуцолановий цемент - є збірною назвою групи цементів, які містять в своєму складі активні мінеральні добавки, частка яких не менше 20% від загальної маси. Отримують в результаті спільного помелу клінкеру портландцементу (60-80%), добавки мінеральної (20-40%) і гіпсу в невеликій кількості.
Пуцолановий цемент знаходить застосування в основному для виробництва бетону, використовуваного в будівництві підводних і підземних споруд. Головні відмінності розглянутого цементу від звичайного:
- підвищена корозійна стійкість;
- менша швидкість твердіння;
- знижена морозостійкість.
Шлакопортландцемент - відноситься до в'язких матеріалів, твердеющим, як у воді, так і в повітряному середовищі. Спосіб отримання: тонке подрібнення суміші, в складі якої портландцементний клінкер, доменний гранульований шлак, гіпс. Або ж, можна ретельно змішати заздалегідь подрібнені компоненти.
Шлакопортландцемент (марки 300, 400, 500, 600) використовується для виробництва бетону, що застосовується для спорудження наземних, підземних, а також підводних конструкцій.
пропорції бетону
Для того щоб отримати якісний бетон, необхідно суворе дотримання технології його виготовлення, а також виконання загальних рекомендацій щодо складу та пропорціям. Склад бетону багато в чому визначається призначенням і міцністю планованої конструкції. Тому, для кожної марки бетону потрібно застосовувати свої конкретні пропорції. Існують спеціальні таблиці, в яких наведені ці пропорції.
Для виготовлення бетону найчастіше застосовують цемент марки М400 і М500. Розглянемо як приклад пропорції для отримання 1 м3 популярного в малоповерховому будівництві бетону марки М200. Для цементу марки М400, об'ємні пропорції цементу, піску, щебеню рівні, відповідно, 1. 2,5. 4,2. Якщо ж взяти за основу цемент марки М500, то пропорції будуть 1. 3,2. 4,9. Оптимальним вважається така кількість води, чисельно рівну половині використаного обсягу цементу, тобто коефіцієнт 0,5.
Добавки в цемент
Наявність величезного розмаїття марок цементів свідчить про значний рівень варіативності їх використання в різних будівельних роботах. Для виконання кожної з цих робіт потрібно матеріал, що володіє відповідними показниками. Забезпечення різноманітних властивостей і параметрів цементу здійснюється за рахунок спеціальних добавок.
Які додаткові властивості можна надати цементу за допомогою добавок? З'єднання, що додаються в цемент, здатні:
- збільшити рухливість і пластичність розчину;
- посилити утворення пір всередині розчину;
- допомогти в утриманні води і зменшити утворення мікротріщин;
- знизити або збільшити швидкість схоплювання, тверднення, час набору міцності;
- надати протиморозним дію, тобто дозволити роботу з розчином при знижених температурах;
- збільшити антикорозійну стійкість;
- збільшити або зменшити об'ємну усадку розчинів;
- надати розчину певний колір;
- збільшити гідроізоляційні властивості.
До найпоширеніших добавкам можна віднести з'єднання, що застосовуються для пластифікації, прискорення і уповільнення затвердіння, надання протиморозним дії і воздухововлекающие добавки.
Марка - головна характеристика будь-якого виду цементу. Вона висловлює кількісно його міцність в стані затвердіння, виражається в кг / см2. Марка цементу визначається на основі нормативів ГОСТ, в результаті проведених випробувань зразків, що піддаються вигину і стиску, що пройшли 28-добову витримку. Перевірка швидкотверднучих видів цементу на міцність проводиться після 3-добової витримки з моменту приготування розчину.
властивості цементу
Цемент характеризується наступними основними властивостями:
- тонкістю помелу. Властивість цементу, від якого в значній мірі залежить термін затвердіння і міцність бетону;
- корозійну стійкість. Корозійна стійкість пропорційна здатності цементу протистояти впливам навколишнього повітря;
- морозостійкістю. Це властивість відповідає за здатність цементу витримувати багаторазове заморожування і розморожування протягом року;
- водопотребностью матеріалу. Так називають ту кількість води, яка необхідна не тільки для його гідратації, але і для додання цементного розчину певної пластичності;
- міцністю. Вона характеризується маркою, позначеної на упаковці цементу.
- сульфатостойкостью. Це властивість відображає стійкість суміші до водного середовища, яка містить сульфат-іони.
Статті по розділах: