Свойства и характерности портландцемента

Портландцемент собой представляет вяжущее, нужное для приготовления ряда бетонов (ячеистых, легких, тяжёлых), очень качественных строительных и теплоизоляционых смесей. Техусловия использования и маркировка разнообразных видов цемента регулируются ГОСТ 10178-85 и 31108-2003, эти же нормы формируют их важные характеристики. К ним относят: тонкость помола, марку, водопотребность, время высыхания и окончательного отвердевания, величину объемных деформирований. Изменение параметров зависит от содержимого портландцемента (сырья для клинкерного кирпича и добавок), обжига и размельчения, срока хранения. Эти же факторы напрямую контролируют сферу использования и обозначение пропорций вяжущего, при приобретении важно подобрать состав с необходимой маркировкой.

Важные характеристики и ГОСТ

Портландцемент делается путем тонкого помола силикатного клинкерного кирпича и гипса, доля минеральных составляющих может достигать 97 %. Внешне он напоминает серо-зеленый порошок, качества акрилового камня он приобретает после контакта с водой и отвердевания. В зависимости от наличия активных веществ на минеральной основе, отличают бездобавочные составы (маркировка такого цемента по ГОСТ 10178-85 включает увеличение Д0) или с полезными примесями (до 20 %, Д20, исходя из этого). Буквенные определения применяются для указания разновидности сухой смеси: быстро- или нормальнотвердеющей, пластифицированной, сульфато- или устойчивой к влаге. Также от минерального состава зависят подобные свойства качества портландцемента, как устойчивость к морозам и сопротивление коррозии.

Не обращая внимания на различные определения марок цемента, ГОСТ 10178-85 и 31108 не противоречат, а восполняют друг друга, очень современный стандарт имеет разграничение на классы, согласно срокам твердения. Оба норматива регулируют эти свойства портландцемента:

• Плотность: средняя (1000–1300 кг/м3) и настоящая (1400–1700).
• Тонкость помола, зависит от способа обработки клинкерного кирпича и размера ячеек просеивающего сита. Чем ниже данный показатель, тем более очень качественным считается цемент.
• Тепловыделение — свойство, отличительное для абсолютно всех групп портландцементов.
• Сроки высыхания (начальные от 45 мин до 10 часов, финальные — до 28 суток).
• Плавность изменения объема, такое свойство определяет величину набухания при затвердевании в водной массе или усадки — при контакте с воздухом.
• Стабильность или активность — критерий, от которого зависит главная маркировка цемента и его область использования.
• Водопотребность, характеризующая нужный водный объем для затворения портландцемента. Небольшое значение — 24 %, чем больше данный показатель, тем ниже будет стабильность застывшего раствора на основе цемента.

1. Тонкость помола.

Измельчение клинкерного камня с гипсом проходит на финальном этапе изготовления портландцемента. Размер частиц определяет скорость гидратации (а это означает — и эти свойства цемента, как стабильность и сроки отвердевания). Это связано с увеличением суммарной площади поглощающего воду материала. Благодаря этому портландцементы тонкого помола считаются достаточно очень качественными. Однако есть и негативная сторона: кроме увеличения расходов на измельчение, оно оказывает влияние на сроки хранения вяжущего и скорость вступления в хим. реакцию с минеральными элементами и водой (что хорошо не всегда). Из-за этой причины размер зерен цемента тщательно находится под контролем.

Под таким параметром понимается нужное кол-во воды в процентах от содержания вяжущего, для получения раствора с нормальной консистенцией (последняя изменяется ГОСТ 310.3-76). У портландцементов данный показатель самый невысокий — 24–28 %, но как показала практика для затворения применяется больше жидкости — от 40. От такого свойства зависит процесс гидратации: излишек приводит к лишней пористости акрилового камня и ухудшает его стабильность, минус проявляется на удобоукладываемости и качестве замеса. Водопотребность напрямую связана с процентным содержанием алюминатов кальция (если больше, то лучше), косвенно — с тонкостью помола, и изменяется путем ввода активных пластифицирующих добавок.

Важный параметр цемента, определяющий его ключевую маркировку. Чем быстрее и тверже застынет цементный камень, тем качественнее считается вяжущее и универсальнее его область использования. Прочностный предел на сжатие и изгиб у одной и такой же марки меняется, в зависимости от этапа гидратации. На 28 сутки портландцемент может достигать установленного в марке значения (например, для М400 — 40 МПа). Такое свойство, как и предыдущие, зависит от состава и способа изготовления и считается контролируемым. Стабильность ухудшается по мере хранения даже в запакованном виде, указанная маркировка теряет силу уже через 2 месяца после выпуска.

Гидратация цемента сопровождается процессом выделения теплоты. Чистейшие ПЦ считаются самыми экзотермическими, составы с помолами белитовых шламов имеют пониженное тепловыделение. Чем массивнее заливаемая конструкция, тем больше тепла отдает цемент, возможно температурное увеличение до 50 °C и появление перепадов. Это не самое хорошее свойство, нередко оно служит основой появления трещин в бетоне. Как последствие, использование составов с интенсивным тепловыделением ограничено для массивных конструкций и важных объектов. Но данный показатель хорошо сказывается на гидратации при ведении строительных работ в зимнее время.

Характеристики в техническом плане

Определяются стандартами ГОСТ 10178-85 и 31108-2003, граничные значения зависят от цементной марки. В общем, отличают такие характеристики в техническом плане портландцемента, как: вещественный состав, удельный вес, плотность, прочностный предел на сжатие и изгиб, скорость и время высыхания, активность при пропаривании. Фактически они все связаны с процентным содержанием силикатов, гипсового камня и оксидов железа, алюминия, магния и очень сложных минералов. Доля гипса строго ограничена строительными стандартами и не будет больше 4 %, эта добавка изменяет скорость высыхания цемента.

Удельный вес и плотность материала являются виртуальными критериями. Портландцемент имеет сыпучую структуру, между зернами всегда находится воздух. На такие характеристики также оказывает влияние маркировка, у видов с добавками плотность может меняться от 2900 до 3200 кг/м3, при этом средний вес составляет 1200–1300. От степени уплотненности цемента зависят первым делом пропорции замешиваемого раствора, благодаря этому эта величина принимается во внимание при приобретении, наряду с прочностными свойствами.

Обозначение сроков высыхания проходит специализированными устройствами Вика. Без ввода ускоряющих добавок портландцемент начинает схватываться на другой час и через 4–6 переходит на следующую стадию отвердевания (гидратации). Конечный набор прочности происходит через 28 суток. На данный показатель влияет не только состав, но и тонкость помола, подобранное соотношение В/Ц. Эта характеристика важна для определения времени нахождения бетона в опалубке, если понадобится быстрого выполнения работ приобретают быстрозатвердевающие составы на основе портландцемента (с буквенным обозначением БТЦ в маркировке).

Необходимо помнить: при всех плюсах использования (сокращении времени на заливку бетоном) эта группа уступает в прочности типовым маркам, кроме очень дорогих смесей для строительства с укрепляющими добавками.