Cement portlandzki: rodzaje, cechy, produkcja

Cement jest jednym z głównych materiałów stosowanych we wszystkich gałęziach budownictwa. Stosowany jako spoiwo hydrauliczne w roztworach i mieszankach niezbędnych do budowy konstrukcji monolitycznych i konstrukcji prefabrykowanych, prac remontowych i środków wykończeniowych. Cement portlandzki jest najpopularniejszym rodzajem cementu, otrzymywanym przez dokładne zmielenie klinkieru z dodatkiem gipsu dwuwodnego w ilości 1,5 … 3,5% potrzebnych do zmiany czasu wiązania spoiwa.

Cechy produkcji

Produkcja cementu portlandzkiego odbywa się w trzech etapach:

• Przygotowanie mieszanki surowcowej. Skład mineralogiczny surowej mieszanki do produkcji cementu portlandzkiego węglanowe skały górskie (Mel, wapień, glinozem, krzemionka) i mergel, zawierające tlenki wapnia, krzemu, żelaza, aluminium, magnezu. Surowce są kruszone i mieszane w optymalnych proporcjach.
• Produkcja klinkieru. Otrzymuje się go przez wypalanie przygotowanej masy surowcowej w piecach wysokotemperaturowych przy+1300… + 1400°C.
• Przygotowanie cementu portlandzkiego do zaopatrzenia konsumentów. Klinkier jest kruszony i mieszany z gipsem. W razie potrzeby do materiału dodawane są inne składniki, które pozwalają uzyskać określone właściwości gotowego produktu.

W zależności od składu mieszaniny surowców zmienia się rzeczywista gęstość cementu portlandzkiego. Maksymalny wskaźnik dla cementu wolnego od podatku wynosi 3100 kg / m3, dla cementu żużlowo – portlandzkiego i spoiwa pucolanowego jest niższy i wynosi-2700-2900 kg/m3.

Główne reakcje podczas mieszania cementu wodą

Po zmieszaniu cementu portlandzkiego i opartych na nim kompozycji zachodzą następujące reakcje chemiczne:

• Wstępne wzmocnienie materiału. Odbywa się to dzięki interakcji z wodą gipsu i glinianu trójwapniowego. W wyniku tej reakcji powstaje struktura krystaliczna ettringytu, monosiarczanu i glinianu wapnia hydratu.
• Druga reakcja jest powolna. Przepływa między wodą a krzemianem trójwapniowym. Powstaje krzemian wapnia o amorficznej strukturze. W przeciwnym razie nazywa się to żelem csh. Podczas tego etapu trwa utwardzanie mieszaniny lub roztworu na bazie cementu portlandzkiego i rozwój wewnętrznych sił napinających. Powstałe struktury cementowe otaczają i mocno wiążą poszczególne ziarna małych i dużych kruszyw.
• W wyniku trzeciego etapu w strukturze pojawia się żel krzemionkowySiO2.

Odmiany cementu portlandzkiego i ich zastosowania

Zgodnie z GOST 31108-2016 cement portlandzki jest podzielony na 5 głównych typów pod względem składu, a zatem właściwości fizycznych i technicznych.

Bezodpływowy

Oznaczenie-CEM I. kompozycja zawiera tylko klinkier i gips. Dopuszczalna zawartość dodatków mineralnych-do 5%. Główną cechą cementu portlandzkiego bez podatku jest właściwość szybkie wiązanie i uzyskiwanie charakterystyk wytrzymałościowych. Już następnego dnia po wylaniu beton lub zaprawa cementowo-piaskowa uzyskuje około 50% wytrzymałości rocznika. Spoiwo wolne od podatku stosuje się przy budowie monolitycznych i prefabrykowanych konstrukcji betonowych i żelbetowych. Nie jest zalecany do stosowania w szczególnych warunkach, które różnią się od normalnych.

Z aktywnymi suplementami mineralnymi

Oznakowanie-CEM II. Klinkier portlandzki i aktywne dodatki mineralne mogą być mielone razem lub osobno. Ilość dodatków-6-35%. Im wyższa zawartość cementu portlandzkiego, tym wolniej beton lub zaprawa cementowo-piaskowa nabierają wytrzymałości. Jako takie dodatki stosuje się skały-Diatomit, opokę, Trepel, pumeks, popiół wulkaniczny i inne.

Wprowadzenie tych składników do składu cementu portlandzkiego umożliwia zmniejsz koszty produkcji, ale jednocześnie nieznacznie pogarsza się wytrzymałość i inne właściwości techniczne produktu końcowego. Jest jeszcze jeden pozytywny punkt stosowania aktywnych dodatków mineralnych, których podstawą jest amorficzna krzemionka. Składnik ten łatwo reaguje z wodorotlenkiem wapnia, który powstaje podczas hydratacji cementu. W tym przypadku powstaje trudno rozpuszczalne wodorotlenki wapnia, które nie są wypłukiwane z kamienia cementowego. Ich obecność znacznie zwiększa wodoodporność produktu końcowego.

Cement żużlowy

Oznaczenie CEM III.spoiwo zawierające granulowany żużel w ilości 6-35% należy do normalnie twardniejącego. Otrzymuje się go przez wspólne mielenie klinkieru, żużla i gipsu. Żużle, podobnie jak aktywne dodatki mineralne, zawierają krzemionkę amforową. Cement żużlowy warto tańsze niż zwykle cement w około 15%. Wolniej zyskuje na sile, ale po 2-3 miesiącach wyprzedza cement portlandzki tej samej marki. Minus spoiwo zawierające żużel — niska mrozoodporność. Dlatego jest stosowany do budowy masywnych konstrukcji naziemnych, podziemnych i podwodnych, które nie podlegają częstym cyklom zamrażania i rozmrażania.

Pucolanowy

Oznaczony jako CEM IV. otrzymuje się go przez wspólne mielenie klinkieru, dodatku mineralnego i gipsu. Możesz je zmielić osobno, a następnie dokładnie wymieszać. Ograniczenie zawartości glinianu trójwapniowego wynosi nieco ponad 8%. Charakteryzuje się powolne utwardzanie w pierwszych terminach wiązania. W wilgotnych warunkach beton z cementu pucolanowego dogania Beton ze zwykłego cementu portlandzkiego po 3-6 miesiącach.

Ze względu na powolne utwardzanie cementy Pucolanowe wydzielają mniej ciepła, dlatego są stosowane przy budowie masywnych konstrukcji, dla których ważnym punktem jest brak odkształceń termicznych. PPC dobrze zyskują wytrzymałość w podwyższonych temperaturach, dlatego są wykorzystywane do produkcji produktów poddawanych obróbce cieplnej i mokrej w autoklawach. Betony PPC mają wysoką wodoodporność i odporność na siarczany, ale niską mrozoodporność. Dlatego są wykorzystywane do budowy obiektów podwodnych i podziemnych lub podwodnych i podziemnych części obiektów lądowych, które mają kontakt z wodami miękkimi i zawierającymi siarczany. Liczbę cykli zamrażania i rozmrażania dla takich konstrukcji betonowych należy zminimalizować.

Tabela proporcji składników cementu portlandzkiego różnych typów

Zgodność klas wytrzymałości i gatunków cementu portlandzkiego zgodnie z GOST 31108-2016 i 10178-85

Oznakowanie i właściwości cementu są obecnie regulowane przez dwa obecne GOST, co prowadzi do pewnego zamieszania:

• GOST 31108-2016 – zupełnie nowy i jest zgodny z normami europejskimi. Zgodnie z tą normą w etykietowaniu stosuje się kombinację liter cem z oznaczeniami alfanumerycznymi, które pokazaliśmy w powyższej tabeli. Siła tego GOST jest oznaczona klasami.
• GOST 10178-85.Zgodnie z tym standardem wartość wytrzymałości jest oznaczona marką.

Tabela zgodności gatunków i klas wytrzymałości cementu portlandzkiego

Dodatkowe artykuły na ten temat:

Gatunki cementu: dekodowanie, właściwości, zastosowanie Cement na fundamenty Który cement jest najlepszy na fundament: Marka, jak wybrać Cement do jastrychu podłogowego: proporcje zaprawy cementowej, gatunki