Portland cement: sorte, svojstva i primjena

Anorganska veziva koriste se za proizvodnju betona, koji, kada se pomiješaju s vodom, oblikuju tijesto otopinu, koja dobiva na snazi ​​dok se stvrdnjava. Niz takvih sastava veziva je Portland cement.

Portland cement se često govori o potrebi za izdržljivim i otpornim na negativne učinke rješenja za okoliš. Portland cement je vrsta cementnog vezivnog sredstva.

Portland cement ima fino mljeveni klinker, kao i gips, što ubrzava namještanje smjese. Ovisno o vrsti i brandu proizvoda, njegova formula može uključivati ​​određene aditive i nečistoće.

Smjesu je 1824. izumio američki zidar, a svoje ime duguje vanjskoj sličnosti s vapnencem iz Portlanda, koji je miniran u jednoj od engleskih županija.

Za dobivanje ovog sastava koriste se karbonatne stijene (vapnenac, kreda, glina i silicij), kao i lapori (mješavina karbonatnih stijena i gline, prijelazna stijena od vapnenca do gline). Proizvodni proces započinje pažljivim mljevenjem sirovina i miješanjem u određenim omjerima. Sljedeća faza je pečenje sirovina u pećima na temperaturi od 1300-1400 ° C. Rezultat reflowa je materijal koji se zove klinker.

Klinker se ponovno melje i pomiješa s gipsom. Ako je potrebno, dodajte druge elemente koji povećavaju učinkovitost gotovog proizvoda. Ova mješavina prolazi kontrolu kvalitete i, ako zadovoljava prihvaćene standarde, dobiva certifikat o sukladnosti.

Postoji nekoliko opcija za pečenje sirovina:

• mokar, Prvo, dolazi do mljevenja komponenata, zatim se glina namaka dok indeks vlage ne dostigne 70%. Nakon toga mlinovi su pomiješani s vapnencem.

• suho, Postupak brušenja i sušenja smjese odvija se istovremeno, što smanjuje troškove rada i troškove proizvodnje. Kao rezultat prerade u mlinovima dobivaju se sirovine u prahu.

• kombinirana, Ova tehnologija kombinira dvije vrste proizvodnje - suhu i vlažnu. Sadržaj vlage u sirovini se povećava na 14%, nakon čega se proizvodi melju i suše u posebnim mlinovima.

Kao što je već spomenuto, portlandski cement sastoji se od klinkera. U prirodi su gotove granule vrlo rijetke, tako da se klinker čipovi dobivaju umjetno miješanjem i pečenjem ugljičnih i glinenih smjesa.

Gotovi klinker se pomiješa s gipsom, čiji sadržaj u sastavu ne prelazi 5%. Uvodi se kako bi se osigurala pokretljivost otopine u trajanju od 45 minuta, što je nužno kod oblikovanja proizvoda ili obavljanja određenih poslova.

Sastav i postotak komponenata mješavine određuje se prema GOST 10178 85 "Portland cement i portland cement od šljake". To je usklađenost sa zahtjevima proizvodnje jamči visoke tehničke i operativne karakteristike proizvoda.

Da bi Portland cement dobio određene tehničke karakteristike, mineralni aditivi uvode se u sastav, čiji sadržaj ne prelazi 20-25%.

Najpopularnije su sljedeće:

• aluminatnog povećava vrijeme vezanja cementa, ali ima niske pokazatelje čvrstoće (mogući sadržaj u portland cementu nije veći od 15%).
• glinice feritni ima ista svojstva kao i prethodni aditiv, ali se njegov sadržaj u gotovom proizvodu smanjuje na 10-18%.
• izbjeljuje ima učinak pletenja, povećava vrijeme stvrdnjavanja, ali prekomjerni sadržaj može negativno utjecati na karakteristike čvrstoće sastava (dopušteni sadržaj - ne više od 15-37%).
• alite Široko se koristi (postotak može doseći 60%) u kompozicijama visokih ocjena, jer osigurava njihovo brzo stvrdnjavanje.

Svojstva portland cementa određuju se njegovim sastavom. Glavni kriteriji po kojima se procjenjuje kvaliteta proizvoda su sljedeći:

• Razdoblje podešavanja, Oduzimanje smjese u skladu s tehničkim zahtjevima njegovog uzgoja trebalo bi se dogoditi nakon 40-45 minuta. Minerološki sastav, finoća mljevenja i temperatura na kojoj se obavlja rad upravo su ti faktori koji prvenstveno utječu na brzinu podešavanja proizvoda.

• Potražnja za vodom, Pod ovim pojmom podrazumijeva se količina vode potrebna za dobivanje guste, prikladne za rad cementne paste. Tipično, vlaga ne bi trebala prelaziti 25% sastava smjese. Da bi se smanjila potrebna količina vode, koriste se sulfitni kvasac ili plastifikatori.

• Odvajanje vode, Ovaj izraz se odnosi na ekstrakciju vode u gotovoj otopini, čija je pojava nastala zbog taloženja težih čestica cementa. Da biste smanjili ovaj broj, dopustite mineralne dodatke.

• Otpornost na smrzavanje - sposobnost proizvoda da nosi određeni broj ciklusa zamrzavanja i odmrzavanja bez gubitka svojih radnih značajki.

• Otpornost na koroziju, Ova karakteristika povezana je s finoćom smjese i stupnjem poroznosti gotovog betona.

• Rasipanje topline, To se odnosi na sposobnost betona da oslobađa toplinu u procesu stvrdnjavanja. Kompozicija koja brzo daje toplinu optimizirana je dodavanjem aktivnih mineralnih komponenata.

Portland cement ima veće karakteristike čvrstoće u usporedbi s drugim vrstama cementa, zbog karakteristika sastava. Neki aditivi mogu reagirati, mijenjajući tehnička svojstva materijala. Potonji su povezani s mehaničkom stabilnošću i operativnim mogućnostima.

Ne možemo reći da je jedna od tehničkih karakteristika višeg prioriteta. Na primjer, izdržljiv, ali presporo učvršćen portland cement može povećati vrijeme izgradnje. Hladno-otporna, ali korozivna kompozicija može se koristiti samo za rješavanje uskog raspona zadataka.

Proizvođači danas nastoje stvoriti univerzalne formulacije u kojima su svojstva koja su najvažnija za cement jednako izražena.

U isto vrijeme postoje specijalizirane formulacije koje imaju posebnu svrhu. To se može smatrati pucolanskim portland cementom, koji ima maksimalnu otpornost na koroziju i otpornost na vlagu, ali ima niske vrijednosti čvrstoće u početnim fazama rada (u prvim danima postavljanja).

Među tehničkim karakteristikama treba istaknuti:

• Specifična težina proizvod - 1100 kg / m³ za mješavine u rasutom stanju, 1600 kg / m³ za sabijanje.
• Finoća brušenja u prosjeku iznosi 40 mikrona (određeno sposobnošću mješavine da prođe kroz sito br. 008), što osigurava potrebnu čvrstoću cementa i vrijeme stvrdnjavanja, a također utječe na njegove performanse.
• Potrošnja vode, optimalni sadržaj tekućine u sastavu ne smije prelaziti 25-28%, budući da ovaj pokazatelj utječe na čvrstoću sastava (ako postoji višak, dolazi do dijeljenja betona, s manjkom, na puni se proizvod pojavljuju pukotine).

• gustoća ovisi o brandu i prisutnosti određenih aditiva u pripravku. U labavom stanju mješavina ima gustoću od 1,1 t / m3, u zbijenom stanju 1,5-1,7 t / m3.

• Trajanje podešavanja nakon miješanja s vodom ne prelazi 40-45 minuta, daljnje stvrdnjavanje ovisi o sastavu i uvjetima okoline (zimi se proces usporava), ali ne prelazi 10-12 sati (mjereno pomoću Vicat uređaja).
• Promjena volumena kada se smrzne, to znači smanjiti tijelo cementa u volumenu od 0,5-1 mm / m na otvorenom zraku i nabreknuti ga na 0,5 mm / m u vodi. Važna točka je ujednačenost promjena kroz volumen otopine.

• Antikorozivna stabilnost postiže se uvođenjem hidroaktivnih materijala u sastav, koji sprječavaju kemijsku aktivnost soli, kao i dodavanje nečistoća koje smanjuju poroznost betona.
• Vrijeme skladištenja nije dulje od 12 mjeseci pod uvjetom da je originalna ambalaža sačuvana (3-4 sloja, hermetički zatvorene papirne vrećice), jer se nakon 3 mjeseca skladištenja do 20% sastava gubi, nakon godinu dana - do 40%. Ovakvom cementu moguće je vratiti prethodno svojstvo samo sekundarnim brušenjem.
• Tlačna čvrstoća. U skladu s tim karakteristikama razlikuju se 4 klase čvrstoće - 22,5; 42,5; 42,5; 52,5. Ovaj pokazatelj je izravno povezan s brzinom postavljanja rješenja.

Pokazatelji mehaničke čvrstoće portland cementa nisu manji od 42,5 MPa u 28 dana nakon lijevanja. Određivanje se provodi u laboratorijskim uvjetima na primjeru uzorka. U skladu s dobivenim rezultatima, cement je označen (na primjer, M 500). Koeficijent tako pokazuje koliko tlaka uzorak može izdržati (mjereno u kg / cm3).

Pokazatelji jačine, zauzvrat, utječu na stupanj postavljanja otopine (određen pomoću Vicat igle).

Portland cement je raznovrsni cement, koji se najčešće koristi za lijevanje betona. Potonje se koristi u monolitnoj i armiranobetonskoj konstrukciji, u konstrukciji objekata kojima su prikazane povećane karakteristike čvrstoće.

Zbog prisutnosti granulata klinkera i drugih aditiva, Portland cement ima veliku granicu sigurnosti, ima veće stope otpornosti na smrzavanje, otpornost na agresivne medije. Tako je čini Portland cement popularnim materijalom u izgradnji naftne i plinske industrije.

Pitanje razlika između cementa i portland cementa je nešto pogrešno, budući da je potonje vrsta cementa. Drugim riječima, cement je uobičajeno ime, portlandski cement je sorta s određenim skupom snage.

Logičnije je napraviti razlike na temelju čvrstoće cementa. Tako, na primjer Portland cement M 400 je inferiorniji po svojoj čvrstoći od cementa M 600, Sam se portland cement teško razlikuje od cementa (prema načinu ugradnje, tehnologiji postavljanja, karakteristikama uporabe), a razlika je na ovaj ili onaj način karakteristična zbog prisutnosti aditiva.

Sve vrste cementa dijele se na neaditivne i aditivne. Bezobavochny sastav ne sadrži mineralne dodatke osim gipsa. to pogodni su za nadzemne, podzemne i podvodne objekte monolitne prirode, kao i za predgotovljene betonske i armiranobetonske konstrukcijekoje rade u odsutnosti agresivnog okruženja.

Prisutnost mineralnih dodataka poboljšava tehnička svojstva portland cementa, zahvaljujući čemu Mogu se koristiti u agresivnim uvjetima, uz produljeni kontakt strukture s vodom, Među najčešćim aditivima mineralnog podrijetla su: troska visoke peći, aktivni mineralni dodaci i prirodno aktivni dodaci mineralima.

Zbog uvođenja jednog ili drugog aditiva dolazi do poboljšanja pokazatelja kao što su otpornost na vodu, otpornost na koroziju, ali njihova prisutnost pomaže u smanjenju otpornosti na mraz.

Ovisno o značajkama sastava, razlikuju se sljedeće vrste portland cementa:

• Brzo se osuši, Stvrdnjavanje smjese nastaje već u prva 3 dana zalijevanja zbog troske i posebnih minerala koji su dio nje. Važno je da je stupanj mljevenja smjese minimalan. Dostupno u M400 i M500. Upotreba ovog sastava omogućuje smanjenje vremena izlaganja smjese u oplati i značajno povećava tempo gradnje.

• Normalno stvrdnjavanje, Ne sadrži posebne aditive, nije toliko izbirljiva o stupnju mljevenja smjese. Dostupno u skladu s GOST-om 31108-2003.

• hidrofobni varijanta karakterizira sposobnost apsorpcije vlage i smanjenog vremena vezanja. Slična svojstva daju i acidoidi koji ulaze u otopinu. Koristi se u izgradnji objekata koji rade u uvjetima visoke vlažnosti, kao i na poplavljenim područjima.

• plastificirane, Karakteristična značajka proizvoda je prisutnost plastifikatora u njemu, osiguravajući potrebnu pokretljivost, smanjujući apsorpciju vode i otpornost na toplinu. Plastifikatori se polažu prilikom brušenja smjese, tako da se čini da omotavaju čestice cementa, sprečavajući njihovo prianjanje. Rezultat je mobilni, prikladan za primjenu sastava, koji je naširoko koristi za izgradnju kompleksa u obliku arhitektonskih struktura.

• Oilwell, Ima sposobnost tampona, tj. Zaštite bunara od utjecaja podzemnih voda. Široko se primjenjuje u naftnoj i plinskoj industriji, jer ne ovisi o tlaku i temperaturi i pouzdano drži stupove u bušotinama, čak iu početnim fazama skrućivanja. Postoji još jedna vrsta ove vrste cementa - fugiranje laganog portlandskog cementa, koji ima "lagane" aditive.

• širenje, Takve smjese mogu imati različit sastav, ali sve one imaju sposobnost povećanja volumena kada se miješa otopina. To je zbog činjenice da kemijska reakcija počinje između glavne i dodatnih komponenti, što daje povećanje volumena.

• Otporan na sulfate, Takav beton odolijeva djelovanju sulfatne vode, uzrokujući razvoj korozije. U pravilu, cement otporan na mraz marke M300,400 je otporan na sulfate, ponekad M 500.

• Slac Portland Cement, U sastavu proizvoda nalaze se troske od visokih peći, što predstavlja visoki udio metalnih čestica u njemu. Smjesa se koristi za dobivanje betona otpornog na toplinu, kao iu izgradnji objekata pod zemljom, vodom, na visini. Ima malu otpornost na smrzavanje.

• Alkalna šljaka Sastav ima više, u usporedbi s Portland cementom, svojstva. Otporan je na agresivne medije, ekstremne temperature, ima visoku otpornost na mraz i nisku apsorpciju vlage. Takve sposobnosti postižu se dodavanjem mljevene šljake i lužine, ponekad gline.

• Bijeli Portland Cement, Područje primjene mješavine - završna obrada i arhitektonski rad, također služi kao osnova za obojene cemente. Snježno bijela nijansa dobiva se proizvodom od čistog vapnenca i bijele gline, kao i dodatnim hlađenjem klinkera vodom.

• magnezijskom - sastav na osnovi magnezijevog oksida (zagrijan na temperaturu od 800 ° C) i 30% vodene otopine magnezijevog klorida. Zahvaljujući svojim komponentama i značajkama proizvodne tehnologije, moguće je dobiti čvrstu bijelu masu koja se lako obrađuje (lako se polira, ne utječe na plijesan, gljivice).

• Color Portland Cement također se koristi za dekorativne radove. Ispada miješanje bijele modifikacije i pigmenta. Ovo posljednje može biti željezo minium, oker, krom oksid. Glavno je da su pigmenti otporni na svjetlo i alkalije.

• ​​​​​​pucolan, Smjesa sadrži obojeni portlandski cement, gips i aditive vulkanskog ili sedimentnog podrijetla. Dobivena otopina ima visoku otpornost na vodu, zamrzava ne samo u uvjetima visoke vlažnosti, već i pod vodom. To omogućuje njegovu primjenu u organizaciji hidrauličkih konstrukcija, oblaganja bazena i drugih spremnika za skladištenje vode, površina (uključujući i nagnute) u dodiru s morem ili kloriranom vodom. Zamrznutu površinu karakterizira izdržljivost, kemijska inertnost i nedostatak cvjetanja.
• aluminozni Kompozicija je brzo otvrdnjavajući i izdržljivi cement na bazi klinkera i rastaljenog vapnenca. Gotova smjesa sadrži velike količine slabo bazičnih kalcijevih aluminata.

Još jedna značajka glinice je nedopustivost miješanja s drugim cementima i vapnom, kompozicije, čak iu malim količinama koje sadrže alkalije. Alumina portland cement prikladan je za proizvodnju betonskih otopina otpornih na kiseline, punjenje kiselootpornih stijena (granit, beshtaunita). Vrijeme postavljanja je oko 8 dana.

Marka se definira kao čvrstoća uzorka kada se testira na savijanje i kompresiju. Portland cement i pijesak, uzeti u omjeru 1: 3, koriste se za izradu uzorka, a uzorak veličine 4x4x16 cm izrađuje se od ove otopine, koja se skraćuje u roku od 28 dana, a stvrdnjavanje se događa u uvjetima visoke vlažnosti. Za ubrzanje smrzavanja dopušteno je pribjeći tehnici parenja uzorka.

Najčešći brendovi portland cementa danas su M 400, 500, 600:

• M 400 - najtraženija marka cementa. Njegove tehničke karakteristike (čvrstoća, otpornost na smrzavanje) pogodne su za izgradnju većine objekata.

• M 500 - cement, koji ima nešto veću granicu sigurnosti, što omogućuje njegovu primjenu u rekonstrukciji ili obnovi objekata nakon nesreće, za popravke cesta, izgradnju vojno-tehničkih objekata, azbestno-cementnih konstrukcija.

• M 600, Sastav ima povećanu čvrstoću, što omogućuje njegovu upotrebu u izgradnji kritičnih armiranobetonskih konstrukcija, inženjerskih konstrukcija.

• M 700 - Portland cement maksimalne čvrstoće, koji se koristi za betonsku mješavinu za konstrukciju podstruktura. Upotreba u običnoj gradnji (na primjer, u privatnom kućanstvu) neracionalna je zbog visokih troškova.

• M 900 - teški cement, koji se koristi samo za vojna postrojenja, primjerice za izradu bunkera.

Tu su i "srednje" marke cementa, na primjer, M 550 (po svojim tehničkim karakteristikama su blizu M500, ali su nešto izdržljivije).

Zbog raznolikosti sastava Portland cementa, pogodan je za gotovo sve vrste građevina. Glavno je ispravno identificirati najvažnije svojstvo cementa i odabrati odgovarajući aditiv. Neki od njih, kada se koriste zajedno, izjednačavaju međusobno svojstva. To se događa, primjerice, dok se dodaju komponente za poboljšanje otpornosti na vlagu i otpornost na smrzavanje. Prva (povećana otpornost na vlagu) značajno smanjuje otpornost na smrzavanje.

Važno je uzeti u obzir svrhu materijala. Dakle, za izgradnju monolitnih objekata i objekata za civilnu uporabu (na primjer, mostovi, visokonaponski vodovi) Portland cement M400 nije prikladan. Da bi se riješili ovi problemi, dopušteno je koristiti mješavinu čvrstoće marke od najmanje M500.

Čak i sulfatno otporna vrsta portland cementa, koja ima povećanu otpornost na vlagu, koristi se samo u statičkim umjerenim vodama. U drugim slučajevima (na primjer, za organizaciju brana, brana i drugih inženjerskih objekata) koriste se posebne vrste cementa.

Prefiks "Portland" ukazuje na prisutnost u mješavini velike količine kalcijevih silikata, pa se ne preporučuje za blokove i konstrukcije posebne namjene., Pozzolanski cement nije pogodan za upotrebu u uvjetima značajnog smanjenja temperature.

Za informacije o tome kako se dobiva Portland cement pogledajte sljedeći video.