Simen Portland: jenis, sifat dan aplikasi

Pengikat bukan organik digunakan untuk pembuatan konkrit, yang, apabila dicampurkan dengan air, membentuk larutan doh, yang semakin kuat apabila ia mengeras. Pelbagai komposisi pengikat seperti itu adalah simen Portland.

Simen Portland sering dibicarakan apabila ia memerlukan keperluan tahan lama dan tahan terhadap kesan negatif penyelesaian alam sekitar. Simen Portland adalah sejenis pengikat bagi penyelesaian konkrit.

Simen Portland mempunyai klinker tanah halus, serta gipsum, mempercepat penetapan campuran. Bergantung pada jenis dan jenama produk, formulanya mungkin termasuk aditif dan kekotoran tertentu.

Campuran itu dicipta semula pada tahun 1824 oleh seorang tukang kayu Amerika, dan mempunyai namanya kepada persamaan luaran dengan batu kapur Portland, yang dilombong di salah satu daerah England.

Untuk mendapatkan komposisi ini, batu karbonat digunakan (batu kapur, kapur, alumina dan silika), serta marl (campuran batu karbonat dan tanah liat, batu peralihan dari batu kapur ke tanah liat). Proses pengeluaran bermula dengan pengisaran berhati-hati bahan mentah dan mencampurkannya dalam perkadaran tertentu. Peringkat seterusnya ialah penembakan bahan mentah di relau pada suhu 1300-1400 ° C. Hasil reflow adalah bahan yang disebut klinker.

Klinker adalah tanah lagi dan dicampur dengan gipsum. Jika perlu, tambahkan elemen lain yang meningkatkan prestasi produk siap. Campuran ini melalui kawalan kualiti dan, jika ia memenuhi piawaian yang diterima, ia menerima sijil pematuhan.

Terdapat beberapa pilihan untuk menembak bahan mentah:

• Basah. Pada mulanya, komponen-komponennya dihancurkan, maka tanah liat direndam sehingga indeks lembapan mencapai 70%. Selepas itu, ia dicampur dengan batu kapur di kilang-kilang.

• Kering. Proses pengisaran dan pengeringan campuran berlaku serentak, yang membolehkan untuk mengurangkan kos buruh dan kos pengeluaran. Akibat pemprosesan di kilang menerima bahan baku bubuk.

• Gabungan. Teknologi ini menggabungkan 2 jenis pengeluaran - kering dan basah. Ketepuan kelembapan bahan mentah meningkat hingga 14%, dan selepas itu produk tersebut di tanah dan dikeringkan di kilang khusus.

Seperti yang telah disebutkan, simen Portland terdiri daripada klinker. Secara semulajadi, granul yang sedia ada agak jarang, jadi cip klinker diperoleh secara artifisial dengan mencampurkan dan menembusi campuran karbon dan tanah liat.

Klinker yang siap dicampur dengan gipsum, kandungannya dalam komposisi tidak melebihi 5%. Ia diperkenalkan untuk memastikan mobiliti penyelesaian selama 45 minit, yang diperlukan ketika membentuk produk atau melakukan jenis kerja tertentu.

Komposisi dan peratusan komponen campuran dikawal oleh GOST 10178 85 "simen Portland dan simen portland sanga". Ia adalah mematuhi keperluan pengeluaran menjamin ciri-ciri teknikal dan operasi produk yang tinggi.

Untuk memberikan ciri-ciri teknikal simen Portland, bahan tambahan mineral dimasukkan ke dalam komposisi, kandungannya tidak melebihi 20-25%.

Yang paling popular ialah yang berikut:

• Aluminate meningkatkan masa penetapan simen, tetapi mempunyai petunjuk lemah kekuatan (kandungan yang mungkin dalam simen Portland tidak lebih daripada 15%).
• Alumoferrite mempunyai sifat yang sama seperti aditif sebelumnya, tetapi kandungannya dalam produk siap dikurangkan kepada 10-18%.
• Belit mempunyai kesan mengait, meningkatkan masa pengawetan, tetapi kandungan yang berlebihan boleh memberi kesan negatif terhadap ciri-ciri kekuatan komposisi (kandungan yang dibenarkan - tidak melebihi 15-37%).
• Alit Ia digunakan secara meluas (peratusan boleh mencapai 60%) dalam komposisi gred tinggi, kerana ia memastikan pengerasan pesat mereka.

Sifat simen portland ditentukan oleh komposisinya. Kriteria utama yang mana kualiti produk dinilai ialah yang berikut:

• Menetapkan tempoh. Penyitaan campuran yang mematuhi keperluan teknikal penanaman harus berlaku selepas 40-45 minit. Komposisi mineralogi, kehalusan pengisaran dan suhu di mana kerja sedang dilakukan adalah tepat faktor-faktor ini terutamanya mempengaruhi kelajuan penetapan produk.

• Permintaan air. Di bawah istilah ini difahami jumlah air yang diperlukan untuk mendapatkan tebal, sesuai untuk kerja pes simen. Biasanya kelembapan tidak boleh melebihi 25% campuran. Untuk mengurangkan jumlah air yang diperlukan, minuman yis sulfite atau plasticizer digunakan.

• Pemisahan air. Istilah ini merujuk kepada pengekstrakan air dalam penyelesaian yang telah selesai, kejadiannya disebabkan oleh pemendapan zarah simen yang lebih berat. Untuk mengurangkan angka ini, biarkan suplemen mineral.

• Rintangan beku - keupayaan produk untuk membawa sejumlah kitaran pembekuan dan pembelokan tanpa kehilangan ciri prestasinya.

• Rintangan kakisan. Ciri ini dikaitkan dengan kehalusan campuran dan tahap keliangan konkrit siap.

• Pelesapan haba. Ini merujuk kepada keupayaan konkrit untuk melepaskan haba dalam proses pengerasan. Komposisi pemberian haba yang cepat dioptimumkan dengan menambahkan komponen mineral aktif kepadanya.

Simen Portland mempunyai ciri kekuatan yang lebih tinggi berbanding dengan jenis simen yang lain, disebabkan ciri-ciri komposisi. Sesetengah aditif boleh bertindak balas, mengubah sifat teknikal bahan. Yang terakhir dikaitkan dengan kestabilan mekanikal dan keupayaan operasi.

Kita tidak boleh mengatakan bahawa salah satu ciri teknikal adalah keutamaan yang lebih tinggi. Jadi, sebagai contoh, tahan lasak, tetapi terlalu perlahan mengukuhkan simen portland dapat meningkatkan masa pembinaan.Komposisi fros tahan, tetapi komposisi korosif hanya boleh digunakan untuk menyelesaikan pelbagai tugas yang sempit.

Hari ini, pengeluar berusaha untuk membentuk formulasi sejagat di mana sifat-sifat yang paling penting untuk simen sama-sama diucapkan.

Pada masa yang sama, terdapat formulasi khusus yang mempunyai tujuan khusus. Ini boleh dianggap sebagai simen portland pozzolanic, yang mempunyai rintangan kakisan maksimum dan rintangan kelembapan, tetapi penunjuk kekuatan yang lebih rendah pada peringkat awal kerja (pada hari pertama penetapan).

Di antara ciri-ciri teknikal harus ditonjolkan:

• Berat tertentu produk - 1100 kg / m³ untuk campuran pukal, 1600 kg / m³ untuk dipadatkan.
• Keahlian pengisaran secara purata, ia adalah 40 mikron (ditentukan oleh keupayaan campuran untuk melewati No 008 ayak), yang memberikan kekuatan simen yang diperlukan dan masa ia mengeras, dan juga mempengaruhi prestasinya.
• Penggunaan air, kandungan optimum cecair dalam komposisi tidak boleh melebihi 25-28%, kerana penunjuk ini mempengaruhi kekuatan komposisi (jika terdapat lebihan, pembahagian konkrit berlaku, dengan kekurangan, keretakan muncul pada produk siap).

• Kepadatan bergantung kepada jenama dan kehadiran bahan tambahan tertentu dalam komposisi.Dalam keadaan longgar, campuran mempunyai ketumpatan 1.1 t / m³, dalam keadaan padat - 1.5-1.7 t / m³.

• Tempoh penetapan selepas mencampurkan dengan air, ia tidak melebihi 40-45 minit; pengerasan selanjutnya bergantung pada komposisi dan keadaan persekitaran (ia melambatkan pada musim sejuk), tetapi tidak melebihi 10-12 jam (diukur dengan peranti Vicat).
• Perubahan volum apabila dikukuhkan, ia bermakna mengurangkan simen dalam volum 0.5-1 mm / m di udara terbuka dan bengkak ke 0.5 mm / m di dalam air. Satu perkara penting ialah keseragaman perubahan sepanjang jumlah larutan.

• Kestabilan anticorrosive dicapai kerana pengenalan bahan hidroaktif dalam komposisi, yang menghalang aktiviti kimia garam, serta penambahan kekotoran yang mengurangkan porositi beton.
• Waktu penyimpanan tidak lebih daripada 12 bulan dengan syarat bungkusan asal dipelihara (3-4 ply, beg kertas hermetically disegel), kerana selepas 3 bulan menyimpan sehingga 20% komposisi hilang, selepas setahun - sehingga 40%. Ia adalah mungkin untuk mengembalikan sifat-sifat terdahulu kepada simen semata-mata oleh pengisaran sekunder.
• Kekuatan mampatan. Selaras dengan ciri ini, 4 kelas kekuatan dibezakan - 22.5; 42.5; 42.5; 52.5.Penunjuk ini berkaitan secara langsung dengan kelajuan penetapan penyelesaian.

Petunjuk kekuatan mekanik simen Portland tidak kurang daripada 42.5 MPa pada 28 hari selepas pemutus. Penentuan dijalankan dalam keadaan makmal pada contoh sampel. Selaras dengan keputusan yang diperoleh, simen dilabelkan (contohnya, M 500). Oleh itu, pekali itu menunjukkan berapa banyak tekanan yang dapat diatasi oleh sampel (diukur dalam kg / cm³).

Petunjuk kekuatan, pada gilirannya, mempengaruhi tahap penetapan penyelesaian (ditentukan menggunakan jarum Vicat).

Simen Portland adalah jenis simen yang paling sering digunakan semasa menuangkan konkrit. Yang seterusnya pula digunakan dalam pembinaan konkrit monolitik dan bertetulang, dalam pembinaan objek yang meningkatkan ciri-ciri kekuatannya.

Oleh kerana terdapat granul klinker dan aditif lain,Simen Portland mempunyai margin keselamatan yang tinggi, mempunyai kadar rintangan fros yang tinggi, tahan terhadap media yang agresif. Ia adalah menjadikan simen Portland sebagai bahan popular dalam pembinaan industri minyak dan gas.

Persoalan perbezaan antara simen dan simen portland agak salah, kerana yang terakhir adalah jenis simen. Dengan kata lain, simen adalah nama generik; Semen Portland adalah pelbagai dengan set kekuatan tertentu.

Lebih logik untuk membuat perbezaan berdasarkan kekuatan jenama simen. Jadi sebagai contoh Semen Portland M 400 adalah lebih lemah dalam kekuatannya untuk simen M 600. Simen Portland sendiri sedikit berbeza daripada simen (mengikut kaedah pemasangan, teknologi penetapan, ciri-ciri penggunaan), perbezaan ciri-ciri tersendiri tertentu adalah disebabkan oleh aditif.

Semua jenis simen dibahagikan kepada bukan aditif dan aditif. Komposisi Bezobavochny tidak mengandungi bahan tambahan mineral selain daripada gipsum. Dia sesuai untuk objek atas tanah, bawah tanah dan bawah air sifat monolitik, serta struktur konkrit dan konkrit pratuangyang dikendalikan dengan ketiadaan persekitaran yang agresif.

Kehadiran suplemen mineral meningkatkan sifat teknikal simen portland, terima kasih Mereka boleh digunakan dalam keadaan yang agresif, dengan sentuhan struktur yang berpanjangan dengan air. Antara aditif mineral yang paling biasa adalah: kalis api letupan, bahan tambahan mineral aktif dan bahan tambahan mineral semula jadi aktif.

Oleh sebab pengenalan satu atau aditif lain, ada peningkatan dalam indikator seperti rintangan air, rintangan kakisan, tetapi kehadiran mereka membantu mengurangkan rintangan fros.

Bergantung kepada ciri-ciri komposisi, jenis simen Portland berikut dibezakan:

• Cepat kering. Pengerasan campuran berlaku sudah dalam 3 hari pertama pengaliran disebabkan oleh gelincir dan mineral khusus yang merupakan sebahagian daripadanya.Adalah penting bahawa tahap pengisaran campuran adalah minimum. Terdapat dalam M400 dan M500. Penggunaan komposisi ini membolehkan untuk mengurangkan masa pendedahan campuran di dalam acuan dan dengan ketara meningkatkan kadar pembinaan.

• Pengerasan normal. Ia tidak mengandungi bahan tambahan khas, tidak begitu pemilih tentang tahap pengisar campuran. Tersedia mengikut GOST 31108-2003.

• Hidrofobik varian dicirikan oleh keupayaannya untuk menyerap kelembapan dan mengurangkan masa penetapan. Ciri-ciri serupa disediakan oleh acidoids yang memasuki penyelesaian. Ia digunakan dalam pembinaan objek yang dikendalikan dalam keadaan kelembapan yang tinggi, serta terletak di kawasan yang banjir.

• Plastik. Ciri ciri produk ialah kehadiran pelapis di dalamnya, menyediakan pergerakan yang diperlukan, mengurangkan penyerapan air, rintangan haba. Pengelupang dibentangkan apabila mengisar campuran, supaya mereka kelihatan menyelubungi zarah simen, menghalang lekatan mereka.Hasilnya adalah mudah alih, mudah untuk menerapkan komposisi, yang digunakan secara meluas untuk pembinaan kompleks dalam bentuk struktur seni bina.

• Grouting. Ia mempunyai keupayaan untuk tampon, iaitu, untuk melindungi telaga daripada kesan air bawah tanah. Ia digunakan secara meluas dalam industri minyak dan gas, kerana ia tidak bergantung kepada tekanan dan suhu dan dengan pasti memegang lajur di dalam telaga, walaupun pada peringkat permulaan pemejalan. Terdapat satu jenis sejenis semen ini - simen semen ringan grouting, yang mempunyai aditif "ringan".

• Memperluas. Campuran seperti ini mungkin mempunyai komposisi yang berbeza, tetapi mereka semua berkongsi kebolehan untuk menambah jumlah apabila mencampurkan penyelesaiannya. Ini disebabkan oleh reaksi kimia yang bermula di antara komponen utama dan tambahan, yang memberikan kenaikan volum.

• Tahan Sulfat. Konkrit tersebut menentang kesan air sulfat, menyebabkan perkembangan kakisan.Sebagai peraturan, simen tahan fros dari jenama M300,400 dibuat tahan sulfat, kadang-kadang M 500.

• Slac Portland simen. Produk ini mengandungi slag letupan-api, yang menyumbang tinggi kandungan zarah logam di dalamnya. Campuran ini digunakan untuk mendapatkan konkrit tahan haba, serta dalam pembinaan objek di bawah tanah, air, tinggi. Ia mempunyai rintangan fros yang rendah.

• Alkali sanga Komposisi ini lebih tinggi, berbanding dengan simen Portland, ciri-ciri. Ia tahan terhadap persekitaran yang agresif, suhu ekstrem, mempunyai rintangan beku yang tinggi dan penyerapan kelembapan yang rendah. Kebolehan sedemikian dicapai kerana kemasukan tanah sanga dan alkali dalam komposisi, kadang-kadang - tanah liat.

• White Portland Cement. Skop permohonan campuran - kemasan dan kerja seni bina, ia juga bertindak sebagai asas untuk simen berwarna. Teduh salji putih diperolehi dengan membuat produk batu kapur tulen dan tanah liat putih, serta dengan penyejukan tambahan klinker dengan air.

• Magnesia - Komposisi berdasarkan magnesium oksida (dipanaskan pada suhu 800 ° C) dan larutan akueus 30% magnesium klorida. Terima kasih kepada komponen dan ciri-ciri teknologi pengeluarannya, adalah mungkin untuk mendapatkan jisim putih pepejal yang mudah diproses (mudah digilap, tidak terjejas oleh acuan, kulat).

• Warna Portland Semen juga digunakan untuk kerja-kerja hiasan. Ternyata dengan mencampurkan pengubahsuaian putih dan pigmen. Yang terakhir ini mungkin adalah minium besi, ocher, kromium oksida. Perkara utama ialah pigmen cahaya dan tahan alkali.

• ​​​​​​Pozzolanic. Campuran ini mengandungi simen Portland berwarna, gypsum dan aditif asal gunung berapi atau sedimen. Penyelesaian yang dihasilkan mempunyai rintangan yang tinggi terhadap air, ia membeku bukan sahaja dalam keadaan kelembapan yang tinggi, tetapi juga di bawah air.Ini membolehkan anda menggunakannya dalam struktur hidraulik, kolam lapisan dan tangki lain untuk menyimpan air, permukaan (termasuk cenderung) yang bersentuhan dengan laut atau air berklorin. Permukaan beku dicirikan oleh ketahanan, ketidakmampuan kimia, dan kekurangan efflorescence.
• Aluminous Komposisi ini adalah simen yang cepat-keras dan tahan lama berdasarkan klinker dan batu kapur lebur. Campuran siap mengandungi sejumlah besar aluminium kalsium rendah.

Satu lagi ciri alumina adalah ketidakhadiran pencampurannya dengan simen dan limau lain, komposisi, walaupun dalam kuantiti yang kecil yang mengandungi alkali. Simen portland aluminium sesuai untuk pembuatan penyelesaian konkrit tahan asid, mengisi batuan tahan asid (granit, beshtaunita). Masa penetapan adalah kira-kira 8 hari.

Jenama ditakrifkan sebagai kekuatan sampel apabila diuji untuk membongkok dan mampatan.Untuk pembuatan sampel, simen dan pasir Portland digunakan, diambil dalam nisbah 1: 3. Sampel 4x4x16 cm dibuat dari larutan ini, yang menguatkan dalam tempoh 28 hari, pengerasan berlaku di bawah keadaan kelembapan yang tinggi. Untuk mempercepat pembekuan yang dibenarkan untuk menggunakan teknik mengukus sampel.

Jenama simen Portland yang paling umum hari ini adalah M 400, 500, 600:

• M 400 - jenama simen yang paling dituntut. Ciri-ciri teknikal (kekuatan, rintangan fros) sesuai untuk pembinaan kebanyakan objek.

• M 500 - simen, yang mempunyai margin keselamatan yang agak besar, yang membolehkan ia digunakan dalam pembinaan semula atau pemulihan kemudahan selepas kemalangan, untuk digunakan untuk kerja membaiki jalan, pembinaan kemudahan ketenteraan-teknikal, struktur asbestos-simen.

• M 600. Komposisi ini telah meningkatkan kekuatan, yang memungkinkan untuk menggunakannya dalam pembinaan struktur konkrit bertetulang yang kritikal, struktur kejuruteraan.

• M 700 - Simen Portland kekuatan maksimum, digunakan untuk campuran konkrit untuk pembinaan struktur stres.Menggunakannya dalam pembinaan biasa (contohnya, dalam isi rumah persendirian) tidak rasional kerana kos yang tinggi.

• M 900 - Simen tugas berat, yang digunakan hanya untuk pemasangan ketenteraan, sebagai contoh, untuk membuat bunker.

Terdapat juga "simen" jenama simen, contohnya, M 550 (ciri teknikalnya hampir kepada M500, tetapi ia sedikit lebih tahan lama).

Oleh kerana pelbagai komposisi simen Portland, ia sesuai untuk hampir semua jenis bangunan. Perkara utama adalah mengenal pasti harta simen yang paling penting dan pilih aditif yang sesuai. Sesetengah daripada mereka, apabila digunakan bersama-sama, menyamakan sifat antara satu sama lain. Ini berlaku, sebagai contoh, sambil menambah komponen untuk meningkatkan rintangan kelembapan dan rintangan fros. Yang pertama (meningkatkan ketahanan kelembapan) dengan ketara mengurangkan ketahanan fros komposisi.

Adalah penting untuk mempertimbangkan tujuan bahan tersebut.Oleh itu, bagi pembinaan objek monolitik dan struktur sivil (contohnya, jambatan, garis voltan tinggi) simen Portland M400 tidak sesuai. Untuk menyelesaikan masalah ini, adalah dibenarkan menggunakan campuran dengan kekuatan jenama sekurang-kurangnya M 500.

Walaupun pelbagai tahan sulfat simen Portland, yang telah meningkatkan rintangan kelembapan, hanya digunakan di perairan sederhana yang statik. Dalam kes lain (contohnya, untuk organisasi empangan, empangan dan struktur kejuruteraan lain) menggunakan jenis simen khas.

Awalan "Portland" menandakan kehadiran dalam campuran sejumlah besar silikat kalsium, oleh itu ia tidak disyorkan untuk blok dan struktur tujuan khas.. Simen Pozzolanic tidak sesuai digunakan dalam keadaan pengurangan suhu yang ketara.

Untuk mendapatkan maklumat tentang cara mendapatkan simen Portland, lihat video berikut.