Portlandcement: rassen, eigenschappen en toepassingen

Anorganische bindmiddelen worden gebruikt voor de vervaardiging van beton, dat, gemengd met water, een deegachtige oplossing vormt, die sterker wordt naarmate deze hard wordt. Een verscheidenheid van een dergelijke bindmiddelsamenstelling is Portland-cement.

Portlandcement wordt vaak genoemd als het gaat om de noodzaak van een duurzaam en bestand tegen de negatieve effecten van de milieuoplossing. Portland-cement is een soort bindmiddel voor betonoplossingen.

Portlandcement heeft een fijngemalen klinker, evenals gips, waardoor het mengsel sneller wordt uitgehard. Afhankelijk van het type en merk van het product, kan de formule bepaalde additieven en onzuiverheden bevatten.

Het mengsel werd in 1824 uitgevonden door een Amerikaanse metselaar en dankt zijn naam aan de uiterlijke gelijkenis met de kalksteen van Portland, die werd gewonnen in een van de Engelse provincies.

Om deze samenstelling te verkrijgen, worden carbonaatgesteenten gebruikt (kalksteen, krijt, aluminiumoxide en siliciumdioxide), evenals mergel (een mengsel van carbonaatrotsen en klei, een overgangsgesteente van kalksteen tot klei). Het productieproces begint met het zorgvuldig malen van grondstoffen en het mengen in bepaalde verhoudingen. De volgende fase is het afvuren van grondstoffen in ovens met een temperatuur van 1300-1400 ° С. Het resultaat van reflow is een materiaal dat klinker wordt genoemd.

De klinker wordt opnieuw gemalen en vermengd met gips. Voeg zo nodig andere elementen toe die de prestaties van het eindproduct verhogen. Dit mengsel slaagt voor de kwaliteitscontrole en als het aan de aanvaarde normen voldoet, ontvangt het een certificaat van overeenstemming.

Er zijn verschillende opties voor het bakken van grondstoffen:

• nat. Eerst worden de componenten verbrijzeld en vervolgens wordt de klei gedrenkt tot de vochtindex 70% bereikt. Daarna wordt het gemengd met kalksteen in de fabrieken.

• droog. Het proces van malen en drogen van het mengsel vindt gelijktijdig plaats, hetgeen het mogelijk maakt om arbeidskosten en productiekosten te verminderen. Als resultaat van verwerking in molens ontvangen poedervormige grondstoffen.

• gecombineerde. Deze technologie combineert twee soorten productie - droog en nat. De vochtverzadiging van de grondstof stijgt naar 14%, waarna de producten worden gemalen en gedroogd in speciale molens.

Zoals eerder vermeld, Portlandcement bestaat uit klinker. In de natuur zijn kant-en-klare korrels vrij zeldzaam, dus de klinkerchips worden kunstmatig verkregen door koolstof- en kleimengsels te mengen en af ​​te vuren.

De afgewerkte klinker wordt gemengd met gips, waarvan de inhoud in de samenstelling niet meer dan 5% bedraagt. Het wordt geïntroduceerd om de mobiliteit van de oplossing 45 minuten te garanderen, wat nodig is bij het vormen van producten of het uitvoeren van bepaalde soorten werk.

De samenstelling en het percentage van de componenten van het mengsel wordt bepaald door GOST 10178 85 "Portland cement en slakken portland cement". Het voldoet aan de eisen van de productie en garandeert hoge technische en operationele kenmerken van het product.

Om Portland-cement bepaalde technische kenmerken te geven, worden minerale additieven in de samenstelling ingebracht, waarvan de inhoud niet meer dan 20-25% bedraagt.

De meest populaire zijn de volgende:

• aluminaat verhoogt de hardingstijd van cement, maar heeft lage krachtindicatoren (mogelijk gehalte in Portlandcement is niet meer dan 15%).
• alumina ferriet heeft dezelfde eigenschappen als het vorige additief, maar de inhoud in het eindproduct is teruggebracht tot 10-18%.
• Bleekt heeft een breiend effect, verlengt de uithardingstijd, maar overmatig gehalte kan de sterkte-eigenschappen van de samenstelling negatief beïnvloeden (toegestane inhoud - niet meer dan 15-37%).
• Alite Het wordt veel gebruikt (de procentuele verhouding kan 60% bereiken) in de composities van hoge kwaliteiten, omdat het zorgt voor een snelle uitharding.

De eigenschappen van Portlandcement worden bepaald door de samenstelling ervan. De belangrijkste criteria waarmee de kwaliteit van het product wordt beoordeeld, zijn de volgende:

• Periode instellen. Het inbrengen van het mengsel in overeenstemming met de technische vereisten van de teelt ervan moet na 40-45 minuten plaatsvinden. De mineralogische samenstelling, de fijnheid van het malen en de temperatuur waarbij het werk wordt gedaan, zijn juist deze factoren die hoofdzakelijk de instelsnelheid van het product beïnvloeden.

• Water vraag. Onder deze term wordt verstaan ​​de hoeveelheid water die nodig is om een ​​dikke te verkrijgen, geschikt voor het werk van cementpasta. Meestal mag vocht niet groter zijn dan 25% van het mengsel. Om de vereiste hoeveelheid water te verminderen, worden een sulfietgist-brouwsel of weekmakers gebruikt.

• Water scheiding. Deze term verwijst naar de extractie van water in de afgewerkte oplossing, waarvan het optreden te wijten is aan de sedimentatie van zwaardere cementdeeltjes. Om dit aantal te verminderen, kunt u minerale supplementen gebruiken.

• Vorstbestendigheid - het vermogen van het product om een ​​bepaald aantal cycli van bevriezen en ontdooien te dragen zonder zijn prestatiekenmerken te verliezen.

• Corrosiebestendigheid. Deze eigenschap hangt samen met de fijnheid van het mengsel en de mate van porositeit van het afgewerkte beton.

• Warmtedissipatie. Dit verwijst naar het vermogen van beton om warmte af te geven tijdens het harden. Een snel warmte gevende samenstelling wordt geoptimaliseerd door er actieve minerale componenten aan toe te voegen.

Portlandcement heeft sterkere eigenschappen vergeleken met andere soorten cement, vanwege de kenmerken van de samenstelling. Sommige additieven kunnen reageren, waardoor de technische eigenschappen van het materiaal veranderen. Deze laatste worden geassocieerd met de mechanische stabiliteit en bedieningsmogelijkheden.

We kunnen niet zeggen dat een van de technische kenmerken van hogere prioriteit is. Dus, bijvoorbeeld, duurzaam, maar te langzaam gestold Portlandcement kan de bouwtijd verlengen.Een vorstbestendige maar corrosieve samenstelling kan alleen worden gebruikt om een ​​beperkt aantal taken op te lossen.

Tegenwoordig streven fabrikanten ernaar universele formuleringen te maken waarin eigenschappen die het belangrijkst zijn voor cement even duidelijk zijn.

Tegelijkertijd zijn er gespecialiseerde formuleringen die een speciaal doel hebben. Dit kan worden beschouwd als pozzolaan portlandcement, dat de maximale corrosiebestendigheid en vochtbestendigheid heeft, maar eerder indicatoren met een lage sterkte bij de beginfasen van het werk (in de eerste dagen van het uitharden).

Onder de technische kenmerken moet worden benadrukt:

• Soortelijk gewicht product - 1100 kg / m³ voor bulkmixen, 1600 kg / m³ voor verdichting.
• Grinding fijnheid Gemiddeld is het 40 micron (bepaald door het vermogen van het mengsel om door de zeef nr. 008 te gaan), wat de noodzakelijke sterkte van het cement en de tijd dat het uithardt, en ook de prestaties beïnvloedt.
• Waterverbruikhet optimale gehalte van de vloeistof in de samenstelling mag niet hoger zijn dan 25-28%, omdat deze indicator de sterkte van de samenstelling beïnvloedt (als er een overmaat is, de verdeling van beton optreedt, met een tekort, verschijnen scheuren op het afgewerkte product).

• dichtheid hangt af van het merk en de aanwezigheid van bepaalde additieven in de samenstelling.In de losse toestand heeft het mengsel een dichtheid van 1,1 t / m³, in de compacte toestand - 1,5 - 1,7 t / m³.

• Duur van de instelling na vermenging met water duurt het niet langer dan 40-45 minuten, verdere uitharding is afhankelijk van de samenstelling en de omgevingsomstandigheden (het vertraagt ​​in de winter), maar overschrijdt niet 10-12 uur (gemeten met het Vicat-apparaat).
• Volumewijziging wanneer gestold, betekent dit het verminderen van het cementlichaam in een volume van 0,5-1 mm / m in de open lucht en zwellen tot 0,5 mm / m in water. Een belangrijk punt is de uniformiteit van veranderingen in het volume van de oplossing.

• Anticorrosiebestendigheid wordt bereikt door de introductie van hydroactieve materialen in de samenstelling, die de chemische activiteit van zouten voorkomen, evenals de toevoeging van onzuiverheden die de porositeit van beton verminderen.
• Opslagtijd is niet meer dan 12 maanden, mits de originele verpakking bewaard blijft (3-4 lagen, hermetisch gesloten papieren zakken), omdat na 3 maanden opslag tot 20% van de samenstelling verloren gaat, na een jaar - tot 40%. Het is mogelijk om de eerstgenoemde eigenschappen aan dergelijk cement alleen door secundair malen terug te geven.
• Druksterkte. In overeenstemming met deze eigenschap worden 4 klassen van kracht onderscheiden - 22,5; 42,5; 42,5; 52.5.Deze indicator houdt rechtstreeks verband met de instelsnelheid van de oplossing.

Indicatoren voor de mechanische sterkte van Portland cement zijn niet minder dan 42,5 MPa op 28 dagen na het gieten. De bepaling wordt uitgevoerd in laboratoriumomstandigheden op het voorbeeld van het monster. In overeenstemming met de verkregen resultaten is het cement gelabeld (bijvoorbeeld M500). De coëfficiënt geeft dus aan hoeveel druk het monster kan weerstaan ​​(gemeten in kg / cm³).

Aanduidingen van sterkte beïnvloeden op hun beurt de mate van instelling van de oplossing (bepaald met behulp van een Vicat-naald).

Portlandcement is een soort cement dat het meest wordt gebruikt bij het storten van beton. Deze laatste wordt op zijn beurt gebruikt in monolithische en gewapende betonconstructies, bij de constructie van objecten waaraan verhoogde sterkte-eigenschappen worden gepresenteerd.

Vanwege de aanwezigheid van klinkerkorrels en andere additieven,Portlandcement heeft een grote veiligheidsmarge, heeft een hogere vorstweerstand, resistentie tegen agressieve media. Het is maakt Portland cement een populair materiaal in de bouw van olie- en gasindustrieën.

De kwestie van de verschillen tussen cement en portlandcement is enigszins onjuist, aangezien dit laatste een soort cement is. Met andere woorden, cement is een soortnaam, Portlandcement is een variëteit met een bepaalde sterkte.

Het is logischer om verschillen te maken op basis van de merksterkte van het cement. Dus bijvoorbeeld Portland cement M 400 is inferieur in zijn sterkte om M 600 te cementeren. Portlandcement zelf is een beetje anders dan cement (volgens de installatiemethode, de technologie van het uitharden, de kenmerken van gebruik), het verschil op een of andere manier met onderscheidende kenmerken is te wijten aan de aanwezigheid van additieven.

Alle soorten cement zijn verdeeld in niet-additief en additief. Bezobavochny samenstelling bevat geen andere minerale additieven dan gips. zij geschikt voor bovengrondse, ondergrondse en onderwater objecten van monolithische aard, evenals prefab beton en gewapende betonconstructiesdie worden gebruikt in afwezigheid van een agressieve omgeving.

Aanwezigheid van minerale supplementen verbetert de technische eigenschappen van Portlandcement, waardoor Ze kunnen worden gebruikt in agressieve omstandigheden, met langdurig contact van de structuur met water. Tot de meest voorkomende toevoegingen van minerale oorsprong behoren: hoogovenslakken, actieve minerale additieven en natuurlijke actieve minerale additieven.

Door de introductie van een of ander additief is er een verbetering in indicatoren zoals waterbestendigheid, corrosieweerstand, maar hun aanwezigheid helpt de vorstbestendigheid te verminderen.

Afhankelijk van de kenmerken van de samenstelling, worden de volgende soorten Portland-cement onderscheiden:

• Snel droog. Verharding van het mengsel vindt al plaats in de eerste 3 dagen van het gieten vanwege de slakken en speciale mineralen die er deel van uitmaken.Het is belangrijk dat de mate van malen van het mengsel minimaal was. Beschikbaar in M400 en M500. Het gebruik van deze samenstelling maakt het mogelijk om de blootstellingstijd van het mengsel in de bekisting te verminderen en het tempo van bouwwerkzaamheden aanzienlijk te verhogen.

• Normale verharding. Het bevat geen speciale additieven, niet zo kieskeurig over de mate van malen van het mengsel. Beschikbaar in overeenstemming met GOST 31108-2003.

• hydrofobe de variant wordt gekenmerkt door zijn vermogen om vocht te absorberen en een verkorte instellingstijd. Vergelijkbare eigenschappen worden geleverd door de acidoïden die de oplossing binnenkomen. Het wordt gebruikt bij de constructie van objecten die worden gebruikt in omstandigheden met een hoge luchtvochtigheid, evenals in overstroomde gebieden.

• geplastificeerd. Een kenmerkend kenmerk van het product is de aanwezigheid van weekmakers erin, die de nodige mobiliteit verschaffen, waterabsorptie verminderen, hittebestendigheid. Weekmakers worden bij het malen van het mengsel gelegd, zodat ze de cementdeeltjes lijken te omhullen, waardoor hun hechting wordt voorkomen.Het resultaat is een mobiele, gemakkelijk aan te brengen compositie, die op grote schaal wordt gebruikt voor de bouw van complexe architectonische structuren in vorm.

• oliebron. Het heeft het vermogen om te tamponeren, dat wil zeggen om de putten te beschermen tegen de effecten van grondwater. Het wordt veel gebruikt in de olie- en gasindustrie, omdat het niet afhankelijk is van druk en temperatuur en op betrouwbare wijze de kolommen in de putten vasthoudt, zelfs in de beginfase van stolling. Er is nog een soort van dit type cement - het voegvoegsel van lichtgewicht Portland-cement, dat "lichtgewicht" additieven bevat.

• uitbreiden. Dergelijke mengsels kunnen een verschillende samenstelling hebben, maar ze delen allemaal het vermogen om in volume te verhogen bij het mengen van de oplossing. Dit is het gevolg van het feit dat er een chemische reactie begint tussen de hoofdcomponent en de aanvullende componenten, wat het volume verhoogt.

• Sulfaatbestendig. Dergelijk beton is bestand tegen de effecten van sulfaatwater, waardoor corrosie ontstaat.In de regel wordt vorstbestendig cement van het merk M300,400 sulfaatbestendig gemaakt, soms M 500.

• Slac Portland-cement. Het product bevat hoogovenslakken, wat het hoge gehalte aan metaaldeeltjes daarin verklaart. Het mengsel wordt gebruikt om hittebestendig beton te verkrijgen, evenals in de constructie van objecten onder de grond, water, op hoogte. Het heeft een lage vorstbestendigheid.

• Slakkende alkali De samenstelling heeft een hoger, in vergelijking met Portland cement, kenmerken. Het is bestand tegen agressieve omgevingen, extreme temperaturen, heeft een hoge vorstbestendigheid en een lage vochtopname. Dergelijke vermogens worden bereikt door de opname van gemalen slak en alkali in de samenstelling, soms - klei.

• Wit Portland Cement. Het toepassingsgebied van het mengsel - afwerking en architecturale werkzaamheden, het fungeert ook als een basis voor gekleurde cementsoorten. De sneeuwwitte tint wordt verkregen door de vervaardiging van het product uit zuivere kalksteen en witte klei, evenals door extra afkoeling van de klinker met water.

• magnesiumhoudend - samenstelling op basis van magnesiumoxiden (verwarmd tot een temperatuur van 800 ° C) en een 30% waterige oplossing van magnesiumchloride. Dankzij de componenten en kenmerken van de productietechnologie is het mogelijk om een ​​massieve witte massa te verkrijgen die gemakkelijk te verwerken is (gemakkelijk gepolijst, niet aangetast door schimmel, schimmel).

• Kleur Portland Cement ook gebruikt voor decoratieve werken. Het blijkt door het mengen van witte modificatie en pigment. Dit laatste kan ijzerminium, oker, chroomoxide zijn. Het belangrijkste is dat de pigmenten licht en alkalibestendig zijn.

• ​​​​​​puzzolaanaarde. Het mengsel bevat gekleurd Portland-cement, gips en additieven van vulkanische of sedimentaire oorsprong. De resulterende oplossing heeft een hoge weerstand tegen water, het bevriest niet alleen in omstandigheden met hoge vochtigheid, maar ook onder water.Hiermee kunt u het gebruiken in de organisatie van hydraulische constructies, bekledingsbassins en andere tanks voor het opslaan van water, oppervlakken (inclusief hellende) in contact met zee- of chloorwater. Het bevroren oppervlak wordt gekenmerkt door duurzaamheid, chemische inertie en gebrek aan uitbloeiingen.
• aluminiumcement De samenstelling is een snel hardend en duurzaam cement op basis van klinkers en gesmolten kalksteen. Het gerede mengsel bevat grote hoeveelheden laag-basische calciumaluminaten.

Een ander kenmerk van aluminiumoxide is de ontoelaatbaarheid van het mengen met andere cementen en kalksamenstellingen, zelfs in kleine hoeveelheden die alkali bevatten. Alumina Portlandcement is geschikt voor de productie van zuurbestendige betonoplossingen, het vullen van zuurbestendige stenen (graniet, beshtaunita). De uithardingstijd is ongeveer 8 dagen.

Merk wordt gedefinieerd als de sterkte van het monster bij testen voor buiging en compressie.Voor de vervaardiging van het monster worden portlandcement en zand gebruikt, genomen in een verhouding van 1: 3. Een monster van 4x4x16 cm wordt gemaakt van deze oplossing, die stolt binnen 28 dagen, harden treedt op bij omstandigheden van hoge vochtigheid. Om het bevriezen te versnellen toegestaan ​​om zijn toevlucht te nemen tot de techniek van het stomen van het monster.

De meest voorkomende merken Portland Portland cement van vandaag zijn M 400, 500, 600:

• M 400 - het meest gevraagde merk cement. De technische kenmerken (sterkte, vorstbestendigheid) zijn geschikt voor de constructie van de meeste objecten.

• M 500 - cement, dat een enigszins grote veiligheidsmarge heeft, waardoor het kan worden gebruikt bij de wederopbouw of restauratie van voorzieningen na een ongeval, voor wegwerkzaamheden, bouw van militair-technische voorzieningen, asbestcementconstructies.

• M 600. De samenstelling heeft een verhoogde sterkte, wat het mogelijk maakt om het te gebruiken bij de constructie van kritieke gewapende betonconstructies, technische constructies.

• M 700 - Portlandcement van maximale sterkte, gebruikt voor betonmix voor de constructie van gestreste constructies.Gebruiken in een gewone constructie (bijvoorbeeld in een privé-huishouden) is irrationeel vanwege de hoge kosten.

• M 900 - zwaar cement, alleen gebruikt voor militaire installaties, bijvoorbeeld om bunkers te maken.

Er zijn ook "intermediaire" merken cement, bijvoorbeeld M 550 (de technische kenmerken liggen dicht bij de M500, maar ze zijn iets duurzamer).

Door de verscheidenheid aan composities van Portland-cement is het geschikt voor bijna elk type gebouw. Het belangrijkste is om de belangrijkste eigenschap van cement correct te identificeren en het juiste additief te selecteren. Sommigen van hen, wanneer ze samen worden gebruikt, egaliseren de eigenschappen van elkaar. Dit gebeurt bijvoorbeeld tijdens het toevoegen van componenten om de vochtbestendigheid en vorstbestendigheid te verbeteren. De eerste (toenemende vochtbestendigheid) vermindert de vorstbestendigheid van de samenstelling aanzienlijk.

Het is belangrijk om het doel van het materiaal te overwegen.Dus voor de constructie van monolithische objecten en civiele constructies (bijvoorbeeld bruggen, hoogspanningslijnen) is Portlandcement M400 niet geschikt. Om deze problemen op te lossen, is het toegestaan ​​om een ​​mengsel te gebruiken met een merksterkte van minimaal M 500.

Zelfs een sulfaatbestendige variëteit van Portland-cement, dat een verhoogde vochtbestendigheid heeft, wordt alleen gebruikt in statisch gematigd water. In andere gevallen (bijvoorbeeld voor de organisatie van dammen, dammen en andere technische constructies) worden speciale soorten cement gebruikt.

Het voorvoegsel "Portland" geeft de aanwezigheid aan in het mengsel van een grote hoeveelheid calciumsilicaten, dus wordt het niet aanbevolen voor blokken en structuren voor speciale doeleinden.. Pozzolaancement is niet geschikt voor gebruik in omstandigheden van significante temperatuurverlaging.

Zie de volgende video voor informatie over het verkrijgen van Portland cement.