Xi măng Portland: giống, đặc tính và ứng dụng

Chất kết dính vô cơ được sử dụng để sản xuất bê tông, trong đó, khi trộn với nước, tạo thành một dung dịch doughy, đó là đạt được sức mạnh khi nó cứng lại. Một loạt các thành phần chất kết dính như vậy là xi măng Portland.

Xi măng Portland thường được nói đến khi cần đến độ bền và chống lại các tác động tiêu cực của giải pháp môi trường. Xi măng Portland là một loại chất kết dính cho các giải pháp cụ thể.

Xi măng Portland có clinker nghiền mịn, cũng như thạch cao, đẩy nhanh quá trình thiết lập hỗn hợp. Tùy thuộc vào loại và thương hiệu của sản phẩm, công thức của nó có thể bao gồm một số phụ gia và tạp chất nhất định.

Hỗn hợp được phát minh trở lại vào năm 1824 bởi một thợ nề người Mỹ, và nợ tên của nó với sự tương đồng bên ngoài với đá vôi của Portland, được khai thác tại một trong các quận Anh.

Để thu được thành phần này, đá cacbonat được sử dụng (đá vôi, đá phấn, nhôm và silica), cũng như các loại đá (hỗn hợp đá cacbonat và đất sét, đá chuyển tiếp từ đá vôi đến đất sét). Quá trình sản xuất bắt đầu với việc nghiền cẩn thận nguyên liệu thô và trộn nó với tỷ lệ nhất định. Giai đoạn tiếp theo là việc đốt nguyên liệu thô trong lò nung ở nhiệt độ 1300-1400 ° С. Kết quả của reflow là một vật liệu gọi là clinker.

Clinker được nghiền lại và trộn với thạch cao. Nếu cần, hãy thêm các yếu tố khác làm tăng hiệu suất của thành phẩm. Hỗn hợp này vượt qua kiểm soát chất lượng và, nếu nó đáp ứng các tiêu chuẩn được chấp nhận, nó sẽ nhận được một chứng nhận phù hợp.

Có một số tùy chọn để kích hoạt nguyên liệu thô:

• Ướt. Lúc đầu, các thành phần được nghiền nát, sau đó đất sét được ngâm cho đến khi chỉ số độ ẩm đạt 70%. Sau đó, nó được trộn với đá vôi trong các nhà máy.

• Khô. Quá trình nghiền và sấy hỗn hợp xảy ra đồng thời, cho phép giảm chi phí lao động và chi phí sản xuất. Kết quả của việc chế biến tại các nhà máy nhận được nguyên liệu bột.

• Kết hợp. Công nghệ này kết hợp 2 loại sản phẩm - khô và ướt. Độ ẩm của nguyên liệu thô tăng lên 14%, sau đó các sản phẩm được nghiền và sấy khô trong các nhà máy đặc biệt.

Như đã đề cập, xi măng Portland bao gồm clinker. Trong tự nhiên, các hạt làm sẵn là khá hiếm, do đó, các chip clinker thu được giả tạo bằng cách trộn và bắn hỗn hợp cacbon và đất sét.

Clinker hoàn thành được trộn với thạch cao, hàm lượng trong thành phần không vượt quá 5%. Nó được giới thiệu để đảm bảo tính di động của giải pháp trong 45 phút, đó là điều cần thiết khi tạo thành sản phẩm hoặc thực hiện một số loại công việc nhất định.

Thành phần và tỷ lệ phần trăm của các thành phần của hỗn hợp được điều chỉnh bởi GOST 10178 85 "Xi măng Portland và xi măng xi măng xỉ". Việc tuân thủ các yêu cầu của sản xuất đảm bảo các đặc tính kỹ thuật và hoạt động cao của sản phẩm.

Để cung cấp cho xi măng Portland một số đặc tính kỹ thuật, phụ gia khoáng sản được đưa vào thành phần, hàm lượng trong đó không vượt quá 20-25%.

Phổ biến nhất là như sau:

• Aluminate tăng thời gian thiết lập của xi măng, nhưng có chỉ số sức mạnh thấp (hàm lượng có thể trong xi măng Portland không quá 15%).
• Alumoferrite có các thuộc tính giống như phụ gia trước, nhưng nội dung của nó trong thành phẩm được giảm xuống còn 10-18%.
• Belit có hiệu ứng đan, tăng thời gian đóng rắn, nhưng nội dung quá mức có thể ảnh hưởng xấu đến đặc tính sức mạnh của bố cục (nội dung cho phép - không quá 15-37%).
• Alit Nó được sử dụng rộng rãi (tỷ lệ phần trăm có thể đạt 60%) trong các chế phẩm của các loại cao, vì nó cung cấp sự bảo dưỡng nhanh chóng.

Các tính chất của xi măng portland được xác định bởi thành phần của nó. Các tiêu chí chính mà chất lượng của sản phẩm được đánh giá như sau:

• Giai đoạn thiết lập. Sự co giật của hỗn hợp phù hợp với các yêu cầu kỹ thuật của việc canh tác của nó sẽ xảy ra sau 40-45 phút. Thành phần khoáng vật học, độ mịn của mài và nhiệt độ mà công việc đang được thực hiện chính xác là những yếu tố này chủ yếu ảnh hưởng đến tốc độ cài đặt của sản phẩm.

• Nhu cầu nước. Theo thuật ngữ này được hiểu số lượng nước cần thiết để có được một dày, thích hợp cho công việc dán xi măng. Thông thường độ ẩm không được vượt quá 25% hỗn hợp. Để giảm lượng nước cần thiết, sử dụng một loại men bia hoặc chất làm dẻo sulfite.

• Tách nước. Thuật ngữ này đề cập đến việc khai thác nước trong dung dịch đã hoàn thành, sự xuất hiện của nó là do sự lắng đọng của các hạt xi măng nặng hơn. Để giảm số liệu này, hãy bổ sung khoáng chất.

• Kháng sương giá - khả năng của sản phẩm mang theo một số chu kỳ đóng băng và rã đông nhất định mà không làm mất đi đặc tính hiệu suất của nó.

• Chống ăn mòn. Đặc điểm này được kết hợp với độ mịn của hỗn hợp và độ xốp của bê tông đã hoàn thành.

• Tản nhiệt. Điều này đề cập đến khả năng bê tông giải phóng nhiệt trong quá trình làm cứng. Chế phẩm tạo nhiệt nhanh chóng được tối ưu hóa bằng cách thêm các thành phần khoáng chất hoạt tính vào nó.

Xi măng Portland có đặc tính cường độ cao hơn so với các loại xi măng khác, do đặc điểm của thành phần. Một số chất phụ gia có thể phản ứng, thay đổi các đặc tính kỹ thuật của vật liệu. Loại thứ hai được kết hợp với khả năng ổn định và vận hành cơ học của nó.

Chúng tôi không thể nói rằng một trong những đặc điểm kỹ thuật là ưu tiên cao hơn. Vì vậy, ví dụ, độ bền cao, nhưng xi măng portland được củng cố quá chậm có thể làm tăng thời gian thi công.Một thành phần chống ăn mòn, chống ăn mòn có thể chỉ được sử dụng để giải quyết một loạt các nhiệm vụ hẹp.

Ngày nay, các nhà sản xuất đang phấn đấu để tạo ra các công thức phổ quát, trong đó các tính chất quan trọng nhất đối với xi măng đều được phát âm như nhau.

Đồng thời, có những công thức chuyên biệt có mục đích đặc biệt. Như vậy có thể được coi là xi măng poóc po poololanic, có khả năng chống ăn mòn và chống ẩm tối đa, nhưng chỉ số độ bền thấp ở giai đoạn đầu của công việc (trong những ngày đầu tiên thiết lập).

Trong số các đặc tính kỹ thuật cần được nhấn mạnh:

• Trọng lượng cụ thể sản phẩm - 1100 kg / m³ cho hỗn hợp số lượng lớn, 1600 kg / m³ cho đầm nén.
• Độ mịn mài trung bình, nó là 40 micron (được xác định bởi khả năng của hỗn hợp đi qua sàng số 008), cung cấp sức mạnh cần thiết của xi măng và thời gian nó cứng lại, và cũng ảnh hưởng đến hiệu suất của nó.
• Tiêu thụ nước, hàm lượng tối ưu của chất lỏng trong chế phẩm không được vượt quá 25-28%, vì chỉ số này ảnh hưởng đến cường độ của chế phẩm (nếu có dư thừa, sự phân chia bê tông xảy ra, thiếu hụt, vết nứt xuất hiện trên thành phẩm).

• Mật độ phụ thuộc vào thương hiệu và sự hiện diện của một số chất phụ gia trong chế phẩm.Trong trạng thái lỏng lẻo, hỗn hợp có mật độ 1,1 t / m³, ở trạng thái nén - 1,5-1,7 t / m³.

• Thời gian cài đặt sau khi trộn với nước, nó không vượt quá 40-45 phút, tiếp tục cứng phụ thuộc vào thành phần và điều kiện môi trường (nó chậm lại vào mùa đông), nhưng không vượt quá 10-12 giờ (đo bằng thiết bị Vicat).
• Thay đổi âm lượng khi được kiên cố hoá, nó có nghĩa là giảm lượng xi măng trong một thể tích từ 0,5-1 mm / m trong không khí mở và làm sưng nó đến 0,5 mm / m trong nước. Một điểm quan trọng là tính đồng nhất của các thay đổi trong suốt khối lượng của dung dịch.

• Tính ổn định chống ăn mòn được thực hiện do sự ra đời của các vật liệu thủy hoạt trong chế phẩm, ngăn chặn hoạt động hóa học của muối, cũng như việc bổ sung các tạp chất làm giảm độ xốp của bê tông.
• Thời gian bảo quản không quá 12 tháng với điều kiện bao bì gốc được bảo quản (3-4 túi, túi giấy kín), vì sau 3 tháng lưu trữ tới 20% thành phần bị mất, sau một năm - lên đến 40%. Có thể trả lại những phẩm chất cũ cho xi măng như vậy chỉ bằng cách nghiền thứ cấp.
• Cường độ nén. Theo đặc điểm này, 4 lớp sức mạnh được phân biệt - 22.5; 42,5; 42,5; 52.5.Chỉ số này liên quan trực tiếp đến tốc độ cài đặt của giải pháp.

Các chỉ số về độ bền cơ học của xi măng Portland không nhỏ hơn 42,5 MPa ở 28 ngày sau khi đúc. Việc xác định được thực hiện trong điều kiện phòng thí nghiệm trên ví dụ mẫu. Phù hợp với các kết quả thu được, xi măng được dán nhãn (ví dụ, M 500). Do đó, hệ số cho biết có bao nhiêu áp suất mẫu có khả năng chịu đựng (được đo bằng kg / cm³).

Các chỉ số về sức mạnh, đến lượt nó, ảnh hưởng đến mức độ thiết lập của dung dịch (được xác định bằng kim Vicat).

Xi măng Portland là loại xi măng thường được sử dụng nhất khi đổ bê tông. Sau đó, lần lượt, được sử dụng trong xây dựng bê tông nguyên khối và bê tông cốt thép, trong việc xây dựng các đối tượng mà các đặc tính tăng cường sức mạnh được trình bày.

Do sự hiện diện của hạt clinker và các chất phụ gia khác,Xi măng Portland có biên độ an toàn lớn, có tỷ lệ kháng sương giá cao hơn, chống lại các phương tiện truyền thông tích cực. Nó là làm cho xi măng Portland trở thành vật liệu phổ biến trong xây dựng các ngành công nghiệp dầu khí.

Câu hỏi về sự khác biệt giữa xi măng và xi măng portland có phần không chính xác, vì sau này là một loại xi măng. Nói cách khác, xi măng là một tên gọi phổ biến, xi măng Portland là một loại đa dạng với một tập hợp sức mạnh nhất định.

Nó là hợp lý hơn để tạo sự khác biệt dựa trên sức mạnh thương hiệu của xi măng. Vì vậy, ví dụ Xi măng Portland M 400 kém hơn sức mạnh xi măng M 600. Xi măng Portland chính nó hơi khác một chút so với xi măng (theo phương pháp lắp đặt, công nghệ thiết lập, đặc điểm sử dụng), sự khác biệt của một số đặc tính riêng biệt là do sự có mặt của chất phụ gia.

Tất cả các loại xi măng được chia thành phụ gia không phụ gia. Bezobavochny composition không chứa các chất phụ gia khoáng chất khác ngoài thạch cao. Anh ấy thích hợp cho các đối tượng trên mặt đất, dưới lòng đất và dưới nước có tính chất nguyên khối, cũng như bê tông đúc sẵn và kết cấu bê tông cốt thépđược vận hành trong trường hợp không có môi trường tích cực.

Sự hiện diện của chất bổ sung khoáng sản cải thiện các tính chất kỹ thuật của xi măng portland, nhờ đó Chúng có thể được sử dụng trong điều kiện khắc nghiệt, với việc tiếp xúc lâu dài với cấu trúc bằng nước. Trong số các phụ gia phổ biến nhất của nguồn gốc khoáng sản là: xỉ lò cao, phụ gia khoáng hoạt tính và phụ gia khoáng chất hoạt tính tự nhiên.

Do sự ra đời của một hoặc một phụ gia khác, có một sự cải thiện trong các chỉ số như khả năng chống nước, chống ăn mòn, nhưng sự hiện diện của họ giúp giảm sức đề kháng sương giá.

Tùy thuộc vào đặc tính của thành phần, các loại xi măng Portland sau đây được phân biệt:

• Khô nhanh. Làm cứng hỗn hợp đã xảy ra trong 3 ngày đầu tiên do đổ xỉ và các khoáng chất đặc biệt là một phần của nó.Điều quan trọng là mức độ nghiền của hỗn hợp là tối thiểu. Có sẵn trong M400 và M500. Việc sử dụng chế phẩm này cho phép giảm thời gian phơi sáng của hỗn hợp trong ván khuôn và tăng đáng kể tốc độ thi công.

• Làm cứng bình thường. Nó không chứa các chất phụ gia đặc biệt, không quá cầu kỳ về mức độ nghiền hỗn hợp. Có sẵn theo GOST 31108-2003.

• Kỵ nước các biến thể được đặc trưng bởi khả năng hấp thụ độ ẩm và giảm thời gian thiết lập. Các tính chất tương tự được cung cấp bởi các axít đi vào dung dịch. Nó được sử dụng trong việc xây dựng các đối tượng hoạt động trong điều kiện độ ẩm cao, cũng như nằm trên các khu vực bị ngập lụt.

• Plasticized. Một tính năng đặc trưng của sản phẩm là sự hiện diện của chất làm dẻo trong nó, cung cấp tính di động cần thiết, giảm hấp thụ nước, khả năng chịu nhiệt. Chất hóa dẻo được đặt khi xay hỗn hợp, để chúng dường như bao bọc các hạt xi măng, ngăn cản độ bám dính của chúng.Kết quả là một thiết bị di động, thuận tiện để áp dụng thành phần, được sử dụng rộng rãi để xây dựng các cấu trúc kiến ​​trúc phức tạp.

• Grouting. Nó có khả năng băng vệ sinh, nghĩa là, để bảo vệ giếng khỏi tác động của nước ngầm. Nó được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp dầu khí, vì nó không phụ thuộc vào áp suất và nhiệt độ và đáng tin cậy giữ các cột trong giếng, ngay cả trong giai đoạn đầu của quá trình đông đặc. Có thêm một loại xi măng này - xi măng Portland có trọng lượng nhẹ, có phụ gia “nhẹ”.

• Mở rộng. Hỗn hợp này có thể có thành phần khác nhau, nhưng tất cả đều có khả năng tăng thể tích khi trộn dung dịch. Điều này là do thực tế rằng một phản ứng hóa học bắt đầu giữa các thành phần chính và bổ sung, cho phép tăng thể tích.

• Sulfate kháng. Bê tông như vậy chống lại tác động của nước sunfat, gây ra sự phát triển của sự ăn mòn.Theo quy định, xi măng chống chịu sương giá của thương hiệu M300.400 được tạo ra kháng sulfate, đôi khi M 500.

• Xi măng Portland Slac. Sản phẩm chứa xỉ xỉ lò cao, chiếm hàm lượng cao của các hạt kim loại trong đó. Hỗn hợp này được sử dụng để có được bê tông chịu nhiệt, cũng như trong việc xây dựng các đối tượng dưới mặt đất, nước, ở độ cao. Nó có sức đề kháng sương giá thấp.

• Xỉ kiềm Chế phẩm có cao hơn, so với xi măng Portland, đặc điểm. Nó có khả năng chống lại môi trường khắc nghiệt, nhiệt độ cực đoan, có khả năng chống sương giá cao và hấp thụ độ ẩm thấp. Những khả năng như vậy đạt được do sự bao gồm xỉ đất và kiềm trong thành phần, đôi khi - đất sét.

• Xi măng Portland trắng. Phạm vi áp dụng của hỗn hợp - hoàn thiện và công trình kiến ​​trúc, nó cũng hoạt động như một cơ sở cho xi măng màu. Màu trắng tuyết thu được do sản xuất sản phẩm từ đá vôi nguyên chất và đất sét trắng, cũng như làm mát thêm clinker bằng nước.

• Magnesia - chế phẩm dựa trên các oxit magiê (được nung nóng đến nhiệt độ 800 ° C) và 30% dung dịch magiê clorua. Nhờ các thành phần và tính năng của công nghệ sản xuất, có thể thu được khối lượng rắn màu trắng dễ xử lý (dễ dàng đánh bóng, không bị ảnh hưởng bởi nấm mốc, nấm).

• Xi măng Portland màu cũng được sử dụng cho các công trình trang trí. Hóa ra là trộn lẫn màu trắng và sắc tố. Loại thứ hai có thể là sắt minium, đất son, crom oxit. Điều chính là các sắc tố có tính kháng nhẹ và kiềm.

• ​​​​​​Pozzolanic. Hỗn hợp chứa xi măng Portland màu, thạch cao và phụ gia có nguồn gốc núi lửa hoặc trầm tích. Các giải pháp kết quả có khả năng chống nước cao, nó đóng băng không chỉ trong điều kiện độ ẩm cao, mà còn dưới nước.Điều này cho phép bạn sử dụng nó trong việc tổ chức các cấu trúc thủy lực, bể lót và các bể chứa khác để chứa nước, bề mặt (kể cả nghiêng) khi tiếp xúc với nước biển hoặc clo. Bề mặt đông lạnh được đặc trưng bởi độ bền, độ trơ hóa học và thiếu sự phát quang.
• Phế liệu Chế phẩm là một loại xi măng bền chắc và bền vững dựa trên đá vôi clinker và nóng chảy. Hỗn hợp đã hoàn thành chứa một lượng lớn aluminat canxi cơ bản thấp.

Một tính năng khác của alumina là tính không thể trộn lẫn với các xi măng và vôi, các chế phẩm khác, ngay cả với một lượng nhỏ có chứa kiềm. Xi măng portland Alumina thích hợp cho việc sản xuất các dung dịch bê tông chịu axít, làm đầy đá chống axit (đá granite, beshtaunita). Thời gian cài đặt khoảng 8 ngày.

Nhãn hiệu được định nghĩa là cường độ của mẫu khi thử uốn và nén.Để sản xuất mẫu, xi măng Portland và cát được sử dụng, lấy theo tỷ lệ 1: 3. Một mẫu 4x4x16 cm được làm từ dung dịch này, được làm cứng trong vòng 28 ngày, làm cứng xảy ra trong điều kiện độ ẩm cao. Để tăng tốc độ đóng băng cho phép sử dụng kỹ thuật hấp mẫu.

Các thương hiệu xi măng Portland phổ biến nhất hiện nay là M 400, 500, 600:

• M 400 - thương hiệu xi măng được yêu cầu nhiều nhất. Đặc tính kỹ thuật của nó (sức mạnh, khả năng chống sương giá) phù hợp cho việc xây dựng hầu hết các vật thể.

• M 500 - Xi măng có độ an toàn lớn, cho phép sử dụng trong việc tái thiết hoặc phục hồi các công trình sau tai nạn, được sử dụng cho công tác sửa chữa đường, xây dựng các công trình kỹ thuật quân sự, kết cấu xi măng amiăng.

• M 600. Thành phần đã tăng cường sức mạnh, có thể sử dụng nó trong việc xây dựng các kết cấu bê tông cốt thép quan trọng, cấu trúc kỹ thuật.

• M 700 - Xi măng Portland có cường độ tối đa, được sử dụng để trộn bê tông để xây dựng kết cấu chịu lực.Sử dụng nó trong xây dựng thông thường (ví dụ, trong một hộ gia đình tư nhân) là không hợp lý do chi phí cao.

• M 900 - xi măng nặng, chỉ được sử dụng cho việc lắp đặt quân sự, ví dụ, để tạo ra các hố cát.

Ngoài ra còn có các nhãn hiệu xi măng "trung gian", ví dụ, M 550 (các đặc tính kỹ thuật của nó gần với M500, nhưng chúng có độ bền cao hơn một chút).

Do sự đa dạng của các chế phẩm xi măng Portland, nó phù hợp cho hầu hết các loại công trình. Điều chính là xác định chính xác tài sản quan trọng nhất của xi măng và chọn phụ gia thích hợp. Một số người trong số họ, khi được sử dụng cùng nhau, mức độ tài sản của nhau. Điều này xảy ra, ví dụ, trong khi thêm các thành phần để cải thiện khả năng chống ẩm và chống sương giá. Việc đầu tiên (tăng sức đề kháng độ ẩm) làm giảm đáng kể sức đề kháng sương giá của chế phẩm.

Điều quan trọng là phải xem xét mục đích của vật liệu.Vì vậy, để xây dựng các đối tượng nguyên khối và cấu trúc dân sự (ví dụ, cầu, đường dây điện cao thế) Xi măng Portland M400 không phù hợp. Để giải quyết những vấn đề này, nó được phép sử dụng hỗn hợp có độ bền thương hiệu ít nhất là M 500.

Ngay cả một loại xi măng Portland kháng sulphate, mà đã tăng sức đề kháng độ ẩm, chỉ được sử dụng trong vùng nước ôn đới tĩnh. Trong các trường hợp khác (ví dụ, đối với tổ chức đập, đập và các cấu trúc kỹ thuật khác), hãy sử dụng các loại xi măng đặc biệt.

Tiền tố "Portland" biểu thị sự hiện diện trong hỗn hợp của một lượng lớn silicat canxi, do đó nó không được khuyến cáo cho các khối và cấu trúc đặc biệt.. Xi măng pozzolanic không thích hợp để sử dụng trong điều kiện giảm nhiệt độ đáng kể.

Để biết thông tin về cách lấy xi măng Portland, hãy xem video sau.