Состав цемента: применение свойств и назначение в строительстве

Преимущества и недостатки быстросохнущего цемента

Характеристики быстросохнущего портландцемента имеют значительные преимущества по сравнению с обычным бетоном. Этот тип бетона используется в следующих чрезвычайных ситуациях:

• быстросохнущий вид цемента применяют при возведении высотных сооружений. Это основано на возможности исключения процедуры пропаривания, что сокращает длительность технологического процесса;
• ускорение сдачи объектов за счет сокращения перерывов, практически непрерывная очередность этапов строительства.

Однако ряд существенных недостатков, технологии производства быстротвердеющего цемента, оставляют обычный цемент для работы на строительном рынке:

• применение дорогого оборудования в производстве БТЦ;
• сырье и примеси высокого качества.

Рекомендации по работе с материалом

При использовании портландцемента важно учитывать его специфические свойства и помнить об отличии от обычного цемента. Соблюдение определенных условий облегчит работу с материалом:

Для надежного строительства на сложных грунтах мастера рекомендуют купить сульфатостойкий портландцемент; Для летной стяжки можно выбрать белый или цветной состав; При работе с цементом важно помнить, что он начинает схватываться в зависимости от выбранного состава, но не ранее чем через 30-40 минут; Если в составе есть добавки для повышения водонепроницаемости, то морозостойкость снижается; При выборе смеси рекомендуется ознакомиться с сертификатами качества, так как нередки случаи подделок;

Область применения

Сфера применения цемента напрямую зависит от его свойств и характеристик.Снипы и ГОСТы предусматривают все правила и особенности использования различных марок цемента с определенными техническими характеристиками при строительстве зданий, производстве продукции и т.д. Также на выбор цемента влияют условия его применения, задачи, особенности эксплуатации.

Где применяют цемент:

Ведение общих конструкций — от строительства козпостроек и малоэтажных зданий до заливки многоэтажных зданий, в сборных и монолитных фундаментах и перекрытиях, наливных полах, стенах.Цемент также используется для кладки, штукатурного раствора.

• Дорожно-промышленное строительство – возведение взлетно-посадочных полос, мостов, гидротехнических конструкций, несущих частей многоэтажных зданий.
• Добывающая промышленность – укрепление технических сооружений, тампонирование газовых/нефтяных скважин.
• Сооружения, эксплуатируемые в сложных и агрессивных условиях – при повышенных сульфатах, в кислотах, где наблюдается частое замораживание/оттаивание.

Гидравлические вяжущие вещества

К ним относятся вещества, образующие гидрат (молекула воды входит в кристаллическую решетку как составная часть) соединения, когда превращение в кампанное тело и дальнейший набор прочности может происходить во влажной среде, а воздействие воды при эксплуатации конструкций не приводит к их разрушению.

Растворы и бетоны для выполнения водонепроницаемых конструкций готовятся на основе гидравлической извести (из осадочных известковых пород — мергелей) и портландцемента, причем именно последний придает монолитным и сборным элементам здания необходимую прочность, а известковые растворы используются там, где нагрузка минимальна.

Состав и прочность

Важнейшим показателем качества цемента является прочность изделий, изготовленных на его основе.ГОСТом установлены необходимые показатели, которые обозначаются специальной маркировкой.Цифра означает прочность на растяжение и сжатие при лабораторных испытаниях стандартных образцов, на устойчивость к нагрузкам которых также влияет состав цемента.М400 означает, что образцы выдержали нагрузку в 400 кг

Исследования показывают, что минеральный состав исходного сырья является наиболее важным фактором, влияющим на прочность цементных растворов и бетона.Правильный подбор компонентов позволяет найти нужную пропорцию между скоростью набора прочности и конечной величиной устойчивости нагрузок, которая со временем только увеличивается.Состав цемента М500 позволяет создавать балки и плиты, способные выдерживать колоссальные нагрузки.

Сегодня в мире существует огромное количество цемента различного качества.Выбор сырья часто определяется экономическими факторами, и, при правильном подходе, в процессе строительства необходимо знать, из чего состоит цемент, чтобы сделать правильный выбор и быть уверенным в прочности и долговечности будущего дома.

Состав цемента

В вопросе, из чего делают цемент, долгое время не было принципиальных изменений, состав сохранился с прошлых веков.Основой всегда был клинкер, также в состав входят минеральные добавки с оптимальным содержанием 15-20%.В такой концентрации минералы оказывают незначительное влияние на эксплуатационные и технические характеристики.Если концентрация добавок выше 20%, свойства будут сильно изменены, состав называют пуццолановым цементом.

Химический состав цемента:

• алит (Са3SiO5) – увеличивает скорость взаимодействия с водой. Компонент важен на этапе приобретения прочности. В составе клинкера количество трёхкальциевого силита составляет 50–70 %;
• белит (Ca2SiO4) – обеспечивает набор прочности на поздних этапах застывания. Изначально слабо реагирует на воду, увеличение прочности за счёт двухкальциевого силиката вначале практически не происходит. В клинкере содержится 15–30 %;

Цемент — это вяжущее вещество, обладающее свойством затвердевать в воде и на открытом воздухе.

• алюминатная фаза (Са3Al2O6) – при смешивании с водой провоцирует быструю реакцию, обеспечивает начальное схватывание. Для контроля за процессом застывания в состав добавляют гипс и подобные вещества. Трёхкальциевого алюмината содержится 5–10 %;
• ферритная фаза (Са3Al2O6). Вступает в активную фазу реакции между циклами алита и белита. Количество четырёхкальциевого алюмоферрита составляет 5–15 %;
• остальные компоненты – сульфаты щелочного типа, оксид кальция – до 3 %.

Основные характеристики цемента

Строительные материалы, включая цемент, чаще всего проверяются на соответствие следующим характеристикам:

Прочность. Для проверки этой характеристики потребуется изготовить бетонный цилиндр и впоследствии подвергнуть его испытаниям на сжатие. Продолжительность воздействия на образец &mdsah; не менее 28 дней. Именно такой срок необходим для того, чтобы материал полностью набрал прочность. После проверки и сравнения показателей в МПа, можно установить марку данного цемента, которые обозначаются: М200, М300, М400, М500, М600;

• Стойкость материала к воздействию коррозии. Находясь во влажной среде, бетонные конструкции, не обработанные специальными составами, подвергаются коррозии. Для устранения этого процесса рекомендуется использовать специальные добавки при формировании раствора для бетонирования. Тоже касается защиты от воздействия активных веществ и различной бытовой химии. Для работы в агрессивных средах и при повышенной влажности разработана специальная марка – пуццолановый цемент;
• Морозоустойчивость. Данная характеристика определяется в циклах заморозки и разморозки материала, при которых он способен сохранять свои изначальные свойства. При замерзании влаги в порах и микротрещинах бетонного основания происходит расширение, что влияет на качество бетона и приводит к его разрушению. Для усиления структуры бетона, необходимо использовать специальные присадки, которые позволяют бетону выдерживать резкие температурные перепады. Также присадки используются для организации работы в зимнее время;
• Водопотребность. Выражается в процентах по отношению к общему объему раствора требуемой пластичности. Максимальное значение водопотребности в портландцементе составляет 28%. Следует понимать, что смесь, которой требуется минимальное количество воды, дает более прочный и надежный бетон, а раствор, насыщенный водой, дает пористую структуру бетона, что характеризуется более низкой прочностью;
• Срок схватывания. Данный показатель важен для организации работ. Он не должен быть слишком длительным или коротким, чтобы не нарушать процесс выполнения заливки основания или кладки. Данная характеристика регулируется количеством гипса в сухой смеси. Если объем гипса выше – схватывание происходит быстрее, если ниже – медленнее. Оптимально процесс вставания цемента происходит в течение 10 часов, а начало схватывания находится в пределах 40-50 минут.

Сфера применения

Этот материал используется в декоративных и промышленных целях. Ведь именно белый цемент является основой для производства клеевых и затирочных составов.

Его используют в дорожной разметке, так как он обладает светоотражающим свойством. И даже это не последняя сфера его применения.

При частном использовании, из-за белизны, этот материал приобретается для следующих целей:

• Отделка фасадов. Она сохраняется длительное время в первозданном виде. Также поверхность не будет выгорать под прямыми солнечными лучами.
• Самостоятельное производство затирок, штукатурки и тому подобного.
• Воссоздание декоративных конструкций. К примеру, ступеней, скульптур и архитектурных произведений. Поэтому используют этот материал не только в производственных целях, но и дома, в большинстве случаев на приусадебных участках.
• В основном, белый цемент используется для изготовления декоративных элементов и декорирования имеющихся поверхностей. С его помощью можно воссоздать красивые поверхности различных фактур.

Это материал повышенной прочности, который имеет огромную сферу применения в различных областях. Его главное преимущество — длительный срок службы, поэтому он широко используется и уже успел зарекомендовать себя как один из самых востребованных материалов.

Функции цемента

Как уже отмечалось выше, цементные клубочки являются функциональными клетками, и именно благодаря им откладываются последующие цементные слои. Слои ткани откладываются на протяжении всей жизни человека, и за всю ее увеличение толщины происходит в 2-3 раза. Отложение цемента необходимо для поддержания нормальной длины зуба в процессе естественного стирания, при этом происходит «выталкивание» зуба. Эта компенсаторная функция, необходимая для сохранения нормального размера клинической коронки с помощью наслоения тканей, называется пассивным прорезыванием зуба. В некоторых случаях наслоение может увеличиваться на верхушках корней зубов при потере «противоположного» зуба на противоположной зубной дуге.

Итак, функции:

Обеспечение крепления периодонтальных волокон к зубу.

Цемент — важный компонент опорного аппарата зуба. Защита дентина от неблагоприятных факторов. Участвует в восстановительных процессах при образовании резорбционных лакун. Компенсирует длину зуба при естественном износе эмали, «выталкивая» зуб. Особенно важное клиническое значение имеет соединение цемента и эмали.Цементно-эмалевая граница. болото в суставе; Обнажение денина — у пожилых людей; Раскрытие цемента до эмали.

Если, например, наличие полости между цементом и эмалью является причиной повышенной чувствительности в шейке зуба.Также причиной может быть покрытие дентина небольшим слоем цемента.Боль возникает при высокой или низкой температуре употребляемой пищи, при прикосновении стоматологических инструментов.Цемент — защита дентина.

Как сделать цемент в домашних условиях

Вы можете получить цемент в домашних условиях, но только если у вас есть все исходные материалы и необходимое оборудование:

1. доменная печь для обжига при температуре 1500 °C;
2. дробилка для измельчения клинкера в муку.

В одном из способов самодельного цемента используются смола и сера.Полученный цемент можно использовать для кладки плитки и кирпича, создания цементной стяжки.Технология изготовления следующая:

1. Растопить в металлической емкости 1 кг смолы, в огнеупорной емкости – 1 кг серы.
2. Соединить жидкие компоненты, перемешать до однородной консистенции.
3. Ввести 2 кг просеянного однородного песка и 3 кг оксида свинца (свинцового глета).
4. Постоянно подогревая смесь, размешивать ее до получения однородной массы.
5. Произвести обжиг в доменной печи и дать продукту отстояться.

В реальности с изготовлением цемента в домашних условиях возникают определенные трудности, так как для производства необходимы обжиговая печь и мельница.В связи с этим в домашних условиях необходимо изменить рецептуру цемента, используя для его изготовления воду, гашеную известь и каменную золу.Полученный раствор подходит для заделки небольших трещин, и его необходимо использовать сразу после изготовления.

Расшифровка маркировки цемента по новым нормативам

Кодирование информации о продукции по ГОСТ 31108-2003 основано на разделении видов цемента на 5 групп, обозначаемых римскими цифрами. Первые 3 буквы взяты из названия порошка — CEM.

В каждом союзе есть таблички с указанием особенностей производства:

• I — портландцемент бездобавочный, состоит на 95-100% из цементного клинкера;
• II — эта группа подразделяется на подклассы А с добавками 6-20% и В — 21-35%. Здесь же находятся пуццолановые цементы, содержащие <20% пуццолана, и композитные, в которых присадки суммарно не превышают того же значения;
• III — шлакопортландцемент при содержании шлаков 36-65%;
• IV — пуццолановый цемент с добавкой 21-35%;
• V — композиционный порошок, включающий в состав 11-30% шлака и в тех же пределах пуццолан.

Каждая из добавок в обозначении своей буквы: и — известняк, с — зола уноса, МК — микросил, К — композиционная добавка, Г — ГЛУ, Ш — шлак, П — потцолан.После цифры класса прочности, буквы: H — нормальное время твердения, b — быстрое схватывание.Пример: Шлакопортландцемент ЦЕМ III

Химический состав

Многие знают, из чего состоит цемент, однако, существует несколько видов этого материала.На вопрос, почему получается разный материал, и зависит ли это от химического состава цемента, ответ положительный.Перечисленные ниже пропорции элементов, дополнительные смеси и химические добавки влияют на состав получаемого материала, тем самым создавая множество видов цемента. Существует вид смеси под названием «портландцемент».Это самый необходимый и востребованный строительный материал в повседневной жизни.Он состоит из:

• CaO — в научной или промышленной деятельности – оксид кальция — 62%;
• SiO2 — в быту — кремнезем, примерно 20%;
• Al2O3 – в быту – глинозем, не менее 4%;
• Fe2O3 – в быту – железняк, научно — оксид железа – плюс/минус 2%;
• MgO – в быту – жженая магнезия, научно — оксид магния – примерно 1%.

Описанные пять элементов занимают минимум 89%.Остальные 11% — это дополнительные химические добавки, которые позволяют добиться необходимой человеку характеристики (например, пластичность достигается за счет пластификатора). Наряду с химическими формулами существуют основные заготовки для строительного материала:

1. Клинкер – нужен для создания водостойкости, морозостойкости, высокой прочности. Состоит из известняка и глины. Заготовку нагревают до температуры в 1450 – 1500 градусов Цельсия. Оно должно начать плавиться и образовывать капсулы (гранулы). После проделанной процедуры полученный материал измельчают в пыль и добавляют в будущую строительную смесь. В основном, от этого материала зависит плотность цемента.
2. Гипс — элемент, также влияющий на прочность, плотность цемента, скорость его застывания. В конечном строительном материале доля гипса не должна превышать 6%.
3. Прочие химические добавки, с помощью которых получают отдельные виды.

Портландцемент

Форма, основой которой служит клинкер, и смеси кальция и других веществ добавляются.Портландцемент — смесь с высокой плотностью и высокой скоростью твердения.В начале использования — вязкая, тягучая смесь.После перемешивания — прочный монолит.

Сульфатостойкий

Этот вид используется в тяжелых условиях для упрочнения, так как он стабилен благодаря химическим соединениям внутри материала.Такая смесь долго сохнет, но со временем становится такой же прочной, как портландцемент.Примером может служить насосная станция или оборудование для водоснабжения — эта инфраструктура создается из сульфатостойкого материала.

Пуццолановый

Основой такого материала также служит клинкер (от 65%) и всевозможные добавки (от 25%).Такой цемент легче других смесей, меньше нагревается при охлаждении, обладает высокой водостойкостью.Используется при строительстве подводной инфраструктуры, фундаментов домов.

Глиноземистый

Название происходит от основного и базового элемента в этой форме смеси — Al2O3, или глинозема.С его помощью восстанавливают мосты, ремонтируют корабли, быстровозводимые конструкции, для которых необходима высокая прочность.Хинлатный материал высыхает быстрее, чем другие виды.

Кислотоупорный

Ингредиенты: Глазурь + Гипс + Al2O3 + Cao.Заезжает на 10 минут.Используется для водонепроницаемых конструкций и гидроизоляции.

Пластифицированный

Основой является портландцемент, добавляются химические добавки. Отличается высокой морозостойкостью, плотностью. Используется в дорожном, аэродромном производстве, а также в местах с нестабильным уровнем влажности.

Шлакоцемент

Смесь состоит из измельченного клинкера (от 21% до 80%) и гипса (оставшаяся часть).Она медленно твердеет.Введение шлака снижает расход топлива.Применяется при создании подземных, надземных сооружений с повышенной влажностью.

Виды цемента и что это такое

Под цементом чаще всего подразумевают связующее вещество, скрепляющее газоблок, кирпич, шлакоблок и другие элементы для создания зданий.Также цемент используют для создания фундамента, так как он может быть связан с укрепляющим основанием, вместе с ним служат укрепляющее основание и сам бетон, из которого получают искусственный камень.

Бетон — это жидкая масса, которая чаще всего состоит из песка и цемента, смешанных с водой в определенных пропорциях. Из-за своего химического состава порошкообразное вещество, смешанное с водой, меняет свои свойства.

Первоначально цемент становится жидким или вязким, в зависимости от количества жидкости.После этого, под действием температуры, вода испаряется, и вся масса начинает густеть.Когда все высохнет, цемент станет твердым, и его плотность будет разной, что зависит от состава самого порошка, а также от правильности рецепта бетона.Для быстрого перехода цемента из состояния пасты в вид кирпича, необходим теплый и влажный воздух.

Пример свежего и сухого решений Blogspot.com.

В древности цемент изготавливали из материалов, которые можно было найти в природе, поскольку технологий искусственного создания большинства химических компонентов еще не было. Даже сейчас каждый вид цемента имеет свои пропорции и состав, поскольку все они различаются по области применения.

Например, для мостов, опоры которых установлены в воде, подводных сооружений, строительных площадок под землей или для сооружений, которые должны выдерживать агрессивные погодные условия, используется сульфатостойкий цемент.Его особенность в том, что он медленно замерзает, но в его составе меньше содержание алюминатов кальция, что дает ему возможность выдерживать низкие температуры.

Аналогами сульфатостойкого цемента являются пуццолановые и глиноземистые составы.Они также используются для создания конструкций в среде с повышенным содержанием влаги или сильными морозами.Отличительной особенностью глиноземистого является то, что химический состав цемента разбавляется глиноземистым шлаком или гипсом.Эти вещества позволяют создавать конструкции, не подверженные коррозии и быстро твердеющие.

Разновидность штукатурки под цемент (алебастр) Источник Drago-kamni.ru.

Одним из самых популярных видов вяжущего вещества является портландцемент.Его белая разновидность используется для создания декора, объемных потолков или других элементов внешнего вида.В состав цемента добавляют еще гипс, который меняет свой цвет на белый.Если добавить в состав порошок пигментов, изменяющих цвет вещества, то можно подобрать цвет готового цемента под нужный декор.

Также одной из разновидностей «портланда» является шлак, который используется для очень больших и жестких конструкций. В его составе до 25% гранул шлака, которые сильно повышают прочность готового бетона.

Для того чтобы ускорить производство, цемент должен застывать с трудом, поэтому существует вид, в состав которого входят минеральные добавки, ускоряющие застывание бетона.Чаще всего такой цемент используется для создания железобетонных конструкций или зданий, для которых сроки сильно ограничены.

Пример изделий из бетона источник yandex.net.

На специализированных предприятиях по добыче и переработке газа или нефти используется тапонайт цемент.Исходя из названия, можно понять, что он применяется для заделки отверстий.Чаще всего с его помощью герметизируют скважины, так как он начинает укладываться и набирать прочность в начале процесса сушки.

Для придания конструкции изогнутой формы или изгиба под определенным углом необходим пластифицированный цемент. Этот вид укрепляющего вещества содержит добавки, которые делают смешанный цемент мягким, гибким и пластичным.

Премарамент пластиковой цементации Infourok.ru.

Для повышенной кислотной среды используется вид цемента, который содержит натрий и кварцевый песок.Эти вещества повышают защиту бетона от внешнего воздействия.Из-за особенностей использования и состава кислотоупорного цемента, его требуется разводить не водой, как другие виды, а жидким кварцевым стеклом.

Бетон, в раствор которого входит цемент, прочен только в том случае, если состав укрепляющего вещества правильно подобран.Следует знать, как и из чего сделан цемент, так как при использовании неравномерной смеси конструкция будет подвержена разрушению.Агрессивная внешняя среда быстро разрушает связь между веществами, что значительно снижает прочность.

Пример цементного изделия, которое начало разваливаться под воздействием внешнего источника Promportal.su.

Недостатки песчано-цементных растворов

До недавнего времени песчано-цементные или цементно-песчаные растворы использовались повсеместно в виде промышленного или самодельного бетона. Физические характеристики готового и затвердевшего раствора имеют существенные технологические недостатки.

Низкая экспонента к усилиям растяжения и изгиба. Это ярко проявляется при нанесении раствора тонким слоем, менее 10 миллиметров. По этой причине подобный раствор больше подходит для кладки и выравнивания ярко выраженных неровностей стен. Обладает слабой водоудерживающей способностью. Вода из раствора может быстро испаряться или впитываться основанием, на которое укладывается строительный состав. Это влияет на гидратацию и полноту кристаллизации цементного раствора, что, в свою очередь, сказывается на прочности готового слоя. Быстрое схватывание на фракции. В стабильном состоянии цементно-песчаный раствор подвержен разделению на водную и, более тяжелую, цементно-песчаную составляющую. Поэтому он требует периодического перемешивания. Полное затвердевание цементно-песчаного раствора возможно только при положительных температурах.

Это важно учитывать при проведении работ в холодное время года. Песчано-цементный раствор не обеспечивает прочного сцепления с пластиковыми, деревянными, окрашенными поверхностями и теплоизоляторами. Применение строительного раствора при отделочных работах, неизбежно уводит строительные конструкции.Этот показатель необходимо учитывать в расчетах по несущей способности. Для окончательной подготовки поверхности под финишную отделку, требуется штробление и грунтовка стен, пол железный.

Дополнительные операции увеличивают время и стоимость работ. Цементно-песчаные растворы способны неравномерно укладываться. Это приводит к образованию трещин и ослаблению прочности слоя.

Песчано-цементный раствор

Эти недостатки негативно влияют на надежность и долговечность строительных конструкций. При производстве цементно-песчаной смеси непосредственно на строительной площадке трудно соблюсти точность пропорций смешиваемых материалов, требуется соответствующая квалификация персонала. Поэтому в рамках строительной площадки трудно обеспечить стабильность качества бетона. Развитие строительных технологий, разработка новых материалов формируют среду для создания альтернативы традиционным видам решений, которые перечислены выше.