Портландцемент и его разновидности

Основными вяжущими веществами, которые применяются для строительных работ, и являются портландцемент и его разновидности. Они представляют собой гидравлическое вяжущее, которое получают сочетанием гипса тонкого помола и портландцементного клинкера. Портландцементный клинкер — это продукт обжига до спекания тонкодисперсной однородной сырьевой смеси, которая состоит из известняка и глины, а также из таких материалов, как мергель, доменный шлак. В клинкер при помоле добавляют двуводный гипс в количестве 1,5— 3,5 % от массы цемента для регулирования сроков схватывания портландцемента.
Портландцемент по составу различают по таким параметрам, как: с минеральными добавками, без добавок, а также шлакопортландцемент.
Основными техническими свойствами портландцемента являются средняя и насыпная плотность, сроки схватывания, тонкость помола, равномерность изменения объема при твердении, а также прочность затвердевшего цементного камня.
Средняя плотность портландцемента—2,9—3,2 г/см³; насыпная плотность в рыхлом состоянии — 900— 1100 кг/м³; в уплотненном состоянии — до 1700 кг/м³.
Тонкость помола портландцемента определяется степенью измельчения цемента, а также его удельной поверхностью. Сроки схватывания от момента затворения портландцемента при температуре 20 °С должны быть: начало — не ранее 45 мин, конец — не позднее 10 ч. При затворении цемента горячей водой может произойти быстрое схватывание.
Прочность портландцемента характеризуется маркой, которую определяют по пределу прочности при сжатии и изгибе образцов-палочек размерами 40 х 40 X 160 мм, приготовленных из цементно-песчаного раствора состава 1 : 3 по массе при водоцементном отношении 0,4 и твердевших 28 суток в нормальных условиях. Марки портландцемента — 400, 500, 550, 600.
Твердение сопровождается выделением теплоты. При применении портландцемента для приготовления бетона смесь может разогреться до температуры 80 °С, что способно привести к образованию трещин в конструкции. Во избежание растрескивания забетонированную поверхность в солнечную и жаркую погоду накрывают влажными опилками или поливают водой через определенные интервалы. При твердении цементное тесто в состоянии изменяться в объеме: усадка на воздухе — 0,5—1 мм/м; набухание в воде — до 0,5 мм/м. При твердении изменение объема должно быть равномерным. Этот вид цемента чаще используется в строительном производстве.
Путем измельчения портландцементного клинкера, гипса, а также минеральных добавок получают портландцемент с минеральными добавками. В качестве добавок в данном случае могут служить гранулированные доменные шлаки в количестве около 20% от массы цемента, а также 25 % активных минеральных добавок осадочного происхождения. При помоле пластифицирующие добавки тонким слоем покрывают зерна цемента. Схватывание его происходит замедленно. В ранние сроки твердения замедляется набор прочности. Быстротвердеющий цемент представляет собой портландцемент с минеральными добавками, которые отличаются повышенной прочностью через 3 суток твердения. Марки — 400, 500. Данный вид цемента можно использовать при устройстве фундаментов под жилые дома в 1—2 этажа и дачи, так как он достаточно быстро твердеет.
Путем же совместного помола портландцементного клинкера, гранулированного доменного шлака, гипса, которые вводят для регулирования сроков схватывания, изготавливают так называемый шлакопортландцемент. Марки его — 300,400, 500. Этот вид цемента применяется реже.
Быстротвердеющий шлакопортландцемент отличается повышенной прочностью через 3 суток твердения. Марка — 400.
Глиноземистый цемент представляет собой помол сплава, который получают из сырья, состоящего из известняка и пород, богатых глиноземом. Твердение глиноземистого цемента сопровождается интенсивным выделением теплоты. Марки выпускают 400, 500, 600. Применяется для индивидуального строительства.
Гипсоглиноземистый расширяющий цемент получают путем смешивания тонкоизмельченных высокоглиноземистых доменных шлаков и природного двуводного гипса. Схватывание начинается не ранее, чем через 10 мин, конец схватывания — не позднее 4 ч от начала затворения. Предел прочности при сжатии образцов через 3 суток — не менее 28 МПа.
Путем измельчения белого маложелезистого клинкера, минеральных добавок, а также гипса получают белый портландцемент. Он выпускается двух видов, таких как белый портландцемент и белый портландцемент с минеральными добавками. Марки — 400, 500 с пределом прочности при сжатии 40, 50, при изгибе — 5,5 МПа, 6 МПа. По степени белизны белый портландцемент делят на три сорта: первый сорт — 80 %, второй сорт — 75 %, третий сорт — 68%. Схватывание белого портландцемента наступает через 45 мин, конец схватывания — не позднее 12 ч после затворения.