Od čega se pravi građevinski cement? Cijela istina o poveznici: kako i od čega se proizvodi cement. Klasifikacija cementnih smjesa

Najčešći vezivni materijal u građevinarstvu je cement koji se izrađuje na bazi magnezija ili karbonatno-silikatnog oksida. stijene. Potonja sorta zauzima više od 90% tržišta i naziva se Portland cement. Proizvodni proces uključuje nekoliko faza, raspon proizvedenih mineralnih veziva je širok, to će biti korisno za svakog građevinara da sazna označavanjem opsega praha.

Od čega je napravljen cement - glavna sirovina

Polazni materijali za proizvodnju su čvrsti minerali, u blizini kojih se nalaze cementare. Koristi se u proizvodnji klinkera - proizvoda zajedničkog pečenja stijena - karbonatnog kamenja i gline. Prva kategorija mineralnih tvorevina se troši u više a predstavljen je varijetetima vapnenca amorfne ili kristalne strukture, a to su:

• kreda je meka stijena bijela boja, sastoji se od kalcijevog karbonata s primjesom magnezija, metalnih oksida i kvarcnih zrnaca;
• lapor - prirodna mješavina 50-75% derivata kalcita s 25-50% silikatnih glinastih formacija, pogodna za proizvodnju;
• školjkaš je vapnenac iz ljuštura morskih životinja, metamorfoziran pritiskom na visoka temperatura sorta se zove mramor;
• dolomit – osim kalcijevog karbonata CaCO3 sadrži i magnezijsku komponentu: MgCO3.

Glinene stijene koje unose silikate u klinker su les, ilovača i škriljevac. Kako bi se smanjili troškovi proizvodnje i cementu dala posebna svojstva, u tehnologiji se koriste dodaci za legiranje - glinica, željezo, silicij, otpad iz metalurških postrojenja.

Što je cementni klinker

Ovo je proizvod dobiven sinteriranjem na temperaturi od 1450°C dvije stijene: 75% vapnenca i 25% gline. Klinker izlazi iz peći u obliku granula Ø10-60 mm.

Po kemijski sastav kalcinirani drobljeni kamen svakog od proizvođača može se razlikovati, prosječna distribucija navedena je u postocima:

• CaO - 67;
• SiO2 - 22;
• Al2O3 - 5;
• Fe2O3 - 3.

Drobljeni kamen iz peći nije jedina komponenta u proizvodnji portland cementa. Kako bi se usporilo vrijeme stvrdnjavanja konačnog proizvoda, mljevenje granula u fino dispergirani prah provodi se uz dodatak do 6% kalcijevog sulfata CaSO3 sadržanog u gipsu ili gipsanom kamenu klinkeru.

Mljevenje sastojaka vrši se kuglastim mlinovima uz pumpanje gotovog proizvoda u višetonske silose pneumatskim transportom.

Proizvodnja cementa je regulirana državni standardi: GOST 30515-2013 - opći tehnički uvjeti, GOST 10178-85 i 31108-2003 za izgradnju Portland cementa. Za posebne tipove razvijeni su posebni standardi.

Glavne karakteristike proizvoda

Pokazatelji gustoće cementa: rasuti - 900-1100 kg / m³, sa zbijanjem - 1400-1700. Prave vrijednosti specifična gravitacija doseći 3 t/m³. Ima ih nekoliko tehnički podaci, po kojem se ocjenjuje kvaliteta vezivnog praha:

1. Finoća mljevenja – određuje: što su čestice sitnije, to veću površinu u jednom sloju pokrivaju. Kontrolna mjerenja provode se rasipanjem na sito s ćelijom od 80 mikrona.
2. Potreba za vodom - količina vlage potrebna da se cement hidratizira i tijesto postane plastično. Višak vode u otopini dovodi do stvaranja pora i pukotina, smanjujući snagu.
3. Otpornost na smrzavanje je sposobnost proizvoda na bazi cementnog praha da izdrže opetovano smrzavanje i odmrzavanje bez uništenja. Potreban pokazatelj postiže se posebnim aditivima pri miješanju otopine.
4. Vrijeme stvrdnjavanja - ovisno o gustoći šarže je u rasponu od 0,7-10 sati. Indikator također ovisi o količini gipsa dodanog klinkeru tijekom mljevenja.
5. Čvrstoća se određuje razaranjem uzorka cementa iz svake šarže ispuštene žbuke. Starost kocki određena je standardom - 28 dana.

Za sve količine koje cementara otprema popunjavaju se ateste kvalitete u koje se unose navedene karakteristike. Potrošači se ponašaju sami ulazna kontrola potvrditi integritet dobavljača.

Koja je marka cementa

Karakteristika čvrstoće portland cementa je njegova marka, koja se utvrđuje rezultatima ispitivanja kubičnih uzoraka s površinom od 10 cm za kompresiju. Sastav otopine za punjenje oblika: na 1 dio vezivnog praha 3 mjere čistog kvarcnog pijeska.

Nakon dodavanja vode, masa se promiješa i ostavi da se stvrdnjava 28 dana. Istovremeno se izlijeva 6-10 metalnih kalupa.

Od toga je 6 uzoraka nasumično odabrano i usitnjeno pod pritiskom. Aritmetička sredina tlaka izračunava se iz 4 kocke koje su se srušile pod najvećim opterećenjem. Vrijednosti izmjerene u kg / cm² označavaju marku cementa prema GOST 10178-85. Prikaz naprezanja u metričkom sustavu jedinica izvodi se u skladu s GOST 31108-2003 u MPa. Ovdje se raspodjela provodi prema klasi čvrstoće cementa.

Ispada da se stare i nove klasifikacije istodobno koriste za procjenu karakteristika čvrstoće. Digitalni asortiman marki: M200, M300, M400, M500, M600. Odgovarajuće vrijednosti klase tvrdoće: B15; B22.5; B32.5; B42.5; B52.5.

Obilježava

Navedene oznake pokazatelja čvrstoće portland cementa samo su mali dio informacija o svojstvima proizvedenog cementa šifriranih u punoj oznaci.

U kontekstu istodobne uporabe standarda s prethodnim oznakama i od 2003. godine, mnoge šifre nose identične informacije.

Proizvođači cementa nastoje prenijeti informacije o kvaliteti i svojstvima proizvoda, koristeći uvjete oba standarda.

Što znači označavanje cementa prema vrsti aditiva?

Uz glavne komponente, u sastav vezivne mineralne tvari uvode se aditivi koji omogućuju upotrebu cementa u betonima posebne namjene. Podaci o posebnim svojstvima uključeni su u označavanje proizvoda. Slova kodiraju prah i aditive:

• PC - Portland cement bez aditiva za poboljšanje;
• ShPTs - pri mljevenju klinkera dodaje se troska u količini od ≥20%, proizvod se naziva Portland cement od troske;
• PPC - koristi se za betoniranje u poplavnim uvjetima (pucolani su proizvodi vulkanske aktivnosti: pepeo, tufovi, plovućac);
• SPTs, SSPTs, SSSHPTs - veziva otporna na sulfate, antikorozivna;
• B - prah za brzo stvrdnjavanje;
• prije Krista -; klinker za njegovu proizvodnju izrađen je od kaolina i laganih vrsta vapnenca;
• G - brzovezujući prah glinice, sirovine za pečenje su karbonatne stijene i boksiti;
• HF - hidrofobni cement za betonske proizvode u vodi;
• PL - plastificiran, omogućuje jednostavnost polaganja otopine čak i pri niskim temperaturama;
• VRC je ekspandirajući cement otporan na vlagu koji se stvrdnjava u bilo kojem okruženju.

U oznaci GOST 10178-85 količina aditiva označena je slovom i postotkom: D0, D5, D20. Na kraju koda naveden je standard prema kojem je proizvod izrađen. Primjer: PC 400-D20-B-PL GOST 10178-85 - Portland cement čvrstoće 400 kg / cm² s dodacima u količini od 20%, brzo otvrdnjavajući, plastificirani.

Dešifriranje označavanja cementa prema novim standardima

Kodiranje informacija o proizvodu u skladu s GOST 31108-2003 temelji se na podjeli vrsta cementa u 5 skupina, označenih rimskim brojevima. Prva 3 slova su uzeta iz naziva pudera - CEM.

Svaka asocijacija ima znakove koji označavaju značajke proizvodnje:

• I - Portland cement bez aditiva, sastoji se od 95-100% cementnog klinkera;
• II - ova skupina je podijeljena u podklase A s dodacima od 6-20% i B - 21-35%. Postoje i pucolanski cementi koji sadrže<20% пуццолана, и композитные, в которых присадки суммарно не превышают того же значения;
• III - troska Portland cement s udjelom troske od 36-65%;
• IV - pucolanski cement s dodatkom 21-35%;
• V - kompozitni prah, uključujući 11-30% troske i pucolana unutar istog raspona.

Svaki od aditiva ima svoje slovo u oznaci: I - vapnenac, Z - leteći pepeo, MK - silicijev dioksid, K - kompozitni aditiv, G - glieg, Sh - troska, P - pucolan. Nakon toga slijedi broj klase čvrstoće, a zatim slijede slova: H - normalno vrijeme stvrdnjavanja, B - brzo stvrdnjavanje. Primjer: Portland cement od troske CEM III / A 32.5N GOST 31108-2003. Dešifrira se na sljedeći način: čvrstoća cementa je 32,5 MPa, normalno se stvrdnjava, sadrži 36-65% troske.

Vrste cementa i njihova primjena

Portland cementi se koriste u skladu s oznakom, koja izravno ukazuje na posebne uvjete, ako postoje. Za građevinske radove, pri odabiru marke, obratite pozornost na pokazatelj klase čvrstoće ili marke cementa.

Koraci rasporeda ovisno o tvrdoći vezivnog praha:

• M200 - cement je namijenjen za žbukanje, proizvodnju;
• M300 - odgovara monolitu M200, koristi se za betoniranje temeljnih površina za temelje, izlijevanje temelja za niske zgrade;
• M400 - izgradnja armiranobetonskih konstrukcija čvrstoće M300, cestovnih površina, ploča za popločavanje, potpornih konstrukcija;
• M500 - sve vrste vanjskih betonskih radova, izrada aerodromskih ploča i hidrotehničkih konstrukcija od monolita M400.

Sastav rješenja može varirati i postavlja se prema uvjetima objekta koji se gradi. Receptura smjesa određena je projektom.

Bez ovog materijala nemoguće je zamisliti moderno gradilište. Već više od stotinu godina cement je omogućio izgradnju najjačih konstrukcija, koristi se za popravke, koristi se za ukrašavanje prostorija, ali u isto vrijeme malo ljudi razmišlja o tome od čega se sastoji cement.

Dakle, što je cement? Ovaj materijal je prah, koji se temelji na anorganskim spojevima. U interakciji s vodom, ovaj se prah počinje stvrdnjavati i dobiva snagu monolitnog, snažnog materijala, ispunjavajući unaprijed pripremljeni oblik.

Reakcija se odvija kada se osigura dovoljno vlage. Nakon stvrdnjavanja, cementne strukture mogu dugo služiti bez promjene osnovnih svojstava. Postrojenja koja se bave proizvodnjom ovog materijala nastoje se smjestiti u neposrednoj blizini izvora vađenja sirovina, budući da su količine obrade i transporta materijala za proizvodnju cementa prilično velike.

Da bismo razumjeli od čega se cement sastoji, dovoljno je pokazati kemijski sastav cementa koji se najviše koristi u građevinarstvu - Portland cementa. Izrađuje se u sljedećim omjerima:

• kalcijev oksid - ne manje od 60%;
• silicijev dioksid - ne manje od 20%;
• glinica - ne manje od 4%;
• željezni oksid - ne manje od 2%;
• magnezijev oksid - ne manje od 1%.

Formule ostalih vrsta cementa su slične, samo se količina svakog sastojka prilagođava.

Glavne karakteristike cementa

Građevinski materijali, uključujući cement, najčešće se ispituju na sukladnost sa sljedećim karakteristikama:

• Snaga. Za ispitivanje ove karakteristike bit će potrebno izraditi betonski cilindar koji se naknadno podvrgava tlačnim ispitivanjima. Trajanje izloženosti uzorku je najmanje 28 dana. To je razdoblje koje je potrebno za punu čvrstoću materijala. Nakon provjere i usporedbe pokazatelja u MPa, možete postaviti marku ovog cementa, koji su označeni: M200, M300, M400, M500, M600;

• Otpornost materijala na koroziju. Budući da su u vlažnom okruženju, betonske konstrukcije koje nisu obrađene posebnim spojevima podložne su koroziji. Kako bi se uklonio ovaj proces, preporuča se koristiti posebne aditive pri izradi morta za betoniranje. Isto vrijedi i za zaštitu od izlaganja aktivnim tvarima i raznim kućanskim kemikalijama. Za rad u agresivnim okruženjima i pri visokoj vlažnosti razvijena je posebna marka - pucolanski cement;
• Otpornost na mraz. Ova karakteristika se određuje u ciklusima smrzavanja i odmrzavanja materijala, u kojima on može zadržati svoja izvorna svojstva. Kada se vlaga smrzne u porama i mikropukotinama betonske podloge, dolazi do ekspanzije, što utječe na kvalitetu betona i dovodi do njegovog uništenja. Za jačanje strukture betona potrebno je koristiti posebne aditive koji omogućuju betonu da izdrži nagle promjene temperature. Također, aditivi se koriste za organizaciju rada zimi;
• Potreba za vodom. Izražava se kao postotak u odnosu na ukupni volumen otopine potrebne plastičnosti. Maksimalna vrijednost potrebe za vodom u portland cementu je 28%. Treba razumjeti da mješavina koja zahtijeva minimalnu količinu vode daje jači i pouzdaniji beton, a otopina zasićena vodom daje strukturu poroznog betona, koju karakterizira niža čvrstoća;
• Vrijeme napadaja. Ovaj pokazatelj je važan za organizaciju rada. Ne smije biti predug ili kratak kako ne bi ometao proces izlijevanja baze ili zidanja. Ova karakteristika regulirana je količinom gipsa u suhoj smjesi. Ako je volumen gipsa veći, vezivanje je brže, ako je manji, sporije. Optimalno, proces dizanja cementa odvija se unutar 10 sati, a početak stvrdnjavanja je unutar 40-50 minuta.

Vrste proizvoda prema području uporabe

Za izvođenje različitih vrsta radova potrebne su određene kvalitete rješenja. Portland cement je široko korišten, koji se može koristiti za većinu vrsta radova. Ali za posebne uvjete potrebne su druge marke:

• Bijeli portland cement. Ovaj materijal se odlikuje finijim mljevenjem i većim sadržajem gipsa. Koristi se za samonivelirajuće podove, jer bijeli cement omogućuje postizanje visokokvalitetne baze i atraktivnog izgleda. Ako je potrebno, u sastav cementa mogu se dodati različiti pigmenti, što omogućuje dobivanje obojene otopine.
• Portland cement otporan na sulfate. Dizajniran za izgradnju objekata izloženih opetovanoj izloženosti agresivnim i vlažnim sredinama. Ovaj materijal se koristi u proizvodnji pilota i bikova za mostove.
• Cement troske. Koristi se za lijevanje konstrukcija i elemenata za rad pod vodom ili u zemlji.
• Pucolanski cement. Odlikuje se izvrsnom otpornošću na slatku vodu i koristi se za ugradnju hidrotehničkih objekata.
• aluminijski cement. Ovaj materijal se koristi za izgradnju objekata koji rade u morskoj vodi, kao i za proizvodnju popravaka na niskim temperaturama.

Polazni materijali za pripremu

Nastoji se planirati smještaj proizvodnje cementa u blizini glavnih zaliha sirovina. Sirovine su prirodne stijene iskopane na otvoreni način. Dakle, od čega je napravljen cement?

• karbonatne stijene. Tu spadaju: kreda; školjke i drugi vapnenci; dolomit; lapor. U industrijskoj proizvodnji uglavnom se koriste vapnenačke stijene. Ovaj materijal omogućuje povećanje učinkovitosti interakcije tijekom procesa pečenja.
• Glinene stijene. Tu spadaju: glina; škriljevci; ilovače; les. Ovaj materijal je neophodan za postizanje plastičnosti smjese i uglavnom se koristi u proizvodnji cementa suhom metodom.
• Dodaci. Da bi se dobila određena kvaliteta cementnog morta, potrebno je u glavni sastav dodati tvari koje mogu prilagoditi svojstva materijala. Dodaci uključuju: glinicu; silicij; fluorit; apatit.

Kako se priprema cement u proizvodnji

Glavni materijali od kojih se proizvodi cement su vapnenac i glina. Od ove dvije komponente, klinker se priprema na poseban način, koji se naknadno miješa s drugim dodacima koji određuju kvalitetu, marku i svojstva otopine. Među obveznim aditivima prisutni su: gips, dolomit, cementit.

U prirodi postoji klinker u čistom obliku - lapor, ali zbog malih rezervi ovog minerala ne može se koristiti u industrijskim razmjerima, pa domaći i strani proizvođači pripremaju klinker od tradicionalnih materijala.

Proizvodnja cementa podijeljena je u sljedeće faze:

• Za pripremu klinkera potrebno je temeljito izmiješati sastojke u posebnim bubnjevima velikog kapaciteta.
• U sljedećoj fazi pripremljena masa ulazi u peć, gdje se peče 3-4 sata na temperaturi blizu tisuću i pol stupnjeva. Kao rezultat toga, klinker se formira u obliku malih frakcija (do 5 cm u promjeru).

• Nadalje, dobivena zrna klinkera drobe se u bubnjevima pomoću sita s kuglicama. U procesu obrade materijala potrebno je postići praškasto stanje smjese.
• U završnoj fazi, potrebni aditivi se dodaju gotovom cementu i šalju na pakiranje u vreće ili hoprame.

Postoje tri načina za proizvodnju cementa. Razlikuju se u tehnikama obrade klinkera.

1. Mokri način. Klinker se proizvodi od vode, krede i gline. Kao rezultat miješanja tvari u bubnju nastaje mokra masa - naboj. Šalje se na pečenje, nakon čega se dobivene granule drobe i miješaju s potrebnim dodacima. Ova metoda se smatra prilično skupom, pa se sada češće koriste druge metode.
2. Suhi način. Omogućuje smanjenje faze miješanja gotove smjese s dodacima, jer se cijeli proces svodi na pripremu, drobljenje i miješanje gotovih sastojaka. Ova tehnologija postaje sve popularnija jer može značajno smanjiti troškove proizvodnje i konačnu cijenu proizvoda.
3. Kombinirana metoda. Ova tehnologija koristi različite oblike proizvodnje klinkera, kombinirajući korake proizvodnje korištene u suhoj i mokroj metodi.

Kako napraviti cement kod kuće

Prije svega, trebali biste odmah shvatiti da nećete moći dobiti kvalitetan proizvod kod kuće ili u garaži. Nije dovoljno znati kako sami napraviti cement, jer osim toga morat ćete kupiti posebnu opremu, dobro, ili uložiti maksimalne mišićne napore, što se na kraju pokazalo prilično skupim i zamornim. Mnogo je lakše kupiti gotov proizvod u trgovini.

Najlakši način da kod kuće dobijete mort pogodan za fugiranje malih pukotina je da pripremite mješavinu koja se sastoji od sljedećih sastojaka: voda, vodeno vapno i kameni pepeo. Ove tvari se miješaju dok se ne dobije homogena, viskozna masa, koja se mora odmah upotrijebiti, jer rok trajanja ove otopine nije duži od dva sata.

Ostale mogućnosti za samoproizvodnju cementa uključuju prisutnost peći za spaljivanje materijala i mlin za mljevenje klinkera u prah.

Kako napraviti cementni mort

Za pripremu cementne žbuke bit će potreban sam cement, voda i agregat (za žbuke i mortove za zidanje koristi se riječni ili kamenolomski pijesak).

Omjer sastojaka u otopini ovisi o primjeni ovog materijala, ali u većini slučajeva preporuča se koristiti formulu: 3 dijela pijeska na 1 dio cementa. Voda se dodaje na temelju potrebe da se dobije plastičnija ili viskoznija otopina.

Ako želite dobiti strukturu s većim karakteristikama čvrstoće, povećajte udio cementa. Ispravno je započeti pripremu otopine miješanjem suhih frakcija, a tek nakon dobivanja homogene mase, počinju sipati vodu u malim obrocima, postupno postižući željenu konzistenciju.

Cement (latinski caementum - “lomljeni kamen”) je umjetno anorgansko vezivo, najčešće hidraulično, jedan od glavnih građevinskih materijala. Kada se pomiješa s vodom, vodenim otopinama soli i drugim tekućinama, stvara plastičnu masu, koja se zatim stvrdne i pretvori u kameno tijelo. Uglavnom se koristi za izradu betona i morta.

Cement se bitno razlikuje od ostalih mineralnih veziva (gips, zračno i hidraulično vapno), koja stvrdnjavaju samo na zraku.

Cement se dobiva zagrijavanjem gašenog vapna i gline ili drugih materijala sličnog bruto sastava i dovoljne aktivnosti do temperature od 1450 °C. Dolazi do djelomičnog taljenja i stvaranja granula klinkera. Za dobivanje cementa klinker se miješa s nekoliko postotaka gipsa i fino melje. Gips kontrolira brzinu stvrdnjavanja; može se djelomično zamijeniti drugim oblicima kalcijevog sulfata. Neke specifikacije dopuštaju dodavanje drugih materijala prilikom mljevenja. Tipični klinker ima približan sastav od 67% CaO, 22% SiO2, 5% Al2O3, 3% Fe2O3 i 3% ostalih komponenti i obično sadrži četiri glavne faze koje se nazivaju alit, belit, aluminatna faza i feritna faza. U klinkeru je nekoliko drugih faza obično prisutno u malim količinama, kao što su alkalijski sulfati i kalcijev oksid.

Alit je najvažniji sastojak svih konvencionalnih cementnih klinkera; njegov sadržaj je 50-70%. To je trikalcijev silikat, Ca3SiO5, čiji su sastav i struktura modificirani postavljanjem stranih iona u rešetku, posebice Mg2+, Al3+ i Fe3+. Alit relativno brzo reagira s vodom i u normalnim cementima svih faza igra najvažniju ulogu u razvoju čvrstoće; za snagu od 28 dana doprinos ove faze je posebno važan.

Sadržaj belita za normalne cementne klinkere je 15-30%. To je dikalcijev silikat Ca2SiO4 modificiran uvođenjem stranih iona u strukturu i obično je potpuno ili najvećim dijelom prisutan u obliku β-modifikacije. Belit sporo reagira s vodom, tako da ima mali učinak na čvrstoću tijekom prvih 28 dana, ali značajno povećava čvrstoću u kasnijim razdobljima. Nakon godinu dana, čvrstoća čistog alita i čistog belita u usporedivim je uvjetima približno jednaka.

Sadržaj aluminatne faze je 5-10% za većinu uobičajenih cementnih klinkera. To je trikalcijev aluminat Ca3Al2O6, znatno promijenjenog sastava, a ponekad i strukture, zbog stranih iona, posebice Si4, Fe3+, Na+ i K+. Aluminatna faza brzo reagira s vodom i može uzrokovati neželjeno brzo stvrdnjavanje osim ako se ne doda sredstvo za kontrolu stvrdnjavanja, obično gips.

Feritna faza je 5-15% konvencionalnog cementnog klinkera. Riječ je o tetrakalcijevom aluminoferitu Ca2AlFeO5, čiji se sastav značajno mijenja promjenom omjera Al/Fe i smještajem stranih iona u strukturu. Brzina kojom feritna faza reagira s vodom može donekle varirati zbog razlika u sastavu ili drugim karakteristikama, ali je općenito visoka u ranoj fazi i srednja između alita i belita kasnije u životu.

Najrašireniji je portland cement.

Što su cementi?

Tijekom godina koje su prošle od pojave Portland cementa, znanstvenici su smislili, a industrijalci su uveli ogroman broj njegovih modifikacija. Obitelj portlandskih cementa je narasla i, kako se ne bi zbunili u njihovoj raznolikosti, razvijena je posebna nomenklatura. To je navedeno u državnom standardu Ukrajine DSTU B V.2.7-46-96 „Cementi za opće građevinske svrhe. Tehnički podaci". Svi cementi uključeni u ovaj dokument objedinjeni su obveznim sadržajem mljevenog portland cementnog klinkera. Iako njegov sadržaj može biti vrlo nizak - u nekim cementima samo 20%, ali on je osnovna, strukturotvorna komponenta.

Klasifikacija Portland cementa i njegovih "rođaka" temelji se na dva ključna parametra: vrsti i količini aditiva (ili aditiva) i stupnju čvrstoće.

Ovisno o aditivima koje sadrži, cementi se dijele na pet vrsta:

Zapravo, Portland cement. Bez aditiva ili s minimalnom količinom (do 5%). Određen PC I.

II Portland cement s dodacima: troska, pucolana, leteći pepeo, vapnenac. Indeks mu je PC II. Kako bi bilo jasno koji je aditiv uključen u sastav, odgovarajuće slovo naznačeno je desno od oznake tipa (za trosku - W, za pucolanu - P, za leteći pepeo - Z). Osim toga, oznaka uključuje još jedno slovo koje označava maksimalni sadržaj klinkera. Ako je "A" - najmanje 80% klinkera, ako je "B" - najmanje 65%.

Kompozitni portland cement također se odnosi na ovu vrstu. Može uključivati ​​nekoliko gore navedenih aditiva odjednom. Kako bi se razlikovao od Portland cementa s dodacima, oznaka je dopunjena slovom "K". Ispalo je: PC II / A-C ili PC II / B-C.

III Šljaka portland cement. Kao što naziv govori, materijal sadrži granuliranu trosku iz visoke peći. A budući da sama troska ima adstringentna svojstva, cement je može "prihvatiti" mnogo više od drugih aditiva. U skladu s tim, sadržaj klinkera u portlandskom cementu troske je nizak: ShPTs III sa slovom "A" može sadržavati samo 35% troske, a sa slovom "B" - još manje: 20%.

IV Pucolanski cement (može sadržavati i pucolanu i leteći pepeo). Označen kao PTSTS IV ("A" i "B").

V Kompozitni cement KTs V ("A" i "B"). Ovaj cement, poput kompozitnog portland cementa, može sadržavati nekoliko aditiva, s izuzetkom vapnenca. Dopušteni minimalni sadržaj klinkera u njemu manji je nego u kompozitnom portland cementu i iznosi najmanje 40% za slovo "A" i najmanje 20% za slovo "B".

Što se tiče čvrstoće, DSTU B V.2.7-46-96 regulira stupnjeve 300, 400, 500, 550 i 600 za cemente tipa I i II, te 300, 400 i 500 za ostale vrste.

Osim navedenih simbola, simbol može sadržavati dodatne informacije o posebnim svojstvima cementa. Za plastificirane cemente u oznaku se uvodi indeks PL, za hidrofobizirane - GF, za cemente visoke rane čvrstoće - R.

Na primjer, plastificirani portlandski cement od troske razreda 500, koji sadrži 40% troske i karakteriziran visokom ranom čvrstoćom, bit će označen kako slijedi: ShPTs III / A-500R-PL DSTU B V.2.7-46-96.

Sudeći prema razmjerima upotrebe u gradnji mortova i betona na bazi mineralnih veziva, čini se da povijest umjetnog kamena na bazi cementa seže stoljećima unatrag. Ali uistinu dokazana tehnologija proizvodnje i optimalni sastav cementa postali su poznati prije manje od dva stoljeća.

izum kamena

Kamenje prapovijesnih kuća bilo je pričvršćeno u zid uz pomoć gline, ali nije moglo opstati bez pečenja, a najstarije građevine koje su do nas dospjele građene su vapnenim mortom. Spaljeni i mljeveni vapnenac (kalcijev oksid - Ca(OH)₂) nakon miješanja s vodom stvrdnjava upijajući ugljični dioksid iz zraka, a zatim se ponovno pretvara u kamen. Glavni nedostatak vapnenog veziva je niska otpornost na vlagu, pa se danas više koristi u proizvodnji silikatnih opeka.

Druga vrsta prozračnog mineralnog veziva (to jest, koje dobiva snagu na zraku) je gips. Dobiva se toplinskom obradom i naknadnim mljevenjem prirodnog gipsanog kamena (CaSO 4 -2H 2 O) ili prirodnog anhidrida (CaSCu). Vezivo od gipsa ima dugu povijest korištenja od antičkih vremena do danas. Najupečatljiviji primjeri su luksuzne štukature i skulpturalni ukrasi, limeni materijali (GVL, GKL) za suhu gradnju i metode završne obrade.

Hidraulička veziva

Opseg zračnih veziva ograničen je na ona mjesta gdje gotove konstrukcije nisu izložene vlazi, inače je potrebno koristiti vodoodbojne (vodoodbojne) aditive ili provesti mjere vodonepropusnosti, pa je upotreba hidrauličnih veziva prikladnija. i rašireniji.

To uključuje tvari koje tvore hidratizirane (molekula vode ulazi u kristalnu rešetku kao sastavni dio) spojeve, pri čemu se transformacija u kameno tijelo i daljnje povećanje čvrstoće može dogoditi u vlažnom okruženju, te utjecaj vode tijekom rada strukture ne dovodi do njihovog uništenja.

Mortovi i betoni za izradu vodonepropusnih konstrukcija pripremaju se na bazi hidrauličkog vapna (iz sedimentnih vapnenačkih stijena posebnog sastava – lapora) i portland cementa, a upravo ovaj potonji daje monolitnim i montažnim elementima građevine potrebne čvrstoća, a vapneni mortovi koriste se tamo gdje su opterećenja minimalna.

Povijest cementa

Pokušaji prevladavanja niske vodootpornosti sastava vapna i gipsa učinjeni su od davnina. Cement (caementum na latinskom - drobljeni, lomljeni kamen) nastao je dodavanjem raznih mineralnih tvari s hidrofobnim svojstvima u vapno. Za to su korišteni zdrobljeni ostaci opeke od pečene gline, razne vulkanske stijene. Dakle, sastav cementa, koji su koristili graditelji starog Rima, uključivao je pucolane - naslage pepela poznatog vulkana Vezuva.

Eksperimenti su nastavljeni stoljećima, sve dok potreba za velikom količinom izdržljivog i jeftinog veziva nije natjerala graditelje da razviju optimalnu tehnologiju za njegovu proizvodnju. Odlučujući doprinos takvim istraživanjima dali su ruski vojni tehničar Yegor Cheliev, koji je objavio knjigu o cementu za podvodne radove (1825.), te John Aspdin, zidar iz engleskog Leedsa, koji je patentirao portlandski cement (1824.). Ovo ime dolazi od engleskog otoka Portland, koji se nalazi u La Mancheu i sastoji se od vapnenačkih stijena. Kamenje iz kamenoloma koji se nalazi na ovom otoku smatralo se najprestižnijim građevinskim materijalom u Engleskoj. Umjetni kamen koji je Aspdin dobio bio mu je vrlo sličan po boji i snazi.

Zanimljivo je da je Chelievova tehnologija više u skladu s onim što se danas zove Portland cement, a Aspdinov cement proizveden je bez sada prihvaćenog sinteriranja sirovine.

Tehnologija proizvodnje

Cementno vezivo različitih proizvođača može se razlikovati u sirovinama, ali glavne tehnološke operacije su identične. Prva faza je priprema početnih mineralnih sirovina, odnosno nekoliko faza drobljenja vapnenca i gline, miješanje ovih komponenti u potrebnim omjerima. Od čega se pravi cement? Obično je to 3 težinska dijela vapnenca i 1 dio gline. Ponekad se koristi sedimentna stijena - lapor, gdje su te komponente sadržane u željenom omjeru.

"Suha" i "mokra" metoda

Postoje dva načina za postizanje željenog stanja smjese: "suho" i "mokro". Ako je sadržaj vlage u komponentama visok, glina i meki vapnenac (kreda) se otapaju u vodi, tada se jakim zagrijavanjem (isparavanjem) voda uklanja iz te suspenzije, zvane sirovi mulj. Ispada jednolična fino mljevena smjesa. Ekonomičniji način je "suhi", gdje nema faze dovođenja mulja do vrenja, a smjesa se usitnjava mehanički.

Nadalje, u rotirajućim pećima - cilindrima promjera oko 5 m, dužine oko 200 m, koji imaju nagib za kretanje sirove mase tijekom procesa pečenja, dolazi do stvaranja klinkera - zaobljenih granula koje nastaju tijekom sinteriranja smjesa na temperaturi od 1450 ⁰S kao rezultat fizikalnih i kemijskih interakcija.

Klinker se hladi i odležava do dva tjedna prije završne operacije - brušenja spojeva s određenom količinom gipsa koji se dodaje radi usporavanja procesa vezivanja. Ovdje se konačno formira sastav cementa, u istoj fazi se uvode različiti mineralni dodaci koji vezivu daju potrebna specifična svojstva.

Kemijska baza

Potrebna svojstva najpopularnijeg veziva određena su kemijskim sastavom cementa. Kao rezultat tehnološke obrade sirovina, klinker postaje kombinacija različitih kemikalija u obliku četiri glavna minerala:

1. Alit - trikalcijev silikat - čini najveći dio klinkera - 50-60%. Prisutnost iona mangana, aluminija i željeza u molekularnoj rešetki određuje čvrstoću gotovog morta ili betonske smjese koja se skuplja tijekom prvih 28 dana.
2. Belit - dikalcijev silikat - čini 15-30% i temelj je kasnije dobivene čvrstoće konstrukcije.
3. Aluminatna faza - trikalcijev aluminat - 5-10%. Brza reakcija aluminata s vodom i moguće prebrzo stvrdnjavanje zahtijevaju uvođenje gipsa koji usporava ovaj proces.
4. Feritna faza - tetrakalcij aluminoferit - 5-15%

Promjenom postotnog sastava ovih faza, uvođenjem dodatnih komponenti, moguće je proizvesti cement čiji će sastav i svojstva najbolje odgovarati konkretnoj situaciji tijekom građenja.

Vrste cementa

Portland cement od zgure dobiva se dodavanjem zrnaste troske, nusproizvoda taljenja željeza u visokim pećima, u portland cementni klinker. Upotreba troske smanjuje troškove, a sastav cementa proizvedenog ovom tehnologijom daje strukturama koje se temelje na njoj povećanu otpornost na vodu zasićenog mineralnog sastava, na primjer, morsku vodu.

Brzo stvrdnjavajući je cement s prevladavanjem alitne i aluminatne faze u klinkeru, odlikuje se posebno finim mljevenjem - sve to ubrzava stvrdnjavanje.

Portland cement otporan na sulfate koristi se za hidrotehničke građevine čiji su podvodni dijelovi stalno izloženi tvarima koje uzrokuju sulfatnu koroziju. Od čega se sastoji cement namijenjen ovako kritičnim konstrukcijama? U sirovini klinkera prisutnost trikalcijeva aluminata i belita svedena je na minimum.

Portland cement sa smanjenom toplinom pri stvrdnjavanju neophodan je za izradu konstrukcija velike mase i volumena, kada toplina nastala egzotermnom reakcijom stvrdnjavanja može dovesti do stvaranja pukotina. Sastav takvog cementa sličan je otpornom na sulfate.

bijeli cement

Proizvodi izrađeni od bijelog cementa imaju poboljšane estetske kvalitete. Prisutnost željeznog oksida i manganovog oksida u sirovini daje gotovom prahu karakterističnu sivo-zelenu boju, odnosno sastav bijelog cementa podrazumijeva minimalnu prisutnost takvih soli i upotrebu laganih vrsta kaolinske gline za sirovinu.

Postoji mnogo više vrsta cementnih veziva s posebnim svojstvima: hidrofobna, aluminasta, vodootporna ekspandirajuća, rastezljiva, plastificirana, pjeskovita itd.

Sastav i snaga

Najvažniji pokazatelj kvalitete cementa je čvrstoća proizvoda izrađenih na njegovoj osnovi. GOST je uspostavio potrebne pokazatelje, koji su označeni posebnom oznakom. Broj označava graničnu savojnu i tlačnu čvrstoću u laboratorijskim ispitivanjima standardnih uzoraka na čiju otpornost na opterećenja također utječe sastav cementa. M400 znači da su uzorci izdržali opterećenje od 400 kg / cm² (ili 40 MPa).

Istraživanja pokazuju da je mineralni sastav sirovine najvažniji čimbenik koji utječe na čvrstoću cementnih mortova i betona. Ispravnim odabirom komponenti možete pronaći pravi omjer između brzine stvrdnjavanja i konačne vrijednosti otpornosti na opterećenja, koja se s vremenom samo povećava. Sastav cementa M500 omogućuje vam stvaranje greda i ploča koje mogu izdržati ogromna opterećenja.

Danas se u svijetu proizvodi ogromna količina cementa različitih kvaliteta. Izbor sirovina za njega često je određen ekonomskim čimbenicima, a uz pravilan odnos prema procesu gradnje treba znati od čega se sastoji cement koji će se koristiti kako biste napravili pravi izbor i bili sigurni u čvrstoću i trajnost budućeg doma.

Cement je adstrigentna tvar koja se stvrdnjava u vodi i na otvorenom. Shvatimo od čega je cement, međutim, sve je još uvijek ljubomorno. Nastaje mljevenjem klinkera, gipsa i posebnih dodataka. Klinker je rezultat pečenja sirove smjese koja uključuje vapnenac, glinu i druge materijale (šljaku iz visokih peći, nefelinski mulj, lapor). Sastojci se uzimaju u određenom omjeru, koji osigurava stvaranje kalcijevih silikata, aluminoferita i aluminatne faze.

Prvi patent za cement registrirao je 1824. u Engleskoj D. Aspind. Zatim je autor patenta pomiješao vapnenu prašinu s glinom, obradio smjesu visokom temperaturom. Rezultat je bio sivi klinker. Zatim je materijal samljeven i napunjen vodom.

Od čega se danas pravi cement? Kao i prije, klinker je glavna komponenta koja je dio cementa. O tome ovise svojstva i čvrstoća građevinskog materijala. Osim toga, sastav uključuje aktivne mineralne aditive (15%) u skladu s proizvodnim standardima. Oni malo utječu na osnovna svojstva i tehničke karakteristike građevinskog materijala. Ako se količina aditiva poveća na 20%, tada će se svojstva cementa donekle promijeniti, te će se zvati pucolanski cement.

U raspršenom stanju, to je 900-1300 kg / kubični metar, zbijeno - do 2000 kg / kubični metar. m. Izračunavanje kapaciteta skladišta za skladištenje, težina cementa je 1200 kg / cu. m. Proizvodnja cementa bez aditiva regulirana je GOST 10178-76, s aditivima - GOST 21-9-74.

Glavne karakteristike cementa

Ovisno o tome od čega je cement napravljen, materijal ima različita svojstva. Glavne uključuju:
1. Snaga. Ovo je parametar koji je odgovoran za uništavanje materijala pod utjecajem određenih uvjeta. Ovisno o mehaničkoj čvrstoći, razlikuju se četiri vrste cementa: 400, 500, 550 i 600.
2. . Određuje se polaganjem cementne paste normalne gustoće na ravnu površinu - cement treba ravnomjerno mijenjati svoj volumen kada se osuši. U protivnom se ne može koristiti u građevinarstvu zbog mogućeg uništenja premaza uslijed pretjeranog naprezanja. Promjene volumena provjeravaju se kuhanjem stvrdnutih cementnih kolača.
3. Veličina zrna. Parametar utječe na brzinu i snagu sušenja. Što je finije mljevenje, cement je bolji i čvršći, posebno u prvoj fazi stvrdnjavanja. Zrnatost mljevenja određena je specifičnom površinom čestica koje ulaze u sastav 1 kg cementa, a kreće se od 3000-3200 kg/cu. m.
4. Gustoća. Trošak vode za stvaranje smjese. To je količina vode tijekom miješanja, potrebna za normalnu ugradnju i sušenje materijala. Kako bi se smanjila njegova potrošnja i povećala plastičnost cementa, koriste se plastificirajuće organske i anorganske tvari. Na primjer, sulfid-kvasac kaša.
5. Otpornost na mraz. Parametar vam omogućuje određivanje sposobnosti podnošenja privremenog smrzavanja vode, zbog čega se njezin volumen povećava za 8-9%. Voda pritišće zidove cementnog (betonskog) premaza, a to zauzvrat narušava strukturu otopine, postupno je uništavajući.
6. Lijepljenje armature.
7. Odvođenje topline- toplina se oslobađa tijekom stvrdnjavanja cementa. Ako se to događa polako i postupno, tada se premaz ravnomjerno stvrdnjava, bez pucanja. Količina i brzina oslobađanja topline može se smanjiti korištenjem posebnog mineraloškog sastava koji se dodaje otopini.

Danas se proizvode mnoge vrste cementa. Od čega se cement sastoji, u većoj mjeri utječe na njegova svojstva. Ovisno o sirovinskoj osnovi, razlikuju se sljedeće vrste cementa:

• vapno;
• laporast;
• glineni cement s dodacima troske i boksita. Njegova značajka je vodootpornost, otpornost na mraz, otpornost na vatru.

Glina i karbonatni spojevi uglavnom se koriste u proizvodnji cementa. Ponekad - umjetne sirovine (otpad, troska) ili drugi prirodni materijali (ostaci glinice).

razlikovati. Portland cement se brzo stvrdnjava i može sadržavati mineralne dodatke od 10 do 15%. Klinker i gips (glavne komponente) uključeni u njegov sastav se peku na temperaturi od 1500 stupnjeva Celzijusa. Portland cement se aktivno koristi za moderne građevinske radove. Njegovo glavno svojstvo je sposobnost da se pretvori u čvrsti kameni blok čak iu interakciji s vodom.

Osim portland cementa i portland cementa od troske, razlikuju se sljedeće vrste cementa:

• hidraulički;
• naprezanje - ima tendenciju brzog postavljanja i sušenja;
• injektiranje - dizajnirano za betoniranje plinskih i naftnih bušotina;
• ukrasna (bijela);
• otporan na sulfate - njegova posebnost je niska stopa otvrdnjavanja i povećana otpornost na smrzavanje.

Područja upotrebe

Cement se vrlo često koristi u građevinarstvu za izradu betonskih i armiranih konstrukcija. Grade 400 koristi se za izlijevanje temelja i izradu podnih greda u visokim zgradama.