Цемент с минеральными добавками это плюсы

Виды и марки цемента. Область применения портландцемента

Цемент (от лат. «caementum» – «щебень, битый камень») – это неорганическое вяжущее вещество (порошок), которое при затворении водой образует пластичное тесто и через определенное время вследствие физико-химических процессов способно переходить в камнеобразное состояние. Цемент, как гидравлическое вяжущее, способен твердеть и сохранять свою прочность как в воде, так и на воздухе.

Виды и марки цементов

Существуют следующие виды цементов:

1. Романцемент.
2. Портландцемент.
3. Магнезиальный цемент.
4. Кислотоупорный цемент.
5. Глинозёмистый цемент.

Так как в настоящее время портландцемент является одним из наиболее распространенным. Рассмотрим более подробно, что такое портландцемент, его разновидности и область применения.

Портландцемент – гидравлическое вяжущее вещество, продукт тонкого измельчения цементного клинкера с небольшой добавкой гипса (3… 5%), состав которого состоит из силикатов кальция (алит и белит – 70…80%).

Цементный клинкер – это зернистая смесь, состоящая из карбоната кальция (разные виды известняка) и алюмосиликатов (глины, мергель, доменный шлак и др.), который получается путем обжига до спекания при температуре 1400…1450 о С. Гипс добавляется в портландцементе для урегулирования сроков схватывания. Название «портландцемент» произошло от названия острова Портленд (Portland, England), на котором добывается природный камень, таким же цветом.

Разновидности портландцемента получаются путем регулирования минералогического состава, введением минеральных и органических добавок, которые имеют свои особенные свойства и область применения. Существуют следующие разновидности портландцемента:

1. Портландцемент бездобавочный (ПЦ).
2. Портландцемент с минеральными добавками.
3. Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ).
4. Особо быстротвердеющий портландцемент (ОБТПЦ).
5. Шлакопортландцемент (ШПЦ).
6. Сульфатостойкие портландцементы (СПЦ).
7. Пластифицированный портландцемент.
8. Гидрофобный портландцемент.
9. Портландцемент на основе клинкера нормированного состава (Н)
10. Декоративные портландцементы.

1. Портландцемент бездобавочный (ПЦ)

Цемент серо-зеленного цвета, в составе которого, кроме гипса, отсутствуют минеральные добавки. Согласно ГОСТ 10178-85 портландцемент без добавок выпускается таких марок: 400, 500, 550 и 600. Обозначение: ПЦ-500-Д0 (ПЦ – портландцемент, 500 – марка цемента, Д0 – без добавок (0% добавок)). Применяется для строительства надземных, подземных, подводных монолитных и сборных бетонных, железобетонных конструкций при отсутствии агрессивного воздействия минерализованной или пресной воды. ПЦ-400-Д0 идеальный для приготовления бетонных смесей и строительных растворов.

2. Портландцемент с минеральными добавками

Цемент в состав, которого вводят следующие добавки:

• гранулированный доменный шлак – до 20%;
• природные активные минеральные добавки (опока, трепел) – до 10%;
• разные активные минеральные добавки – до 15%.

Введение минеральных добавок в портландцемент улучшает его свойства, такие как водонепроницаемость, коррозионная стойкость, уменьшает тепловыделение, но и есть негативное влияние – ухудшается его морозостойкость. За счет ввода минеральной добавки, экономится цементный клинкер без существенного изменения прочностных характеристик, таким образом, он дешевле по сравнению с бездобавочным портландцементом.

Согласно ГОСТ 10178-85 портландцемент с минеральными добавками выпускается таких марок: 400, 500, 550 и 600. Обозначение: ПЦ-500-Д5 или ПЦ-400-Д20 (Д5 или Д20 – процентное содержание минеральной добавки в портландцементе).

Применяется такой цемент во всех сферах строительства, им можно заменять обычный портландцемент, за исключением тех случаев, где необходимо получить конструкции с высокой маркой по морозостойкости. Например, цемент марки ПЦ-400-Д20 широко используют для закладки фундамента, используют для приготовления штукатурных растворов.

3. Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ)

Данный цемент получается путем тонкого помола алито-алюминатного клинкера (удельная поверхность 3500…4000 см 2 /г) и регулированием минералогического состава, – вводится большое количество трехкальциевого силиката и трехкальциевого алюмината (С₃S>50%, (C₃S+C₃A)>60 – 65%). Такой состав и тонкий помол БТЦ обеспечивает быстрый набор прочности: примерно, через 3 суток с момента затворения водой прочность на сжатие составляет не менее 25…28 МПа. Далее, после 3 суток скорость набора прочности замедляется, и на 28 сутки прочность практически не отличается от обычного портландцемента в том же возрасте. Таким образом, БТЦ востребованный там, где необходимо получить высокую прочность бетона в начальные сроки твердения.

Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ), согласно ГОСТ 10178-85 выпускается марки М400 и М500.

Применение . Эффективно применять при больших объемах производства сборных железобетонных изделий и бетонировании при отрицательных температурах. Преимущества в применении таких цементов заключается в значительном уменьшении расхода цемента, на предприятиях по изготовлению железобетонных изделий уменьшается время тепло-влажностной обработки или совсем обойтись без пропарки.

Ограничения: Запрещается применять данный цемент для строительства массивных конструкций. Бетон, изготовленный из БТЦ не сульфатостойкий.

4. Особо быстротвердеющий портландцемент (ОБТПЦ)

Состоит из ПЦ клинкера, содержащего алит C₃S в пределах 65 ÷ 68% и трехкальциевого алюмината С₃А не более 8%, а также добавляется гипс. Особо тонкий помол (удельная поверхность 4000…4500 см 2 /г и более) обеспечивает быстрый набор прочности в начальные сроки твердения, а также высокую марку цемента (М600, М700)

Применяется для строительства монолитных и сборных бетонных, железобетонных конструкций. В состав ОБТПЦ не допускается вводить минеральные добавки.

5. Шлакопортландцемент (ШПЦ)

Цемент, в состав которого добавляют гранулированный доменный шлак (20…80%). Шлакопортлан-дцемент обладает пониженным тепловыделением, меньшей усадкой при твердении и набухании в воде по сравнению с обычным портландцементом, более медленными сроками схватывания и твердения. Согласно ГОСТ 10178‑85 шлакопортландцемент выпускается таких марок: 300, 400, 500. Обозначение: ШПЦ-400 (Ш – добавка шлака).

Применение: в основном, предназначен для строительства наземных конструкций, а также для подземных и подводных конструкций, которые подвергаются воздействию пресной и минерализованной воды.

6. Сульфатостойкие портландцементы (СПЦ)

Производится путем регулирования минералогического состава: трехкальциевого силиката – не более 50%, трехкальциевого алюмината – не более 5%, C3A+C4AF – не больше 22%. В состав включают оксид магния (5%) и оксид алюминия (5%).

СПЦ подразделяются на:

• сульфатостойкий портландцемент (марка 400);
• сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками (марка 400, 500);
• сульфатостойкий шлакопортланцемент (марка 300, 400);
• пуццолановый портландцемент (марка 300, 400).

Данные цементы предназначены для изготовления бетонов, эксплуатируемых в очень сильной агрессивной среде. Их также применяют для изготовления бетона с повышенной морозостойкостью. Для подземных и подводных гидротехнических конструкций и сооружений, которые подвергаются сульфатной коррозии целесообразно применять сульфатостойкий шлакопортландцемент и сульфатостойкий пуццолановый портландцемент. Так как, сульфатостойкий портландцемент обладает пониженной экзотермией его можно использовать для строительства массивных конструкций.

Согласно ГОСТ 10178-85, в таблице 1 представлен минералогический состав некоторых сульфатостойких портландцементов.

7. Пластифицированный портландцемент

На цементном заводе в ПЦ клинкер на этапе помола вводится гидрофильно-пластифицирующая добавка, например лигносульфонат технический (ЛСТ). Данная добавка ПАВ (поверхностно-активные вещества) при затворении водой образует адсорбционные пленки гидрофильного характера, которые осаждаются на поверхности частицы цемента и таким образом «помогают» более полно смачивать воде цемент, что приводит к увеличению пластичности бетонной смеси. ПАВ вводится в количестве 0,1…0,3% от массы цемента. Благодаря пластифицированным добавкам увеличивается прочность бетона, за счет уменьшения В/Ц (водоцементное отношение), или помогают снизить расход дорогостоящего цемента на 8…10%. Пластифицированный портландцемент обладает улучшенными свойствами, такими как плотность, водонепроницаемость, морозостойкость.

8. Гидрофобный портландцемент

В ЦП клинкер вводятся гидрофобные ПАВ, в количестве 0,1÷0,3% от массы цемента. Существует множество гидрофобных добавок, самые распространенные это мылонафт, асидол, окисленный петролатум, синтетические жирные кислоты. Гидрофобные добавки уменьшают водопоглощение и капиллярный подсос, увеличивают водонепроницаемость и морозостойкость бетона до F1000.

Согласно ГОСТ 970-61 пластифицированный портландцемент выпускается следующих марок: 300, 400, 500, 600, 700.

Гидрофобный портландцемент может почти полностью сохранять свою активность на протяжении длительного времени, даже в помещениях с повышенной влажностью.

Применение: Гидрофобный цемент целесообразно применять для строительства гидротехнических, дорожных и аэродромных конструкций.

9. Портландцемент на основе клинкера нормированного состава (Н)

Строго нормируется минералогический состав и используется для строительства очень ответственных и важных конструкций (мосты, опоры ЛЭП и контактной сети, аэродромные покрытия).

10. Белый и цветные портландцементы

Это декоративные гидравлические вяжущие вещества, получаемые путем использования карбонатных пород и глин с очень малым содержанием оксидов железа (до 0,4…0,5%) и марганца (до 0,005…0,15 %) для получения белого клинкера, введения добавок гипса, белого диатомита (до 6%) и пигментов в цементный клинкер.

Белый портландцемент еще подвергают отбеливанию, вследствие восстановления Fe₂C>3 до Fe₃O₄.

При вводе в состав клинкера пигментов, таких как сурик, ультрамарин, кобальт, хром, марганец и другие получают цветные цементы. Пигменты добавляют в следующем количестве:

• минеральные и синтетические – не более 15%;
• органические – не более 0,3%.

Выпускают декоративные портландцементы следующих марок: 300, 400 и 500.

В декоративные цементы применяют для отделочных работ и предназначены для улучшения эстетического вида зданий и сооружений.

Область применения портландцементов

Ниже в таблице 2 приводятся основные характеристики и область применения самых распространенных портландцементов.

По таблице можно определить какой именно вид портландцемента целесообразнее применить для данного случая.

Цемент в мешках: расфасовка, применение в строительстве, плюсы и минусы

Цемент — незаменимое в строительстве вяжущее вещество, используемое для кладки внешних стен, перегородок внутри помещений и других работ. При возведении дома этот материал приходится закупать в большом количестве. Выгоднее всего приобретать цемент в мешках по 25 и 50 кг. Такой способ покупки имеет немало достоинств.

Преимущества цемента в мешках

В строительных магазинах цемент продается в насыпном и фасованном виде. Кому-то может показаться, что разницы между 2 видами товара нет, но это не так. Цемент представляет собой порошкообразный сыпучий материал, транспортировка которого сопровождается массой сложностей.

Для его доставки понадобится транспорт, отвечающий особым требованиям. Это означает, что привезти на стройплощадку насыпной цемент в багажнике легкового автомобиля не удастся. Покупателю придется арендовать специальную машину, что выльется ему в дополнительные расходы.

Цемент, расфасованный в мешки, проще и быстрее транспортировать, поэтому проблем с его загрузкой и выгрузкой не возникнет. Несколько человек за считанные минуты перенесут упаковки со строительным материалом в необходимое место, в то время как насыпной цемент придется выгружать с помощью специального оборудования, на поиск которого уйдут дополнительные силы, время и финансовые средства.

Тем, кто покупает насыпной товар, необходимо будет искать место для его хранения. На складских помещениях цементу обеспечивают условия, в которых удается сохранить его физико-химические свойства. Строительный материал нужно защищать от влажности и перепадов температуры, что не всегда удается сделать за пределами склада.

Приобретение фасованного продукта решает эту проблему, поскольку внутри мешка смеси обеспечиваются необходимые условия хранения. Кроме того, упаковки занимают меньше места, их легко можно разместить в небольшом помещении, уложив друг на друга.

Приобретая фасованный товар, покупатель может быть уверен в его качестве. На упаковке содержится информация о марке, весе и производителе. Заводские мешки состоят из нескольких слоев, они защищают стройматериал от влаги и других факторов, способных снизить его качество.

Не менее важное преимущество покупки расфасованного в мешки продукта — экономия. Чем больше упаковка, тем дешевле обойдется каждый килограмм ее содержимого.

Сферы применения

Строительство домов в Москве и Подмосковье проводится в больших масштабах, цемент применяется во многих работах.

• создания фундамента, плит перекрытия, железобетонных конструкций, оконных плит;
• возведения кирпичных стен;
• цементно-песчаной стяжки пола;
• приготовления бетона, цементной штукатурки.

Чаще всего в фасованном виде продают цемент марок М400 и М500. Числовое значение возле буквы М означает прочность затвердевшего материала на сжатие. Продукт с маркировкой М400 выдерживает нагрузку 400 кг на 1 см³, М500 — 500 кг на такую же площадь.

Важная роль специальных добавок

Для повышения качества в цемент на производстве нередко добавляют минеральные добавки. Они обеспечивают продукту дополнительные свойства: быстрое затвердевание, морозостойкость, защиту от влаги, коррозии и т. д. Добавки обозначаются на упаковке буквой Д.

Узнать, какие дополнительные вещества входят в состав строительной смеси, можно, изучив информацию на мешке.

Приобретение фасованного цемента — правильное решение, когда предстоят крупные строительные работы. Информация на мешке поможет выбрать необходимую марку материала и подобрать состав, который больше всего подходит для случая.

Минеральные добавки для цементов, бетонов и строительных растворов

Минеральная добавка (МД) — дисперсный неорганический материал, вводимый в бетонную или растворную смесь в целях регулирования их технологических и строительно-технических свойств или придания им новых свойств. [1]

Содержание

• 1 Минеральные добавки для цементов
• 2 Классификация
  • 2.1 Минеральные добавки для цементов
    • 2.1.1 Природные минеральные добавки
    • 2.1.2 Техногенные минеральные добавки
  • 2.2 Минеральные добавки для бетонов
  • 2.3 Требования к минеральным добавкам
• 3 Ссылки
• 4 См. также

Минеральные добавки для цементов [ править | править код ]

Следует отметить что термин минеральная добавка имеет более широкое значение. Существуют минеральные добавки для цементов. Соответствующее определение приведено в ГОСТ 30515-2013 Цементы. Общие технические условия: Минеральная добавка — материал, вводимый в цемент взамен части клинкера в целях достижения определенных показателей качества и (или) экономии топливно-энергетических ресурсов. [2]

Классификация [ править | править код ]

По активности различают МД:

• Активные минеральные добавки (АМД)
• Инертные минеральные добавки (ИМД)

Минеральные добавки для цементов [ править | править код ]

По ГОСТ Р 56196-2014 [3] активные минеральные добавки для цементов подразделяют на следующие группы:

• природные минеральные добавки;
• техногенные минеральные добавки — побочные продукты промышленных производств.

Природные минеральные добавки [ править | править код ]

К природным минеральным добавкам относятся:

• пуццоланы осадочного происхождения (диатомиты, трепелы, опоки);
• пуццоланы вулканического происхождения (пеплы, туфы, трассы, вулканические шлаки, цеолит, цеолитизированные породы);
• природные обожженные пуццоланы (обожженные глинистые породы — глиежи).

Техногенные минеральные добавки [ править | править код ]

К техногенным минеральным добавкам относятся:

• доменные гранулированные шлаки по ГОСТ 3476 [4] ;
• зола-уноса, получаемая путем электростатического или механического осаждения твердых частиц из дымовых газов, образующихся при сжигании тонкомолотого угля, горючих сланцев. Зола-уноса может быть кислой, проявляющей пуццоланические свойства и основной, проявляющей гидравлические свойства;
• микрокремнезем (силикатная пыль), образующийся при восстановлении высокочистого кварца углем в электрических дуговых печах при изготовлении кремния и ферросилиция;
• обожженный сланец, получаемый обжигом в специальной печи при температуре 800 °С и в тонкомолотом состоянии проявляющий гидравлические и пуццоланические свойства.

Минеральные добавки для бетонов [ править | править код ]

В качестве минеральных добавок для бетонов и строительных растворов могут использоваться те же минералы, что и для цемента, однако их классификация и требования к ним регламентируются разными ГОСТами.

ГОСТ Р 56592-2015 [1] вводит следующую классификацию минеральных добавок для бетонов и строительных растворов.

• По происхождению МД подразделяют на природные и техногенные.
• По механизму и степени проявления активности МД подразделяют на следующие виды:
  • Активные минеральные добавки (АМД), обладающие вяжущими свойствами;
  • АМД, обладающие расширяющими свойствами;
  • АМД, обладающие пуццоланическими свойствами;
  • Инертные минеральные добавки (ИМД) — микронаполнители.
• По степени проявления пуццоланической активности АМД подразделяют на следующие виды:
  • АМД, обладающие высокой пуццоланической активностью;
  • АМД, обладающие средней пуццоланической активностью;
  • АМД, обладающие низкой пуццоланической активностью.

Требования к минеральным добавкам [ править | править код ]

Основные требования к качеству минеральных добавок изложены в ГОСТ Р 56178-2014 [5] , ГОСТ Р 56196-2014 и ГОСТ Р 56592-2015.

Линии (оборудование) производства вяжущего низкой водопотребности

Вяжущее вещество низкой водопотребности (ВНВ)

Вяжущее низкой водопотребности представляет собой высокопрочное гидравлическое вяжущее, получаемое при совместном помоле портландцементного клинкера, гипсового камня и водопонижающей добавки суперпластификатора (С-3). В результате механохимического взаимодействия минералов цементного клинкера с суперпластификатором в процессе тонкого измельчения материал приобретает уникальные, специфичные свойства, отличающие его от обычного портландцемента.

ВНВ характеризуется, по сравнению с обычным портландцементом, высокой дисперсностью (удельная поверхность 4000-5000 см2/г), низкой водопотребностью (нормальная густота цементного теста в среднем 18,0-20,0%, при том, что у портландцемента М400 и М500 НГ составляет 26,5% и 26,0%), активность по показателю прочности до 100 МПа. По вещественному составу ВНВ подразделяют на чисто клинкерные (ВНВ-100) и многокомпонентные с различными минеральными добавками: оптимизированной комбинацией активных и инертных добавок.

В качестве активных минеральных добавок используют доменные шлаки и золы-унос; инертные добавки: строительный песок, «хвосты» горно-обогатительных комбинатов, возможно использование нерудных карбонатных материалов (известняки, доломиты, мрамор и др).

Характерной особенностью цементных систем на основе ВНВ является существенное замедление процессов структурообразования в первые 4-8 часов после затворения, с последующей интенсивной кристаллизацией и твердением.

Для производства вяжущих низкой водопотребности используют трубчатые шаровые мельницы. Однако, как показали исследования, предпочтительнее шаровые мельницы, снабженные сепаратором. Они обеспечивают заданный гранулометрический состав.

Длительность индукционного периода сокращается с увеличением содержания клинкерного компонента в его составе. ВНВ характеризуется длительным сохранением активности и интенсивным набором прочности цементного камня и бетона в различные, в том числе и в ранние сроки твердения.

ВНВ применяют для изготовления бетона и железобетона повышенной прочности; при получении арболита с повышенными физико-техническими свойствами; а также в составе полимерцементных покрытий полов промышленных зданий и при зимнем беспрогревном бетонировании.

История создания вяжущего низкой водопотребности (ВНВ).

Все началось в 1989 г., когда Советский Союз производил 145 млн. т цемента в год, но его все равно не хватало. Встал вопрос об увеличении мощностей для его производства. Правительством страны было решено закупить цементные заводы в Японии. Группа советских специалистов получила соответствующее задание и поехала знакомиться с японскими цементными заводами.

В результате исследований, правительству страны была предложена альтернатива – увеличить производство цемента, не строя новых заводов, за счет применения новой технологии модификации портландцемента в наноцемент.

Подробнее о технологии – в оборудовании, применяемом для производства цемента по новой технологии, – шаровых мельницах – каждое зерно цемента активизируется за счет трибоактивации и покрывается сверхтонкой нанооболочкой другого вещества, причем толщина этой оболочки – 20–50 нанометров. Получается материал, который превосходит свойства обычного портландцемента в два раза.

По распоряжению правительства СССР группа специалистов повезла эти цементы на испытание в США. Американцы получили фантастические результаты: за сутки твердения в нормальных условиях бетон на наноцементе показал мировой рекорд – марку 600, тогда как традиционный портландцемент твердеет 28 суток и дает марку 400–500. Таким образом, наши специалисты доказали, что получили лучший цемент и бетоны в мире!

Производство новых цементов (они были названы вяжущими низкой водопотребности) началось в рамках производственного плана цементной промышленности СССР на 1990–1991 гг. Это подтверждается разработанным в 1990г. СОЮЗДОРНИИ документом «МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ВНВ В МОНОЛИТНОМ ДОРОЖНОМ БЕТОНЕ», но в дальнейшем развитие данного направления было приостановлено по всем известным причинам.

Основные преимущества вяжущего низкой водопотребности (ВНВ) по сравнению с аналогами на портландцементе.

Вяжущее низкой водопотребности имеет ряд существенных преимуществ перед аналогами на портландцементе.

ВНВ характеризуется, по сравнению с обычным портландцементом, высокой дисперсностью (удельная поверхность 4000-5000 см2/г), низкой водопотребностью (нормальная густота цементного теста в среднем 18,0-20,0%, при том, что у портландцемента М400 и М500 НГ составляет 26,5% и 26,0%), активность по показателю прочности до 100 МПа.

Основные преимущества:

• пониженная на 25-30% водопотребность растворных и бетонных смесей при равной подвижности;
• длительное сохранение активности и интенсивный набор прочности цементного камня и бетона на его основе в различные, в том числе и ранние, сроки твердения;
• высокая интенсивность набора прочности бетонов на основе ВНВ позволяет отказаться от тепловлажностной обработки и получить необходимую для распалубки прочность в течение 18-24 часов;
• повышенная в 2-3 раза морозостойкость по сравнению с бетонами на портландцементе вследствие мелкопористой структуры бетона;
• обеспечение класса прочности бетона от В60 до В100;
• высокая сульфатостойкость (коэффициент сульфатостойкости не ниже, чем у сульфатостойкого цемента);
• пониженное тепловыделение при твердении.

Хранение (до 180 суток) такого вяжущего с содержанием клинкерной составляющей 30-100 (ВНВ-30 и ВНВ-100) в бумажных мешках и комнатных условиях не привело к изменению показателей дисперсности, водопотребности и прочности в стандартных растворах (как расчетной, так и ранней, в возрасте 1-3 суток).

Прочность же раствора на портландцементе марки 500 уже после 30 суток хранения в аналогичных условиях снизилась на 17-20 процентов, а после 6 месяцев хранения составляла всего 35-37 процентов первоначальной. При этом удельная поверхность цемента снизилась с 3200 до 2600 см²/г. Это свидетельствует об агломерации частиц клинкера.

Линия (оборудование) производства вяжущего низкой водопотребности (ВНВ). Назначение и основные параметры

Технологическая линия (оборудование) по производству вяжущего низкой водопотребности (ВНВ) непрерывного действия мощностью 30-40 тыс. т в год предназначена для получения высокоэффективного вяжущего вещества, соответствующего по своим свойствам ТУ 21-26-20-92

По требованиям заказчика возможна комплектация линии сепаратором, позволяющим гарантировать стабильный гранулометрический состав продукта на выходе.