- особливості виробництва
- Властивості і характеристики
- види
- маркування
- Сфера використання
- Термін придатності
- Виробники
- Поради
Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Жодне будівництво не обходиться без цементу, і неважливо, який саме будується будинок - цегляний або дерев'яний. Єдина різниця зводиться лише до необхідного кількості суміші. Цей будівельний матеріал з успіхом використовується вже не одне століття завдяки своїй високій якості і відмінним експлуатаційним особливостям.
особливості виробництва
Тільки-но люди почали будувати будинки, як у них виникла потреба в такому складі, яке могло б скріплювати каміння та інші будівельні матеріали. Перший час це була звичайна глина, але подібні житла були недовговічними, та й сам будинок виглядало вельми непрезентабельно.
Трохи пізніше будівельники виявили, що вапняний розчин також володіє деякими сполучними характеристиками - це відкриття зробили ще древні греки і римляни, причому останні помітили, що якщо в вапно додати вулканічний попіл, то кладка стає по-справжньому монолітною.
Вапно використовували і на Русі, змішуючи її з глиною і водою. На початку XIX століття дослідним шляхом була створена будівельна суміш, яка за своїми параметрами близька до сучасних складів.
Отже, цемент - це визначення матеріалу, що складається з компонентів глини і вапняку. Вони перемішуються один з одним і піддаються тривалій термічній обробці, після чого вийшла маса перемелюється до порошкоподібного стану.
Суміш має сірий відтінок і при взаємодії з водою утворює розчин, який при висиханні стає твердим як камінь. Виняткова його особливість полягає в тому, що маса твердне тільки в умовах високої вологості, причому цей процес може відбуватися навіть під водою. У цьому, до речі, і полягає основна відмінність цементу від багатьох інших в'яжучих складів.
Наприклад, гіпс і повітряне вапно набирають міцність лише на повітрі. А в складі бетону він твердне не стільки тому, що вода випаровується, скільки за рахунок її реакції з порошком: у цей момент виділяється тепло і формуються тверді або кристалічні речовини. Саме тому сам процес розмішування суміші найчастіше називають затвором, а зовсім не розчиненням.
Монолітна маса формується завдяки гідратації цементу, бетону не слід сушити на пекучому сонці - його просто «порве», він потріскається і дуже швидко почне обсипатися.
Щоб уникнути подібних неприємних ситуацій і заощадити кошти, розчин бетону рекомендують зволожувати до тих пір, поки він не висохне остаточно.
Трохи зупинимося докладніше на особливостях виробництва.
На першому етапі ведуть заготівлю вапняків, найкращими вважаються крейда, мергель, а також вапняні туфи, а ось всілякі гіпси і доломіт не рекомендується використовувати - міцність цементу на їх основі залишає бажати багато кращого. Потім сировину змішують з глиною в співвідношенні 3: 1 і вийшла суміш відправляють в обертову піч, розігріту до 1400-1500 градусів.
Саме ця температура забезпечує максимальне спікання, при якій компоненти глини і вапняку розплавляються і дифундують між собою.
Через 3-4 години склад виходить з печі, в цей момент він являє собою безліч різногабаритних грудочок - це цементний клінкер, згодом його подрібнюють до частинок розміром менше 100 мкм, на цьому етапі до складу вводиться 6% гіпсу - це необхідно для того, щоб цемент не вбирає вологу з повітря.
Крім гіпсу до складу вводять інші активні компоненти, які покращують експлуатаційні характеристики цементу і дозволяють використовувати його в самих різних галузях будівництва: все добавки надають цементу ті чи інші параметри, наприклад, водовідштовхувальні або швидкотверднучі будматеріали, а в поєднанні з ПГС виробляють бетон.
Властивості і характеристики
Розглянемо основні властивості цементу.
тонкість помелу
Цей параметр обумовлює швидкість затвердіння цементного розчину і міцність вийшла каменю. Залежність тут зворотна - чим менше помел - тим швидше процес застигання і тим міцніше вийшов моноліт. Відповідно, і ціни на дрібнофракційний цемент вище.
Тонкість помелу визначають за допомогою показника питомої поверхні і складу зерен, для цього матеріал просівають крізь надтонке сито, розміри осередків якого не досягають і 8 мкм, при цьому основна частина цементу повинна легко просіяти.
З іншого боку, чим менше помел, тим більше води потрібно для розведення цементу. Саме тому оптимальним вважається введення в структуру як великих, так і дрібних частинок, представлених в діапазоні від 40 до 80 мкм.
Щоб виготовити бистротвердеющий тип цементу в обов'язковому порядку додають до 25% частинок; надтонкого помелу - вони значно збільшують його міцність і знижують ризик появи корозії.
корозійна стійкість
В процесі експлуатації на цементний камінь постійний вплив надають вода і кислотно-лужні розчини, що призводить до корозії залізобетонних конструкцій. Щоб цього уникнути, до складу вводять особливі гідроактівні матеріали, які суттєво уповільнюють, а то і зовсім нівелюють активність хімічних солей, а також сприяю гідроізоляції ЗБВ.
Як правило, в цій якості використовуються добавки на основі полімерів, які істотно знижують показник пористості речовини і збільшують його резистентність до несприятливих зовнішніх факторів.
Саме завдяки введенню подібних компонентів цемент стає по-справжньому міцним і надійним матеріалом.
морозостійкість
Щоб виготовити бетон високої якості необхідно використовувати тільки якісний цемент, оскільки за час зберігання будь-якої склад вбирає вологу з повітря в мікродозах. У морози вона замерзає і збільшується в об'ємі на 7-10%, а при багаторазовому повторенні викликає серйозні руйнування бетону в майбутньому.
В умовах постійно зростаючих цін на будівельні матеріали особливу цінність набуває властивість зберігати свої експлуатаційні характеристики під впливом низьких температур.
Сучасні цементні склади створені таким чином, щоб багаторазово витримувати цикл заморозки і розморожування.
Щоб домогтися гарної морозостійкості в чистий цемент вводять абіетат натрію, деревне пек та інші компоненти, які обумовлюють опірність складу перепадів температур і підвищують довговічність бетону в цілому.
У структуру вводять також спеціальні воздухововлекающие добавки, завдяки яким структура збагачується бульбашок повітря, саме вони ефективно вирішують проблеми розширення рідини при застиганні.
водопотребность
Фізична щільність зерен цементу в кілька разів перевищує щільність води, тому при надмірному його насиченні капілярні сили утримують усередині себе лише частина вологи, а решта виводиться на поверхню суміші. Це викликає осідання частинок, що, в свою чергу, впливає на зниження міцності всієї бетонної конструкції і сприяє її швидкому руйнуванню.
Здатністю цементу до водопотребности визначається кількістю рідини, необхідне для приготування робочого розчину. Вона вимірюється у відсотках, наприклад, в портландцементі цей показник становить 22-28%. Якщо водопотребность низька, то з такого матеріалу виходить більш міцний і морозостійкий бетон, а якщо цей показник завищений, то отримані зі складу матеріали будуть відрізнятися особливою пористістю і прослужать недовго.
швидкість схоплювання
В ідеалі розчин повинен схоплюватися і ні швидко, ні повільно. Причому на час впливають добавки, а також обсяг рідини і температура повітря. Прийнятий стандарт вказує, що застигання має починатися через 35-40 хвилин після виготовлення цементного розчину.
Для повного застигання відводитися близько 10 годин.
Характеристики міцності параметри
Показник міцності цементу обчислюють методом стиснення зразка, яке проводиться протягом 28 днів. При випробуванні цементів різної марки міцність на стиск теж виходить різною. Сучасна промисловість випускає цементи, для яких цей показник дорівнює 300, 600, а також 700 і 1000.
Багато споживачів вважають, що саме міцність є основною характеристикою цементу, на яку необхідно в першу чергу звертати увагу. Це не так - всі параметри складу мають однакове значення і в рівній мірі впливають на міцність і довговічність бетонних конструкцій.
види
Офіційної класифікації цементів не існує. У найзагальніших рисах можна виділити кілька груп складів, в основу критеріїв яких беруться різноманітні параметри.
Так, в залежності від призначення складу виділяють загальнобудівельний і спеціальні склади. Якщо за основу береться склад, то можна позначити варіанти з хв. добавками і чистий цемент.
Якщо класифікувати цемент в залежності від швидкості застигання, то найбільш поширеним є такі варіанти:
- бистросхвативающіеся суміші - ті, швидкість застигання яких менше 45 хвилин;
- нормально схоплюється - тверднуть протягом 45-120 хвилин;
- повільно затвердевающие - застигають більше 2 годин.
Також виділяють напружений, вогнетривкий, саморасшіряющуюся цементи та багато інших.
Зупинимося на найбільш популярних видах:
- Білий цемент - це матеріал, який виробляється з клінкеру малозалізистого, який піддається відбілюванню. Це матеріал з унікальними властивостями, він може використовуватися не тільки для скріплення поверхонь, але і для виготовлення скульптурних елементів і колон, а також для облицювання фасаду будівлі. Завдяки своєму кольору використання білого цементу дозволяє поліпшити естетичну складову поверхні. При додаванні певних пігментів можна отримати кольоровий цемент.
- Водонепроникний цемент, що розширюється - це речовина з високою швидкістю схоплювання і затвердіння. Він проводиться в процесі одночасного помелу цементу, гіпсу і гідроалюмінати кальцію. Такий цемент починає схоплюватися вже через 4 хвилини з моменту замішування, остаточно висихає вже через 10 хвилин.
Цей матеріал широко використовується для гідроізоляції швів і їх зачеканки.
- Водонепроникний безусадочний цемент - основний склад компонентів такого цементу той же, однак, технологія обробки і виробництва робить швидкість затвердіння ще більшою - для повного висихання складу потрібно не більше 5 хвилин. Такий склад використовують для формування гідроізолюючої оболонки ЗБВ.
- Швидкотвердіючий портландцемент - це цемент, який досить тонко подрібнений, завдяки чому він більш інтенсивний, ніж стандартний портландцемент. Особливу міцність матеріал набирає в початковій стадії застигання - через 1-3 дні. Найбільш часто його використовують при проведенні ремонтних робіт.
- Пластифікований портландцемент - склад, в процесі виробництва якого в помел клінкеру вводять 0, 25% -ю бражку на сульфітно-спиртової основі, завдяки чому істотно зростає морозостійкість суміші і її пластификация.
- Гідрофобний цемент - виготовляють шляхом спільного подрібнення портландцементного клінкеру і гіпсу, а також введенням до складу аксілола або інший гидрофобизирующей добавки. Водопоглинання такого цементу невисоко, тому він може протягом тривалого часу зберігатися навіть в умовах підвищеної вологості і це ніяк не погіршить його фізико-технічних особливостей. Така суміш не утворює грудок, а бетон на її основі не тріскається з часом і не розшаровується.
- Глиноземистий цемент - в'яжучий гідравлічне речовина, яке виготовляється з багатого глиноземом сировини, зазвичай це вапняк або боксити. Матеріал застигає в умовах низьких температур, тому його повсюдно використовують для проведення ремонтних робіт в зимову пору року.
- Магнезійний цемент - виходить із сировини, багатого оксидом магнію. Він знайшов застосування при облаштуванні магнезіальних підлог.
- Портландцемент - виходить шляхом помелу портландцементного клінкеру з гіпсом та особливими добавками, технологія випалу побудована таким чином, що в вихідному продукті зберігається високий вміст силікатів кальцію.
- Пуцолановий портландцемент - ці будматеріали включають в свою структуру компоненти вулканічного походження. Цей склад швидко твердне як на відкритому повітрі, так і у воді, при цьому суміші на основі такого цементу не дають будь-яких висолів і відрізняються високою гігроскопічністю. Як правило, такий матеріал використовується при обладнанні басейнів.
- Кислототривкий цемент використовує у виготовленні кварцовий пісок і кремнефтористого натрію, такий склад стійкий до більшості мінеральних і органічних кислот, він не змінює своїх характеристик у воді. Однак при реакції з лугами починає руйнуватися.
маркування
Всі види цементу відрізняються спеціальними позначеннями, які відображають їх сферу використання. Маркування складається з букв і чисел.
- БПЦ - портландцемент.
- СС - сульфатостійкий цемент.
- ШПЦ - шлакопортландцемент.
- ГФ - гідрофобний склад.
- БЦ - білий.
- ПЛ - пластифікований цемент.
- ВРЦ - водонепроникний.
Ступінь міцності в'яжучого речовини позначається буквою «М» і числом, наприклад, М500 - це значить, що такий матеріал може винести навантаження до 50 кг / кв. см. Буває, що цю характеристику просто вказують числом - 22, 5, 42, 5 або 52, 5 - це не марка, а клас. Він показує, що матеріал витримує тиск рівне, наприклад, 22, 5 МПа.
Літерами А і В вказують число додаткових компонентів: А означає, що їх процентний вміст одно 6-20%, а В - від 21 до 35%.
Сфера використання
Цемент є найбільш затребуваним і популярним будівельним матеріалом, його сфера застосування практично нічим не обмежена. Його використовують при проведенні будівельних робіт на всіх етапах: спорудження фундаменту, укладання цоколя, кладка стін, облаштування покрівель, монтаж сантехнічних приладів, склад цементує підлогові конструкції. З використанням матеріалу виробляють блоки.
Основна функція цементу полягає в зчепленні елементів конструкції будівель, що будуються, а також для вирівнювання поверхонь всіх типів. Без цементу не обходиться жоден, навіть самий незначний ремонт.
Окремого розгляду заслуговує сфера застосування спеціалізованих цементів:
- ПЦ500 - широко використовується для виробництва ЗБК і ЗБВ, а також в промисловому і цивільному будівництві - саме в цих галузях формуються максимально підвищені вимоги до гігроскопічності, стійкості до морозів і довговічності будівельних сумішей. Крім того, цемент даної категорії часто застосовують при проведенні аварійних і ремонтно-відновлювальних робіт - це обумовлено виключно високою початковою міцністю бетону.
- ПЦ500Д20 - цей склад широко використовується в будівництві всіх типів: житловому, промисловому і сільськогосподарському. Матеріал використовується для виробництва збірних залізобетонних конструкцій, всіляких елементів балок і перекриттів.
Крім того, цей цемент є базовим матеріалом для розведення бетонних розчинів, які використовуються при проведенні штукатурних і кладок робіт.
Основні споживчі якості цього цементу - морозостійкість і висока опірність корозії, саме тому марка користується великим ходінням, ніж звичайний портландцемент.
- ПЦ400Д0 - такий різновид будівельних складів потрібно при виготовленні конструкцій із залізобетону, а також для монтажу можливих підводних і наземних будівель, які зазнають значного впливу мінералізованих і прісних вод.
- ПЦ400Д20 - необхідний для виробництва збірних ЖБК, балок, стінових панелей та інших необхідних у будівництві матеріалів.
Цемент використовують для облаштування дачних стежок, ізоляції підвальних приміщень і створення монолітного цоколя і багатьох інших типів робіт, сфера його застосування широка.
Однак кожна з них вимагає певних марок і видів цементу, тому необхідно заздалегідь уточнити всі вимоги до використовуваних матеріалів.
Термін придатності
Термін придатності будь-якого цементу складає кілька місяців. При дотриманні деяких правил можна використовувати і прострочений склад. Однак майте на увазі, що це допустимо лише для облаштування невідповідальних конструкцій. Багато будівельників з маленьким професійним досвідом закуповують цемент великими партіями, про запас, але це не зовсім вірний підхід.
Згідно ГОСТ 10178-85 у кожного виду цементів є певний термін зберігання, слід особливо загострити увагу на тому, що цей термін допустимо лише при створенні певних умов зберігання матеріалу:
- для швидкотверднучих складів, розфасованих в мішки або пластикову тару - 45 днів;
- для цементу загального використання, фасування в м'яких контейнерах - 60 днів;
- для насипного швидкотверднучого цементу - 45 днів;
- для насипного звичайного цементу - 60 днів.
Незважаючи на досить невеликий термін зберігання цементу за ДСТУ Б, на практиці можна збільшити термін придатності марок М200, М500, М600, М700 і М400 для півроку або навіть роки. Це можливо при виконанні ряду умов, а саме, цемент упаковується в цілісну м'яку упаковку і розміщується на зберіганні в сухому приміщенні.
Упакованные материалы следует разместить на деревянных штабелях или поддонах из пластика, при этом необходимо соблюсти расстояние от поддонов до уровня пола не менее 10 см. Затем упаковки с цементом тщательно укрываются полиэтиленовой пленкой, а еще лучше каждую упаковку предварительно упаковать в пластиковый мешок.
Если все условия будут соблюдены, то срок годности цемента можно увеличить до нескольких месяцев. Для большего понимания последствий неправильного хранения остановимся подробнее на том, что происходит с цементом в условиях повышенной влаги и углекислого газа, который содержится в атмосфере.
Как уже было сказано, любая минерализованная щепа и цементный состав – это гигроскопичные вещества, которые хорошо впитывают влагу, при поглощении влаги из воздуха начинается процесс гидратации, при котором цемент реагирует с водой и как результат образуются кристаллогидраты. Такие материалы абсолютно не пригодны для использования .
При изготовлении цемента все базовые компоненты клинкера подвергают термообработке при температурах, достигающих 1000 градусов и выше, при этом происходит декарбонизация, то есть исходный материал расщепляется на известь, углекислоту и окисел кальция. Последний, в свою очередь, претерпевает ряд метаморфоз, вследствие которых образуется прочный цемент, а углекислота уходит в воздух.
При затяжном хранении происходит обратная реакция – углекислый газ впитывается основными компонентами цемента и как результат – снижение прочностных и эксплуатационных параметров состава.
Виробники
Сложно однозначно сказать, какие марки изготавливают самые качественные цементные смеси. Строительный рынок наполнен предложениями самых разных отечественных и иностранных производителей, каждый из которых реализует составы различных маркировок и параметров.
Еще несколько лет назад абсолютным лидером рынка цементов считался концерн Holderbank (Швейцария), в его состав входят предприятия в 70 странах мира, а объем выпускаемого цемента превышает 100 млн тонн – этот показатель равен половине общемирового производства в год. Holderbank производит цемент самого высокого качества на передовом технологическом оборудовании. Вся реализуемая продукция соответствует мировым стандартам EN 197-1.
Однако совсем недавно лидер сменился. Пальму первенства захватила французская производственная группа Lafarge, которая имеет свои заводы в странах Европы, Азии и Америки, а замыкает тройку лидеров CEMEX (Мексика).
Среди российских предприятий наибольшим спросом пользуется продукция трех марок:
- «Евроцемент груп» – это лидер отечественного сегмента, производственные мощности которого включают заводы в 16 регионах нашей страны. Пользователи отмечают, что цемент этого бренда – лучший с точки зрения соотношения цены и качества.
- «Новоросцемент» – это второй по уровню продаж отечественный изготовитель цементных смесей, его продукция реализуется в крупнейших строительных гипермаркетах самых разных российских городов фасовкой по 50 кг.
- «Сибирский цемент» – еще один известный производитель, который наладил полный цикл изготовления цементов, входит в тройку ведущих российских производителей, выпускающих на рынок только самый качественный и практичный материал.
Поради
В последнее время объемы строительства резко возросли, увеличился и спрос на цемент. Это породило появление большого числа недобросовестных производителей, которые изготавливают цемент с добавлением добавок, ухудшающих его эксплуатационные свойства.
Чтобы не ошибиться, следует точно знать, как должен выглядеть хороший цемент и на что следует обращать внимание при его приобретении.
Профессионалы дают несколько актуальных рекомендаций:
- Как правило, цемент реализуют в мешках или россыпью. Предпочтительнее приобрести смесь в упаковке, поскольку на этапе хранения он был защищен от неблагоприятного воздействия внешней среды и, соответственно, сохранил свои потребительские характеристики.
- На упаковке, в соответствии с требованиями законодательства, в обязательном порядке размещается информация о производителе, дате выпуска, ГОСТе. Под рассыпным цементом может скрываться какой угодно состав.
- Если цемент приобретается большими партиями, то следует проверить каждую упаковку на предмет даты выпуска, так как в общем объеме недобросовестные продавцы могут подмешать залежавшийся цемент, а как уже было сказано, активность состава через полгода после выпуска снижаться в несколько раз.
- Свежесть цемента можно проверить самостоятельно -для этого нужно лишь стукнуть по мешку рукой, если цемент свежий, то ощущения не напоминают удар о камень. Кстати, в первую очередь каменеет цемент в самых углах упаковки, поэтому обязательно надо проверить эти участки.
- По возможности убедитесь, что цемент хранился в сухих местах с хорошим уровнем проветриваемости.
- Специалисты рекомендуют провести «опытную» проверку цемента, для этого нужно взять гидрокарбонатнонатриевую воду (к примеру, обычный «Боржоми»), выпустить из нее весь газ и замесить цементное тесто, из которого вылепить небольшие лепешки таким образом, чтобы толщина в центре составляла примерно 5 см, а по краям – 1 см. Цемент высокого качества должен начать затвердевать не позже чем через 10 минут, а его утолщенная часть за это время должна нагреться.
Если ни того, ни другого не произошло в течение получаса, откажитесь от покупки этого состава.
В следующем видео вы сможете понаблюдать за процессом производства цемента.