Разница между цементом м300 и цем ii. Что такое Портландцемент? Дополнительные сведения, имеющиеся на шинах

Александр, Санкт-Петербург задаёт вопрос:

Объясните, пожалуйста, в чём отличия портландцемента от цемента? В обиходной речи все говорят цемент, строители употребляют слово портландцемент. Правильно ли, что между названиями портландцемент и цемент отличия несущественные, что это по сути одно и то же?

Эксперт отвечает:

Не совсем верно, между портландцементом и цементом отличия есть. Они состоят в их разнящемся сырье и разном химическом составе готовой смеси. Цемент — это группа строительных отвердевающих смесей. В дословном переводе с латыни этот термин обозначает «битый камень». Слово пришло к нам от строителей Древнего Рима, которые использовали толченые камни и кирпичи для замешивания кладочного раствора. Другими компонентами была гашеная известь и пуццолановая пыль (вулканический пепел). Примером современных видов твердеющих смесей может быть глиноземистый цемент. Его получают из обожженной породы, содержащей глинозем (оксид алюминия) и окись кальция.

Портландцемент — это вид цемента с определенным химическим составом, запатентованным в 1824 году инженером-строителем из английского города Портланд. Получают портланд путем совместного помола клинкера (сырья), сульфата кальция и добавок. Как заготавливают клинкер?

Для получения клинкера смешивают несколько сырьевых компонентов: известняк, мел, глину, сланец. Химический состав первичного сырья для портландцемента регламентируется следующими окислами: окись кальция 60% и более, окись кремния до 25%, окись алюминия до 8% и оксид железа 1-3%. Смесь обжигают до спекания или оплавления. Химический состав сырья определяет свойства будущего цемента. При сильном нагреве сырьевые оксиды вступают в реакцию и образуют химические вещества, называемые клинкерными минералами. При этом остаточное содержание сырьевых оксидов в клинкере жестко ограничивается. Состав готового клинкера содержит алюминаты и силикаты кальция. В результате получают гранулы округлой или неправильной скругленной формы.

Популярность портландцемента объясняется его высокими эксплуатационными характеристиками после затвердевания. Выпускаются несколько видов портландцемента, которые в обиходе называют просто цементами. ШПЦ — портландцемент с добавкой шлаков. ПЦЦ — с добавлением пуццолана. КЦ — композиционный, с двумя и более добавками (кроме известняка). ССПЦ — сульфатостойкий, содержащий добавки, обеспечивающие коррозионную стойкость в железобетонных конструкциях. БТЦ — быстротвердеющая портландсмесь для скоростного строительства. Тампонажные портланды — для быстрого закрытия нефтяных и газовых скважин от грунтовых вод.

Довольно часто люди, впервые столкнувшиеся со строительством, задаются вопросом портландцемент что это такое, и чем он отличается от обычного цемента. Давайте разберемся, что же это за материал, каким он бывает, а также для каких целей применяется.

Общее описание

Цемент портланд часто называют материалом общестроительного назначения, но на самом деле это не совсем так. Имеется несколько его разновидностей, которые отличаются по составу и характеристикам.

Это гидравлическое вяжущее вещество, в основе лежит силикат кальция, а также производные от него. Основной особенностью, является способность раствора к быстрому застыванию. Сейчас такая разновидность цемента наиболее популярна.

Особенности состава

Основой материала является клинкер, его измельчают. Перед приготовлением его обжигают. Также добавляют гипс, его в составе не слишком много, достаточно количества, которое обеспечивает количество оксида серы в пределах 1,5-3,5%. В некоторых случаях используются минеральные добавки. Это позволяет добиться определенных показателей.

В составе можно найти большое количество различных оксидов. Это позволяет сделать данный материал довольно пластичным в использовании. Он одновременно обладает высоким уровнем прочности после застывания, при этом быстро застывает, а также удобен в приготовлении раствора.

Тут стоит выделить сульфатостойкий портландцемент, который несколько отличается по составу, что позволяет ему быть более устойчивым к целому ряду воздействий. Помимо этого, в составе порядка 95-97% минералов. Больше всего тут следующих веществ:

• белит;
• алит;
• алюминат;
• алюмоферит.

Большое количество в составе белита и алита не только определяют внешний вид материала, но и являются основными источниками клинкера. Так как сочетание разных минералов в составе может быть разным, то портландцемент белый может различаться по плотности и удельному весу.

ГОСТ

Портландцемент может регламентироваться сразу несколькими нормативными документами. Частично они пересекаются, поэтому на упаковках можно увидеть упоминания одного или сразу двух ГОСТов.

• ГОСТ 10178-85.
• ГОСТ Р 31108-2003.

Тут же указано подразделение материала на несколько различных марок. Но, имеется небольшое отличие, в более свежем документе имеется цемент 900 марки, которого нет в ГОСТе 1985 года. Хотя этот нюанс больше интересен проектировщикам, а также инженерам, которые занимаются обоснованием строительства военных объектов.

Производство

Для производства обычно применяются карбонатные горные породы. Чаще всего, используют:

• Глинозем;
• Кремнезем;
• Известняк;

В некоторых случаях могут использовать мергели, но в этом случае контролируют содержание оксида серы и при необходимости добавляют в состав серу. К такому материалу относят мальцовский портландцемент. Именно он произведен по такой технологии. В состав портландцемента могут входить различные минерализованные добавки, такой материал часто производят на площадках ЮУГПК.

При производстве производят измельчение компонентов, с последующим их смешиванием. Далее полученное сырье обжигают в печах, при этом выдерживают температуру 1300-1400°C, этого вполне достаточно для достижения оптимального обжига.

После обжига получают клинкер, его измельчают, добавляют гипс. В итоге получается готовый продукт, если планируется получить цемент со шлаком, то добавляют шлак в нужной пропорции.

Разновидности

Часто в обиходе строители используют обозначение материала по производителю, например, мальцовский портландцемент. Причиной такого деления являются разные характеристики портландцементного сырья, из-за чего конечные показатели отличаются. Но, такое деление считается ошибочным.

Правильным будет подразделение по маркам. Они характеризуются максимальной прочностью, а также возможностями для использования.

• М400 – наименее прочный. Широко используется в строительстве. Портландцемент 400 применяют для изготовления железобетона, а также в различных конструкциях. Зачастую портландцемент с минеральными добавками имеет маркировку 400 д20. Это наиболее доступный по стоимости материал.
• М500, а также М550 применяют в дорожном строительстве. Может использоваться для изготовления асбестоцемента. Из пц М500 делают сборные конструкции.
• М600 – сборные конструкции, которые требуют использование железобетона с высоким уровнем прочности.
• М700 – для изготовления высокопрочного бетона.
• М900 – применяется только в военном строительстве для создания бункеров и других подобных конструкций.

Отличается повышенной устойчивостью к любым воздействиям.

Сульфатостойкий портландцемент

Обычно его выделяют в отдельную группу, давайте посмотрим, что такое он из себя представляет и чем отличается от других разновидностей. Сульфатостойкий портландцемент имеет в своем составе целый ряд веществ, которые делают его устойчивым к сульфатам, а также другим схожим веществам, эта его особенность ценится высоко.

Поэтому, именно сульфатостойкий портландцемент применяют для создания свай и фундаментов на болотистых и кислых почвах. Если смотреть по другим показателям, тут наиболее распространен портландцемент марки М500. Технические характеристики этой марки подходят для большей части требований современного строительства.

Применение

Для начала стоит уточнить, что бездобавочный портландцемент м400 может применяться повсеместно. При этом, в отличие от цемента, он позволяет ускорять строительство. Об этом говорят отзывы строителей. В зависимости от марки особенности использования отличаются.

Если для фундамента используется простой портландцемент с пуццоланой, то должна применяться жидкая резина для гидроизоляции. Это позволит избежать проблем в дальнейшем. Вообще пуццолановый портландцемент наиболее восприимчив к воздействиям.

Давайте рассмотрим, пример практического использования материала. Как стандарт мальцовский портландцемент возьмем белого цвета. Тут стоит заметить, что количество песка и наполнителя (щебня, шлака) зависит от конкретного рецепта бетона. Тут мы только упомянем, сколько воды требуется для портландцемента.

В отличие от других типов цементов, тут не требуется большого объема воды, в зависимости от необходимой густоты раствора на 10 кг портландцемента добавляют 1,4-2,5 литра воды. Этого вполне достаточно. При использовании портландцемента стоит помнить, что он затвердевает достаточно быстро, поэтому следует использовать его как можно быстрее. Так вы избежите неоправданных потерь раствора.

Цемент – основной материал в строительной отрасли. Используется вместе с песком для формирования раствора или с другими инертными материалами, такими как щебень. Качество цемента и производные продукты зависят от сырья и пропорций составляющих компонентов, особенно в процентном отношении к воде. Соотношение вода/цемент имеет значение во избежание ухудшения сопротивления и механических свойств массы.

Цемент может быть улучшен по технологическим показателям и связано это не только с влагонепроницаемостью. Применяя добавки, цемент становиться более текучим, что особенно хорошо при отделочных работах или для заполнения конкретных форм. Если необходимо использовать цементный раствор в качестве клея – применяют специальные материалы, делающие его похожим на пасту. Добавка представляет собой вид смолы, при замешивании с цементом в небольших количествах преобразует его совершенно в другой материал. Цемент очень щедрый материал, дешевый и простой в использовании.

Определение портландцемента

Портландцемент – широко применяемый тип цемента, употребляется в качестве связующей основы для получения раствора.

Был изобретен в 1824 году в Англии каменщиком Джозефом Аспдином и получил свое название по сходству и внешнему виду с известняком Портленда, острова в графстве Дорсет (Англия).

Портландцемент получают путем измельчения клинкера с добавлением мела в необходимом количестве для упорядочения процесса гидратации. Проведя микроскопический анализ на куске цемента можно обнаружить присутствие четырех основных компонентов, а именно L алита (трехкальциевого силиката), белита (дикальция силикат), целита (трехкальциевого алюмината) и браунмиллерита (алюминат феррита).

Производство портландцемента происходит в три стадии:

1. Приготовление сырой смеси из сырья.
2. Производства клинкера.
3. Подготовка цемента.

В качестве сырья для производства Портланд материалов применяют минералы содержащие оксиды:

• Кальция СаО (44%)
• Кремния SiO 2 (14,5%)
• Алюминия Al2O3 (3,5%)
• Железа Fe2O3 (2%)
• Магния MgO (1,6%)

Добыча происходит в шахтах, под землей или открытым небом в непосредственной близости от завода, которые, как правило, уже имеют требуемую композицию, а в некоторых случаях необходимо добавить глину, известняк, железную руду, бокситы или остатки литейных материалов.

Смесь нагревают в специальной цилиндрической печи, расположенной горизонтально с небольшим наклоном и медленно вращающейся. Температура поднимается вдоль цилиндра примерно до 1480°С.

Градус нагрева определяется таким образом, что минералы агрегируют, но не плавятся. В нижней секции карбонат кальция (известняк) распадается на оксид кальция и двуокись углерода (CO2).

В высокотемпературной зоне оксид кальция вступает в реакцию с силикатами, образуя силикат кальция (CaSiO3 и Ca2Si2O5), небольшое количество трехкальциевого алюмината (Ca3Al2O6) и алюминат феррита (C4AF, результат реакции 4CaO + Al2O3 + Fe2O3).

Полученный материал называют клинкер. Клинкер может храниться в течение многих лет, прежде чем поступит в производство при условии – избегать контакта с водой.

Теоретическая энергия необходимая для производства клинкера составляет около 1700 джоуль на грамм, величина дисперсии намного выше и может достигать до 3000 джоулей на грамм. Это предполагает большую потребность в энергии и значительное высвобождение двуокиси углерода в атмосферу – парниковых газов.

Количество углекислого газа в атмосфере в среднем равно 1,05 кг CO2 на 1 кг портландцементного клинкера.

Для улучшения характеристики готового продукта в клинкер добавляют около 2% гипса или сульфата кальция и смесь тонко измельчают. Полученный порошок фасуется и готов к использованию.

Цементный состав:

• 64% оксид кальция.
• 21% оксид кремния.
• 6,5% оксид алюминия.
• 4,5% оксид железа.
• 1,5% оксид магния.
• 1,6% сульфат.
• 1% других материалов, в том числе воды.

Портландцемент смешивают с водой, полученная смесь затвердевает в течение нескольких часов. Первоначальное упрочнение обусловлено реакцией между водой, гипсом и трехкальциевым алюминатом формируя кристаллическую структуру алюмината кальция гидрата (CAH), эттрингита (AFT) и моносульфата (AFM).

Последующее затвердение и развитие внутренних сил натяжения получено из медленной реакции воды с трех кальциевым силикатом с образованием силиката кальция аморфной структуры под названием гидрат (CSH гель). В обоих случаях, структуры обволакивают и связывают присутствующие отдельные гранулы материала.

Завершающая реакция производит силикагель (SiO2). Все три реакции вырабатывают тепло.

Путем добавления к цементу конкретных материалов (известняк и известь) получают пластический бетон быстрой установки и высокой технологичности. Строительный раствор с использованием смеси портландцемента и извести известен как известковый раствор. Этот материал используется для покрытия наружных поверхностей зданий (гипс). Обычный бетон фактически не поддается размазыванию.

Чем отличаются эти вида цемента

наиболее распространенный тип цемента общедоступного пользования, используется в качестве основного ингредиента – бетона, строительного раствора, штукатурки, затирки. Был создан на основе других видов гидравлической извести в Англии в середине 19 века. Происходит из известняка.

Порошок получают путем нагрева материалов в печи, чтобы сформировать то, что называется клинкером, при добавлении небольшого количества других добавок.

Плюсы и минусы:

• Портландцемент может вызвать химические ожоги, раздражение, при длительном контакте – рак легких. Содержит некоторые вредные компоненты, такие как кристаллический диоксид кремния и шестивалентный хром.
• Экологические проблемы связаны с высоким потреблением энергии, необходимым для шахты, производства и транспортировки цемента, загрязнением воздуха диоксидом и твердыми частицами.
• Низкая стоимость и широкая доступность известняка, сланцев и других природных материалов, используемых в портландцементе, делают его одним из самых низко затратных материалов, широко применяемых по всему миру. Бетон изготавливается из портландцемента и известен как универсальный строительный материал.

Выполнение большинства строительных работ предполагает применение цемента. Главное при его выборе учитывать характеристики и сферу применения – на рынке представлены составы, различающиеся между собой по техническим данным (плотность, долговечность, скорость застывания, морозостойкость и так далее).

В данной статье мы поговорим о том, чем отличается цемент М400 от М500, и поможем вам сделать правильный выбор.

Чем отличается цемент М400 от М500?

Цемент – это особое синтетическое вяжущее вещество. Если вносить в него добавки, масса становится пластичной и очень прочной. Марки материала – от М100 и до М600. Наиболее распространенными являются цементы М400 и М500, о которых мы как раз и хотим поговорить далее.

Основная информация о свойствах состава содержится уже в его названии. Так М400 – это максимально допустимая нагрузка 400 кг на кубический метр и предельная степень нагрузки после затвердевания «М». Вместо «М» для обозначения свойств может использоваться аббревиатура «ПЦ».

В состав цемента М400 входят:

• гипс (до 5%)
• клинкер
• активные минералы (до 20%)

Данная марка используется для возведения влагостойких ЖБК (подводные сооружения, гидростанции, пр.), в подземном, наземном, транспортном строительстве. Она имеет высокие показатели прочности, водо-, морозо- и коррозионной стойкости. М500 имеет аналогичный М400 состав, используется преимущественно в наземном, транспортном, подземном строительстве, для выполнения ремонтно-восстановительных работ. Он не только прочный, но и эластичный, не боится экстремально низких температур, воздействия сульфатов, при усадке дает минимальные деформационные изменения.

Чтобы сделать правильный выбор между М400 и М500, нужно сначала определить цели применения состава. Для возведения стен, железобетонных конструкций, создания плит лучше остановиться на первом варианте (400), а для создания фундаментов и конструкций, которые должны выдерживать значительные нагрузки, на втором (500). Учтите, что сам по себе цемент М500 плохо выдерживает воздействие агрессивных сред – если готовые изделия будут эксплуатироваться в сложных условиях, лучше сделать ставку на сульфатостойкий материал.

Комментариев:

Цемент используют для выполнения многих строительных работ в качестве вяжущего вещества. Цемент Портланд считается самой распространенной его разновидностью. Этот материал относят к группе гидравлических вяжущих — он затвердевает при добавлении воды. Портланд цемент характеризуется отличными вяжущими свойствами и способностью увеличения предела своей твердости на открытом воздухе в результате совокупности протекающих в нем химических процессов.

Цемент Портланд обладает хорошими вяжущими свойствами и способностью на открытом воздухе увеличивать свой предел твердости.

Минералогический состав

Портландцемент получают путем тонкого помола клинкера, гипса и разнообразных добавок.

В большинстве случаев клинкер получают из искусственных смесей, потому что в природе сырье, содержащее примерно 75% карбоната кальция и 25% глины, встречается довольно редко. Большинство цементных заводов работают на специально приготовленных сырьевых смесях с оптимальным соотношением компонентов для получения качественного продукта.

Клинкерную смесь обжигают при высоких температурах (до 1500°С), получая на выходе гранулы, которые потом измельчаются. Процентное содержание гипса не превышает 5%. Его вводят в рабочую смесь для обеспечения подвижности цементного теста в течение 45 минут, требуемых для формовки изделий или выполнения определенных работ.

Чтобы обеспечить портландцементу необходимые технические характеристики, часто используют активные клинкерные минеральные добавки, доля которых может составлять 20 — 25% от общей массы сырья:

1. Алюминат — характеризуется высокой скоростью затвердевания и довольно низкими показателями прочности. Такие качества обуславливают его содержание в цементе не больше 15%.
2. Алюмоферрит — его добавка в пределах 10 — 18 % позволяет сократить время затвердевания. Действие этого минерала аналогично алюминату.
3. Белит — медленно твердеет и оказывает вяжущее воздействие, имеет средние характеристики прочности. Добавки белита позволяют регулировать время затвердевания (замедлить), однако слишком большое количество этого вещества может негативно сказаться на прочности цемента. В разных марках портландцемента его может содержаться от 15 до 37%.
4. Алит — его содержание в готовом портландцементе самое высокое — до 60%. Он обеспечивает быстрое твердение цементам высоких марок.

Вернуться к оглавлению

Марки и основные характеристики

Под маркой подразумевают предел прочности образца, проверяемого на сжатие, изгиб. Для его изготовления используют раствор из песка и цемента в пропорции 1:3, из которого формируют образец 4 х 4 х 16 см. Испытание проводят через 28 суток после заливки, причем его твердение должно происходить в условиях высокой влажности.

В противном случае прочность образца может значительно понизиться. Чтобы ускорить процесс затвердевания, допускается пропаривание образцов. В настоящее время самыми распространенными марками являются 400, 500, 600.

Кроме прочности портландцемент обладает следующими характеристиками:

1. Период схватывания. Качественный портландцемент при соблюдении пропорций после добавления воды должен схватываться за 40 — 45 минут. Прямое влияние на этот показатель оказывает тонкость помола, температура, минералогический состав.
2. Водопотребность — определяет количество жидкости для приготовления раствора оптимальной густоты. Обычно содержание воды находится в пределах 25%. Для понижения водопотребности могут использоваться пластификаторы или сульфитно-дрожжевая бражка.
3. Водоотделение — отжим воды в приготовленном растворе, происходящий под воздействием тяжести цементных частиц. Для снижения водоотделения часто используют специальные минеральные добавки.
4. Морозостойкость — это способность выдерживать определенное количество циклов замораживания и размораживания без потери прочности и целостности. В качестве добавок, способных повысить этот показатель, применяют смыленный древесный пек, абиетат натрия.
5. Тепловыделение — это способность цемента выделять тепло в процессе затвердевания. Цемент, который отличается слишком стремительным выделением тепла, оптимизируют при помощи активных минеральных добавок.
6. Коррозионная устойчивость напрямую зависит от степени пористости готового бетона и тонкости помола цемента.

Вернуться к оглавлению

Разновидности портландцемента

В зависимости от свойств и сферы использования портландцемент можно разделить на несколько основных групп:

1. Быстросохнущий цемент из-за специальных добавок шлаков и минералов твердеет уже в первые 3 дня. Это позволяет существенно сократить период выдержки монолита в опалубке. Марки быстротвердеющего портландцемента — М400, М500.
2. Нормальнотвердеющий цемент не содержит добавок, влияющих на строки затвердевания, и не требует особо тонкого помола. Данный продукт соответствует характеристикам, определенным в ГОСТ 31108-2003.
3. Пластифицированный портландцемент отличают специальные добавки-пластификаторы, обеспечивающие цементному раствору требуемую подвижность, плотность, термоустойчивость, минимальное поглощение влаги.
4. Гидрофобный цемент получают путем введения асидола, мылонафты и других гидрофобизирующих добавок. Его характеризует небольшое увеличение периода схватывания и способность не впитывать влагу.
5. Сульфатостойкий используют для получения морозоустойчивого бетона в строительстве сооружений, испытывающих воздействие сульфатных вод. Этот цемент предотвращает развитие сульфатной коррозии. Производятся марки 300, 400, реже — 500.
6. Портландцемент белый изготавливают из чистых известняков и белых глин. Для дополнительного отбеливания полученного клинкера его охлаждают водой. Цемент производится марок М400, М500. Основная сфера применения — отделочные и архитектурные работы, основа для цветного портландцемента.
7. Шлакопортландцемент используют для получения жароустойчивого бетона. Из-за низкого коэффициента морозоустойчивости его используют при возведении разных сооружений под водой, под землей и на земле. Для него характерно высокое содержание частичек металла из-за добавки доменных шлаков.
8. Шлакощелочной цемент содержит добавки щелочи и молотого шлака, возможно, с глинистыми включениями. Схватывается так же, как и обычный песчанистый портландцемент, но характеризуется высокой стойкостью к воздействию агрессивных сред, низких температур, имеет низкий показатель поглощения влаги.