Описание и технические характеристики строительного цемента, его химический состав

Описание и технические характеристики строительного цемента, его химический состав

Трудно представить себе область строительства, где не использовался бы цемент. Он необходим на всех этапах любого строительного процесса, начиная от обустройства фундамента и заканчивая внутренней отделкой помещений. До сих пор аналогов данного стройматериала еще не найдено, что свидетельствует об уникальных свойствах цемента.

Показатели, определяющие плотность цемента

Истинная плотность всегда одна и та же для той или иной марки цемента. А вот насыпная плотность может сильно менять, в пределах 1100-1600 кг/м3. Есть несколько показателей, которые влияют на насыпную плотность:

• Марка, чем выше марка, тем выше плотность
• Химический состав, если сравнить плотность М400 с другими видами, например с гидрофобными или пластифицированными составами, плотность будет разной
• Технология производства, фракции всегда имеют разные размеры и формы, что может увеличивать воздушное пространство между ними
• Условия хранения, но в силосе цемент всегда сохраняет свои свойства
• «свежесть» цемента, также влияет на плотность, только что произведенный продукт имеет больший статический заряд, что увеличивает воздушное пространство между частичками. Со временем цемент «слеживается» и плотность увеличивается

Таблица содержит среднюю насыпную плотность, она равна 1300 кг/м3. Но для некоторых строительных работ такие неточности недопустимы, в этом случае требуется истинная плотность. Этот параметр является постоянным для той или иной марки цемента, например, если взять М500 и М400 у них совершенно разные показатели истинной плотности. Однако, на то, насколько прочным будет бетон в будущем, влияет именно насыпная плотность. Ведь чем выше плотность при использовании, тем лучше будут заполнены пустоты. Правда стоит заметить, чем выше плотность, тем выше цена на цемент.

Наилучшие показатели удельного веса у портландцемента, из-за отсутствия добавок. Наиболее низкие показатели у шлакопортландцемента, она может достигать до 2900 кг/м3. Поэтому, он считается более экономичным, ведь с ним можно создавать элементы больших размеров. Однако, когда нужна прочная железобетонная конструкция, лучше отдавать предпочтение маркам М400 и М500.

Можете ознакомиться с таблицей характеристик различных цементов:

Виды и их характеристики

Данная марка цемента различается по наличию или отсутствию минеральных добавок. Существует строительная смесь, не содержащая добавок, которая маркируется символами Д0 (то есть добавки — 0) и есть разновидность, которая включает в себя минеральные добавки в количестве до двадцати процентов от смеси и маркируется соответственно – Д20.

К техническим характеристикам М500 относится:

• прочность,
• наличие морозоустойчивости и устойчивости к пониженным температурам,
• проявления незначительных деформаций в процессе усадки,
• водоустойчивость,
• пониженная сульфатостойкость.

Следует дополнить эти характеристики высокой антикоррозийной устойчивостью, которая наблюдается в разновидности с минеральными добавками. Данное свойство обуславливает применение этой разновидности в ремонтно-строительных работах, штукатурных работах и использовании в качестве дополнения к смесям которым требуется коррозийная устойчивость.

Специальные виды цементов

Учитывая активное применение в различных областях, изготовители предлагают смеси специализированные под выполнение определенных задач:

• Быстротвердеющий портландцемент приобретает более половины марочной прочности в течение трех суток, используется в скоростном строительстве, маркируется БТЦ.
• Сульфатостойкий М500 используется в массивных фундаментах, на которые наблюдается воздействие грунтовых вод, содержащих сульфаты, в частности для причалов, плотин, маркируется ССПЦ.
• Смеси с поверхностно-активными добавками обладают лучшей пластичностью (маркировка ПЛ) или уменьшенной водопраницаемостью (маркировка ГФ) которые дают возможность использования в специфических условиях.
• Водонепроницаемый расширяющийся цемент обладает высокой плотностью и применяется для гидроизоляции шахтных сооружений, водопроводных труб и заделывания трещин в железобетонных конструкциях, маркируется ВРЦ.
• Тампонажный портландцемент используется для того чтобы изолировать от грунтовых вод буровые скважины.
• Для декоративных целей, в частности кладки облицовочного кирпича или фасадного камня, используются цветные цементы или белый цемент, который маркируется литерами БЦ.

Добавки и присадки

Определить наличие добавок возможно по маркировке на упаковки. Для определения количества добавок используется литера Д, после которой указывают на процентное количество добавок. Как правило, добавки содержатся в диапазоне от 5 до 20 процентов, соответственно, существуют маркировки от Д5 до Д20.

Помимо этого маркировочный код использует другие литеры для указание на модификации смесей, которые дополнены присадками.

Таких литер имеется существенное количество, далее даны их определения:

• Б – быстрозатвердевающая смесь;
• ШПЦ – содержит более 20% добавок, шлакопортландцемент;
• ПЦ – портландцемент;
• Н – смесь с нормированным количеством клинкера;
• ПЛ – пластификаторы, то есть смесь имеет повышенную морозостойкость и пластичность;
• ГФ – гидрофобный, то есть обладает водонепроницаемостью;
• ВРЦ – обладает нулевым водопоглощением, быстро затвердевает;
• СС – сульфатостойкость, устойчив к агрессивным жидкостям.

Использование разнообразных присадок и добавок позволяет получить цементы с определенными свойствами. Благодаря данной технологии возможно использовать М500 в разнообразных областях и достичь существенной экономии материала.

Отличия цемента М500 с добавками от чистого материала

Упомянутый ранее ГОСТ определяет технические характеристики по прочности одинаковыми для цемента пц 500 всех типов. На этом схожесть чистого и композитного вяжущего заканчиваются.

Чтобы определить, в чем разница цемента м500 д0 и м500 д20, сравним их в таблице:

Добавки в виде различных минеральных примесей снижают стоимость материала, одновременно повышая некоторые свойства раствора. Они делают массу более пластичной или водостойкой, в зависимости от поставленной задачи.

Какой тип вяжущего выбрать? Нельзя сказать, что цемент м500 без добавок однозначно лучше или хуже – для каждого случая выбирают наиболее подходящий материал по свойствам и цене.

Вывод

Правильное водоцементное соотношение – одно из главных условий получения качественного бетона. При этом известное правило, что для гидратации цемента требуется только 25% воды от его массы, не применимо на практике. Это связано с тем, что некоторый излишек воды должен обязательно оставаться для обеспечения подвижности раствора. Малое количество воды негативно сказывается на прочности конструкций и монолитов после полного схватывания, делает невозможным качественное уплотнение смеси. Поэтому при производстве бетонов различных марок необходимо придерживаться технологических требований.

Лишняя влага в строительном растворе тоже приводит к снижению его качества. Если жидкость не связана должным образом, то компоненты раствора расслаиваются в нем относительно собственной плотности. В результате вместо монолита получается «слоеный пирог», не соответствующий никаким техническим требованиям. Главным признаком излишка воды — ее выделение на поверхности уложенного монолита. Поэтому, в тех случаях, когда требуется дополнительная удобоукладываемость раствора, например, заполнении опалубки с густым армированием, лучше использовать пластификаторы. Они придадут раствору дополнительную подвижность без добавления излишней воды. Обязательно нужно учитывать тот факт, что при укладке бетонной смеси при температурах ниже нуля, В/Ц должно быть как можно ниже, чтобы большая часть воды участвовала в гидратации вяжущего с выделением тепла.

В частном строительстве для получения нужного водоцементного соотношения целесообразно сделать пробный замес. Для этого к одной части цемента добавляют 3 части песка, слегка увлажняют получившийся материал и добавляют 5 частей щебня. После этого вода добавляется мелкими порциями из мерной посуды (чтобы знать ее объем) для получения нужной подвижности раствора. После этого ком бетонного раствора укладывают на ровную поверхность – если он держит форму, водоцементное отношение оптимальное, если расплывается – воды много, когда ком разваливается и расслаивается, в него нужно дополнительно добавить воду.

Состав

Строительный раствор – многокомпонентный материал, в состав которого входят:

• Вяжущее. Цемент марок М300, М400, М500. Чаще всего в массовом строительстве применяется портландцемент. В составы, предназначенные для эксплуатации в условиях высокой влажности, наряду с цементом, вводят известь. Кроме того, известь продлевает срок пригодности раствора, хорошо растекается и заполняет все дефекты основы. Для декоративных смесей могут использоваться цветные цементы.
• Мелкий заполнитель. Вид песка выбирают в зависимости от области применения. Для штукатурных смесей используют мелкофракционный песок, для кладочных работ – более крупный. Для укладки плитки обычно применяют горный сеяный или намывной карьерный песок, полностью очищенный от глинистых включений. Речной или морской песок с окатанными зернами обеспечивают худшее сцепление с основой, по сравнению с горными песчинками угловатой формы. Для изготовления декоративных составов применяют мытый кварцевый песок, гранитную и мраморную крошку с зерном до 2,5 мм, измельченные керамические или полимерные материалы.
• Пластификатор и другие добавки. Предназначаются для улучшения пластичности раствора и придания других требуемых характеристик смеси или затвердевшему продукту. Пластификатор в обязательном порядке добавляют в растворы, применяемые для заполнения швов между бетонными блоками и плитами. В растворы, эксплуатируемые в условиях повышенной влажности, вводят гидрофобизирующие добавки.
• Цветной пигмент природного или искусственного происхождения. Добавляют при необходимости окрашивания состава. Чаще всего, требуется для продукта, применяемого для заполнения швов.
• Вода. Пресная очищенная или взятая их питьевого водопровода.

Как рассчитать расход

Грамотный расчет расхода цементно-песчаной смеси поможет сэкономить тысячи рублей. Руководствоваться нужно маркой используемого состава и данными, написанными на упаковке. Подсчитывают объем раствора и умножают на значения затрат с упаковки (1 м³). Данные указывают в расходе на м³ – слой толщиной в 1 см. Для определения расхода в м³ нужно умножить значение на 100. Классический пример:

• легкие смеси с известью и гипсом – 1,2 – 1,6 тонн на м³;
• тяжелые смеси из цемента высокой марки – до 2,2 т на м³.

При расчете расхода для стяжки или оштукатуривания придерживаются показателей в 25% от объема покрываемой площади.