Самым распространенным скрепляющим материалом в строительстве является цемент, который изготавливается на основе магнезиальных или карбонатно-силикатных горных пород. Последняя разновидность занимает более 90% рынка и называется портландцементом. Процесс производства включает несколько этапов, ассортимент выпускаемых минеральных вяжущих материалов широкий, узнать по маркировке область применения порошка будет полезно каждому строителю.
Содержание
Из чего делают цемент — основное сырье
Исходными материалами для производства служат твердые полезные ископаемые, вблизи которых и располагают цементные заводы.
- мел — мягкая горная порода белого цвета, состоит из карбоната кальция с примесью магния, оксидов металлов и зерен кварца;
- мергель — естественная смесь из 50-75% кальцитовых производных с 25-50% силикатных глинистых образований, хорошо подходит для производства цементного клинкера;
- ракушечник — это известняк из раковин морских животных, его метаморфизованная давлением при высокой температуре разновидность называется мрамором;
- доломит — помимо кальциевого карбоната СаСО3, имеет в составе магниевую составляющую: MgCO3.
Глинистые породы, привносящие в клинкер силикаты, это лесс, суглинки и глинистые сланцы. Для удешевления производства и придания цементу особых свойств в технологии используют легирующие добавки — глинозем, железо, кремний, отходы металлургических заводов.
Что такое цементный клинкер
По химическому составу прокаленный щебень каждого из производителей может отличаться, приводится усредненный расклад в процентах:
- СаО — 67;
- SiO2 — 22;
- Al2O3 — 5;
- Fe2O3 — 3.
Щебень из печи — не единственный компонент в производстве портландцемента. Для замедления времени схватывания конечного продукта размол гранул до тонкодисперсного порошка производится с добавлением в клинкер до 6% сульфата кальция CaSO3, содержащегося в гипсе или гипсовом камне.
Измельчение ингредиентов осуществляется шаровыми мельницами с перекачиванием готового продукта в многотонные силосы пневматическим транспортом.
Основные характеристики продукта
Показатели плотности цемента: насыпная — 900-1100 кг/м³, с уплотнением — 1400-1700. Значения истинного удельного веса достигают 3 т/м³. Существует несколько технических характеристик, по которым судят о качестве вяжущего порошка:
- Тонина помола — определяет активность цемента: чем меньше частички, тем большую поверхность в один слой они покрывают. Контрольные замеры выполняют рассеиванием на сите с ячейкой 80 мкм.
- Водопотребность — количество влаги, необходимой для гидратации цемента и придания тесту пластичности. Излишняя вода в растворе приводит к образованию пор и трещин, снижению прочности.
- Морозостойкость — способность изделий на основе цементного порошка выдерживать многократные заморозки и оттаивания без разрушения. Необходимого показателя добиваются специальными добавками при замешивании раствора.
- Время схватывания — в зависимости от густоты замеса находится в диапазоне 0,7-10 часов. Показатель зависит и от количества гипса, добавляемого в клинкер при размоле.
- Прочность определяется по разрушению образца, изготовленного из цемента от каждой партии выпущенного раствора. Возраст кубиков устанавливается стандартом — 28 дней.
На все отгружаемые цементным заводом объемы заполняют паспорта качества, в которые вносят перечисленные характеристики. Потребители самостоятельно проводят входной контроль, чтобы подтвердить добросовестность поставщика.
Что такое марка цемента
После добавления воды масса перемешивается и остается твердеть на 28 дней. Заливается одновременно 6-10 металлоформ.
Из них произвольно отбирается 6 образцов и раздавливается под прессом. Среднее арифметическое давление рассчитывается по 4 кубикам, разрушившимся под наибольшей нагрузкой. Значения, измеренные в кг/см², укажут на марку цемента по ГОСТ 10178-85. Отображение напряжения в метрической системе единиц выполняется по ГОСТ 31108-2003 в МПа. Здесь распределение осуществляется по классу прочности цемента.
Получается, что для оценки прочностной характеристики одновременно пользуются старой и новой классификациями. Цифровой ряд марок: М200, М300, М400, М500, М600. Соответствующие значения класса твердости: В15; В22,5; В32,5; В42,5; В52,5.
Маркировка цемента
Приведенные обозначения прочностных показателей портландцемента — это только небольшая часть зашифрованной в полной маркировке информации о свойствах изготовленного цемента.
В условиях одновременного использования стандартов с прежними обозначениями и от 2003 г. многие коды несут идентичные сведения.
Производители цементов стараются донести информацию о качестве и свойствах продукции, применяя термины обоих стандартов.
Что обозначает маркировка цемента по виду добавок
Помимо основных компонентов, в состав вяжущего минерального вещества вводятся присадки, позволяющие применять цемент в бетонах специального назначения. Информация об особых свойствах закладывается в маркировку продукции. Буквами шифруются порошок и добавки:
- ПЦ — портландцемент без улучшающих присадок;
- ШПЦ — при размоле клинкера добавлен шлак в количестве ≥20%, продукт называется шлакопортландцементом;
- ППЦ — пуццолановый цемент, используется при бетонировании в обводненных условиях (пуццоланы — это продукты деятельности вулканов: пепел, туфы, пемза);
- СПЦ, ССПЦ, ССШПЦ — сульфатостойкие вяжущие, противокоррозионные;
- Б — быстротвердеющий порошок;
- БЦ — белый цемент; клинкер для его производства изготавливают из каолина и светлых сортов известняка;
- Г — быстросхватывающийся глиноземистый порошок, сырьевыми составляющими для обжига являются карбонатные породы и бокситы;
- ГФ — гидрофобный цемент для бетонных изделий в воде;
- ПЛ — пластифицированный, обеспечивает удобство укладки раствора даже при низких температурах;
- ВРЦ — влагонепроницаемый расширяющийся цемент, твердеет в любой среде.
В маркировке ГОСТ 10178-85 количество добавок обозначается буквой и числом процентов: Д0, Д5, Д20. В конце шифра указывается стандарт, по которому изготовлен продукт. Пример: ПЦ 400-Д20-Б-ПЛ ГОСТ 10178-85 — портландцемент прочностью 400 кг/см² с добавками в количестве 20%, быстротвердеющий, пластифицированный.
Расшифровка маркировки цемента по новым нормативам
У каждого объединения есть признаки, указывающие на особенности изготовления:
- I — портландцемент бездобавочный, состоит на 95-100% из цементного клинкера;
- II — эта группа подразделяется на подклассы А с добавками 6-20% и В — 21-35%. Здесь же находятся пуццолановые цементы, содержащие <20% пуццолана, и композитные, в которых присадки суммарно не превышают того же значения;
- III — шлакопортландцемент при содержании шлаков 36-65%;
- IV — пуццолановый цемент с добавкой 21-35%;
- V — композиционный порошок, включающий в состав 11-30% шлака и в тех же пределах пуццолан.
У каждой из присадок в обозначении своя буква: И — известняк, З — зола уноса, МК — микрокремнезем, К — композитная добавка, Г — глиеж, Ш — шлак, П — пуццолан. После следует цифра класса прочности, за ней буквы: Н — нормальное время твердения, Б — быстрое схватывание. Пример: шлакопортландцемент ЦЕМ III/А 32,5Н ГОСТ 31108-2003. Расшифровывается так: прочность цемента 32,5 МПа, он нормально-твердеющий, содержит 36-65% шлака.
Марки цемента и их применение
Действия по обустройству в зависимости от твердости вяжущего порошка:
- М200 — цемент предназначен для штукатурных работ, изготовления бетона М100;
- М300 — соответствует монолиту М200, применяется для бетонирования подстилающих поверхностей под фундаменты, заливки оснований под малоэтажные строения;
- М400 — строительство железобетонных сооружений прочностью М300, дорожных покрытий, тротуарной плитки, бордюрных камней, опорных конструкций;
- М500 — все виды наружных бетонных работ, изготовление аэродромных плит и гидротехнических сооружений из монолита М400.
Составы растворов могут различаться и задаются под условия возводимого объекта. Рецептура смесей определяется проектом.