Priljubljene Objave

Izbira Urednika - 2020

Portland cement: sorte, lastnosti in uporaba

Za izdelavo betona se uporabljajo anorganska veziva, ki pri mešanju z vodo tvorijo pastasto raztopino, ki se strdi. Variacija takega vezivnega sestavka je portlandski cement.


Značilnosti in proizvodnja

Portland cement se pogosto govori o potrebi po trajnem in odpornem na negativne vplive okoljske rešitve. Portland cement je vrsta veziva za betonske raztopine.

Gre za suho mešanico, ki jo razredčimo z vodo. Po določenem času se izdelek dotakne zraka.

Portland cement ima fino mleta klinkerja, kot tudi sadro, ki pospešuje nastavitev zmesi. Glede na vrsto in znamko izdelka lahko njegova formula vključuje nekatere dodatke in nečistoče.

Mešanico je leta 1824 izumil ameriški zidar, ime pa pripisuje zunanji podobnosti apnencu v Portlandu, ki je bila izkopana v eni od angleških okrožij.

Apnenec Portland

Za pridobitev te sestave se uporabljajo karbonatne kamnine (apnenec, kreda, aluminijev oksid in silicijev dioksid) ter laporji (mešanica karbonatnih kamnin in gline, prehodna kamnina iz apnenca do gline). Proizvodni proces se začne s skrbnim mletjem surovin in mešanjem v določenih razmerjih. Naslednja faza je žganje surovin v pečeh pri temperaturi 1300-1400 ° C. Rezultat reflowa je material, ki se imenuje klinker.

Klinker se ponovno zmelje in zmeša z sadro. Po potrebi dodajte še druge elemente, ki povečajo učinkovitost končnega izdelka. Ta mešanica opravi kontrolo kakovosti in v skladu s sprejetimi standardi prejme certifikat o skladnosti.



Obstaja več možnosti za odpuščanje surovin:

  • Mokro. Najprej se sestavine zdrobijo, nato se glina namoči, dokler indeks vlage ne doseže 70%. Nato se v mlinih zmeša z apnencem.
  • Suho. Postopek brušenja in sušenja mešanice poteka istočasno, kar zmanjšuje stroške dela in proizvodne stroške. Kot rezultat predelave v mlinih prejmejo surovine v prahu.
  • Kombinirano. Ta tehnologija združuje dve vrsti proizvodnje - suho in mokro. Zasičenost surovine z vlago se poveča na 14%, nato pa se proizvodi zdrobijo in posušijo v posebnih mlinih.
Mokro
Suho
Kombinirano

Sestava in lastnosti

Kot smo že omenili, je portlandski cement sestavljen iz klinkerja. V naravi so že pripravljene granule precej redke, zato se klinkerni čipi pridobivajo umetno z mešanjem in žganjem ogljikovih in glinastih zmesi.

Končni klinker se zmeša z sadro, katere vsebnost v sestavi ne presega 5%. Uveden je zato, da bi zagotovil mobilnost raztopine 45 minut, kar je potrebno pri oblikovanju izdelkov ali opravljanju določenih vrst dela.

Sestava in odstotek sestavin mešanice ureja GOST 10178 85 "Portland cement in portland cement iz žlindre". To je skladnost z zahtevami proizvodnje zagotavlja visoke tehnične in operativne značilnosti izdelka.

Na embalaži mora biti navedba proizvodnje v skladu z GOST. V odsotnosti slednjega se razume, da je portlandski cement izdelan v skladu s specifikacijami (tehničnimi pogoji), kar pomeni, da se njegove lastnosti razlikujejo od sprejetih.


Da bi Portland cement pridobil določene tehnične lastnosti, se sestavi dodajo mineralni dodatki, katerih vsebnost ne presega 20-25%.

Najbolj priljubljeni so naslednji:

  • Aluminat poveča čas vezanja cementa, vendar ima indikatorje nizke trdnosti (možna vsebnost v portlandskem cementu ni več kot 15%).
  • Alumoferit ima enake lastnosti kot prejšnji dodatek, vendar se njegova vsebnost v končnem izdelku zmanjša na 10-18%.
  • Belit ima učinek pletenja, poveča čas sušenja, vendar lahko prekomerna vsebnost negativno vpliva na lastnosti trdnosti sestave (dovoljena vsebnost - ne več kot 15-37%).
  • Alit Široko se uporablja (odstotek lahko doseže 60%) v sestavah visokih razredov, saj zagotavlja hitro strjevanje.


Lastnosti portlandskega cementa so določene z njegovo sestavo. Glavna merila, po katerih se ocenjuje kakovost izdelka, so:

  • Obdobje nastavitve. Zaseg mešanice v skladu s tehničnimi zahtevami za njegovo gojenje se mora zgoditi po 40-45 minutah. Mineraloška sestava, drobnost mletja in temperatura, pri kateri se delo opravlja - ti dejavniki vplivajo predvsem na nastavitveno hitrost proizvoda.
  • Potreba po vodi. Pod tem izrazom razumemo količino vode, ki je potrebna za pridobitev debele, primerne za delo s cementno pasto. Običajno vlaga ne sme presegati 25% sestave mešanice. Da bi zmanjšali potrebno količino vode, uporabimo sulfitno kvasovino ali plastifikatorje.
  • Odvajanje vode. Ta izraz se nanaša na ekstrakcijo vode v končni raztopini, katere pojav je posledica usedanja težjih cementnih delcev. Za zmanjšanje te številke dovolite mineralne dodatke.

  • Odpornost proti zmrzovanju - sposobnost izdelka, da nosi določeno število ciklov zamrzovanja in odmrzovanja, ne da bi pri tem izgubila svoje karakteristike delovanja.

Da se poveča odpornost proti zmrzovanju, se sestavi doda natrijev abietat ali oprana smola.

  • Odpornost proti koroziji. Ta značilnost je povezana z drobnostjo mešanice in stopnjo poroznosti končnega betona.
  • Odvajanje toplote. To se nanaša na sposobnost betona, da sprosti toploto v procesu utrjevanja. Sestava, ki daje hitro segrevanje, se optimizira z dodajanjem aktivnih mineralnih komponent.

Značilnosti

Portland cement ima višje lastnosti trdnosti v primerjavi z drugimi vrstami cementa zaradi značilnosti sestave. Nekateri dodatki lahko reagirajo in spremenijo tehnične lastnosti materiala. Slednje so povezane z mehansko stabilnostjo in zmogljivostjo delovanja.

Ne moremo reči, da je ena od tehničnih značilnosti bolj prednostna. Na primer, trajni, vendar prepočasi utrjeni portland cement lahko poveča čas gradnje. Odporna proti zmrzali, vendar jedka sestava se lahko uporablja samo za reševanje ozkega področja nalog.


Danes si proizvajalci prizadevajo ustvariti univerzalne formulacije, pri katerih so lastnosti, ki so najpomembnejše za cement, enako izrazite.

Hkrati obstajajo specializirane formulacije, ki imajo poseben namen. Takšno se lahko šteje za pucolanski portlandski cement, ki ima največjo odpornost proti koroziji in odpornosti proti vlagi, vendar je v začetnih fazah dela (v prvih dneh postavitve) kazalniki nizke trdnosti.



Tehnično

Med tehničnimi značilnostmi je treba poudariti:

  • Specifična teža proizvod - 1100 kg / m³ za mešane mešanice, 1600 kg / m³ za zgoščene.
  • Drobnost brušenja v povprečju znaša 40 mikronov (določena s sposobnostjo mešanice skozi sito št. 008), ki zagotavlja potrebno trdnost cementa in čas, ko se strdi, ter vpliva tudi na njegovo učinkovitost.
  • Poraba vode, optimalna vsebnost tekočine v sestavi ne sme presegati 25-28%, ker ta kazalnik vpliva na trdnost sestavka (pri presežku pride do delitve betona, pri pomanjkanju se pojavijo razpoke na končnem izdelku).

  • Gostota odvisna od znamke in prisotnosti nekaterih aditivov v sestavi. V ohlapnem stanju ima zmes gostoto 1,1 t / m³, v zgoščenem stanju 1,5-1,7 t / m³.
  • Trajanje nastavitve po mešanju z vodo ne presega 40-45 minut, nadaljnje utrjevanje je odvisno od sestave in pogojev okolja (proces se pozimi upočasni), vendar ne presega 10-12 ur (merjeno z napravo Vicat).
  • Sprememba količine ko je zamrznjen, pomeni, da se telo cementa v prostornini 0,5-1 mm / m zmanjša na prostem in ga z vodo nabrekne na 0,5 mm / m. Pomembna točka je enakomernost sprememb v celotni prostornini raztopine.

Fizično

  • Antikorozijska stabilnost je dosežena zaradi vnosa hidroaktivnih materialov v sestavo, ki preprečujejo kemično aktivnost soli, kot tudi dodajanje nečistoč, ki zmanjšujejo poroznost betona.
  • Čas shranjevanja ni več kot 12 mesecev, če je originalna embalaža konzervirana (3-4 vložki, hermetično zaprte papirne vrečke), saj se po 3 mesecih skladiščenja do 20% sestave izgubi, po enem letu - do 40%. Takšnemu cementu je mogoče vrniti prejšnje lastnosti le s sekundarnim brušenjem.
  • Tlačna trdnost. V skladu s to značilnostjo se razlikujejo 4 kategorije moči - 22,5; 42,5; 42,5; 52.5. Ta kazalnik je neposredno povezan s hitrostjo nastavitve raztopine.

Mehansko

Indikatorji mehanske trdnosti portlandskega cementa niso manjši od 42,5 MPa po 28 dneh po litju. Določanje se izvede v laboratorijskih pogojih na primeru vzorca. V skladu z dobljenimi rezultati je cement označen (npr. M 500). Koeficient tako nakazuje, koliko pritiska lahko vzdrži vzorec (merjeno v kg / cm3).

Višje kot je to razmerje, večji so kazalniki trdnosti sestave. Trdnostne lastnosti so odvisne od stopnje brušenja (manjša je, bolj učinkovita je raztopina), prisotnosti dodatkov in dodatkov.

Indikatorji jakosti vplivajo na stopnjo nastavitve raztopine (določena z iglo Vicat).


Razlike od enostavnega cementa

Portland cement je vrsta cementa, ki se najpogosteje uporablja za vlivanje betona. Slednji se uporablja v monolitni in armiranobetonski konstrukciji, pri gradnji objektov, za katere so predstavljene povečane karakteristike trdnosti.

Zaradi prisotnosti zrnc klinkerja in drugih dodatkov ima Portland cement veliko varnostno mejo, višje stopnje odpornosti proti zmrzovanju, odpornost na agresivne medije. To je Portland cement je priljubljen material pri gradnji naftne in plinske industrije.


Primerna je za gradnjo temeljev na kompleksnih in nestabilnih tleh, zato je priporočljivo uporabiti mešanico, odporno na sulfate. Takšna sestava skoraj ne skrči zgradb, na njeni površini se ne pojavijo razpoke.

Vprašanje razlik med cementom in portlandskim cementom je nekoliko nepravilno, ker je slednje vrsta cementa. Z drugimi besedami, cement je splošno ime, portlandski cement je sorta z določeno vrsto moči.

Bolj logično je, da se razlikujejo glede na moč cementa. Tako na primer Portland cement M 400 je po svoji trdnosti slabši od cementa M 600. Sam Portland cement se nekoliko razlikuje od cementa (glede na način vgradnje, tehnologijo nastavitve, značilnosti uporabe), razlika med nekaterimi značilnostmi je posledica prisotnosti dodatkov.

portland cement M 400
cement M 600

Pogledi

Vse vrste cementa se delijo na neaditivne in aditivne. Bezobavochny sestava ne vsebuje drugih mineralnih dodatkov razen sadre. On primerni za nadzemne, podzemne in podvodne objekte monolitne narave, kot tudi za montažne betonske in armiranobetonske konstrukcijeki delujejo v odsotnosti agresivnega okolja.

Prisotnost mineralnih dodatkov izboljšuje tehnične lastnosti portlandskega cementa, zaradi česar Uporabljajo se lahko v agresivnih pogojih, pri dolgotrajnem stiku strukture z vodo. Med najpogostejšimi dodatki mineralnega izvora so plavžna žlindra, aktivni mineralni dodatki in naravni aktivni mineralni dodatki.

Zaradi uvedbe enega ali drugega dodatka se izboljšajo kazalniki, kot so vodoodpornost, odpornost proti koroziji, vendar njihova prisotnost pomaga zmanjšati odpornost proti zmrzovanju.

Nadtlak
Z dodatki

Glede na značilnosti sestave se razlikujejo naslednje vrste portlandskega cementa:

  • Hitro se posuši. Utrjevanje zmesi poteka že v prvih 3 dneh polivanja zaradi žlindre in posebnih mineralov, ki so del nje. Pomembno je, da je stopnja mletja zmesi minimalna. Na voljo v M400 in M500. Uporaba te sestave omogoča zmanjšanje časa izpostavljenosti mešanice v opažu in bistveno poveča hitrost gradbenih del.

Uporablja se predvsem za montažne in armiranobetonske predmete.

  • Normalno utrjevanje. Ne vsebuje posebnih dodatkov, ki niso tako izbirčni glede stopnje mletja zmesi. Na voljo v skladu z GOST 31108-2003.
Hitro se posuši
Normalno utrjevanje
  • Hidrofoben možnost je značilna sposobnost absorbiranja vlage in zmanjšanega časa vezanja. Podobne lastnosti zagotavljajo acidoidi, ki vstopajo v raztopino. Uporablja se pri gradnji objektov, ki delujejo v pogojih visoke vlažnosti, kot tudi na poplavljenih območjih.
  • Plastificiran. Značilnost proizvoda je prisotnost mehčalcev v njem, ki zagotavljajo potrebno mobilnost, zmanjšujejo absorpcijo vode in odpornost na toploto. Plastifikatorji se položijo pri mletju mešanice, tako da se zdi, da obdajajo delce cementa, kar preprečuje njihovo lepljenje. Rezultat je mobilna, priročna sestava, ki se pogosto uporablja za gradnjo kompleksnih arhitekturnih struktur.
Hidrofoben
Plastificiran
  • Fugiranje. Ima sposobnost tampona, to je zaščititi vodnjake pred vplivi podtalnice. Široko se uporablja v naftni in plinski industriji, saj ni odvisna od tlaka in temperature ter zanesljivo drži stebre v vrtinah, tudi v začetnih fazah strjevanja. Obstaja še ena vrsta te vrste cementa - fugirni lahki portlandski cement, ki ima »lahke« dodatke.
  • Razširitev. Takšne zmesi imajo lahko drugačno sestavo, vse pa imajo zmožnost povečanja prostornine pri mešanju raztopine. To je posledica dejstva, da se kemična reakcija začne med glavno in dodatno komponento, kar daje povečanje prostornine.

Praviloma se taki sestavki uporabljajo za zapolnjevanje šivov in razpok na površinah, izpostavljenih visoki vlažnosti.

Fugiranje
Razširitev
  • Sulfatno odporni. Tovrstni beton se upira vplivom sulfatne vode, kar povzroča nastanek korozije. Praviloma je zmrzovalno odporen cement blagovne znamke M300,400, ki je odporen na sulfate, včasih M 500.

Uporablja se za izdelavo kupa in drugih tipov temeljev na močvirnatih in kislih tleh.

  • Slac Portland cement. V sestavi izdelka so še plavžne žlindre, kar je posledica visoke vsebnosti kovinskih delcev v njej. Mešanica se uporablja za pridobivanje toplotno odpornega betona, kot tudi pri gradnji objektov pod zemljo, vodo, na višini. Ima nizko odpornost proti zmrzovanju.
Sulfatno odporni
Slac Portland cement
  • Alkalna žlindra Sestava ima v primerjavi s portlandskim cementom višje lastnosti. Odporna je na agresivna okolja, ekstremne temperature, ima visoko odpornost proti zmrzovanju in nizko absorpcijo vlage. Takšne sposobnosti se dosežejo z vključitvijo zemeljske žlindre in alkalij, včasih gline.
  • Beli Portland Cement. Obseg mešanice - zaključna in arhitekturna dela, služi tudi kot osnova za barvne cemente. Snežno beli odtenek dobimo tako, da izdelamo izdelek iz čistega apnenca in bele gline ter z dodatnim hlajenjem klinkerja z vodo.
Alkalna žlindra
Bela
  • Magnezija - sestava na osnovi magnezijevih oksidov (segreta na temperaturo 800 ° C) in 30% vodne raztopine magnezijevega klorida. Zaradi svojih sestavnih delov in značilnosti proizvodne tehnologije je mogoče pridobiti trpežno belo maso, ki jo lahko enostavno obdelamo (lahko poliramo, ne vplivamo na plesen, glivice).

Material se uporablja kot zaključni premaz, kot tudi za ustvarjanje kompleksnih oblik. Beton na osnovi magnezijevega cementa je pravzaprav vrsta umetnega kamna.

  • Barvni Portland Cement uporablja se tudi za dekorativna dela. Izkazalo se je z mešanjem bele modifikacije in pigmenta. Slednji so lahko železov minium, oker, kromov oksid. Glavna stvar je, da so pigmenti odporni na svetlobo in alkalijo.
Magnezija
Barvno
  • ​​​​​​Pozzolanic. Mešanica vsebuje barvni portlandski cement, sadro in dodatke vulkanskega ali sedimentnega izvora. Nastala raztopina ima visoko odpornost na vodo, zamrzne ne le v pogojih visoke vlažnosti, temveč tudi pod vodo.To vam omogoča, da ga uporabite pri organizaciji hidravličnih objektov, oblog bazenov in drugih rezervoarjev za shranjevanje vode, površin (vključno s poševnimi) v stiku z morsko ali klorirano vodo. Zamrznjeno površino odlikuje trajnost, kemična inertnost in pomanjkanje cvetenja.
  • Aluminijast Sestava je hitro utrjujoč in trpežen cement na osnovi klinkerja in staljenega apnenca. Končna mešanica vsebuje velike količine nizko bazičnih kalcijevih aluminatov.

Da bi zagotovili visoko kakovostno oprijemljivost in niz potrebne trdnosti, je treba strjevanje izvajati pri temperaturi pod 25% C. V nasprotnem primeru se izgubi do 50% trdnosti betona.

Druga značilnost aluminijevega oksida je nedopustnost mešanja z drugimi cementi in apnom, sestavki, tudi v majhnih količinah, ki vsebujejo alkalije. Alumina portland cement je primeren za proizvodnjo kislinsko odpornih betonskih raztopin, polnjenje kislinsko odpornih kamnin (granit, beshtaunita). Čas nastavitve je približno 8 dni.

Pozzolanic
Aluminijast

Žigi

Blagovna znamka je opredeljena kot jakost vzorca pri preskušanju za upogibanje in stiskanje. Za izdelavo vzorca se uporabijo portlandski cement in pesek, vzeta v razmerju 1: 3. Iz te raztopine, ki se strdi v 28 dneh, nastane vzorec velikosti 4x4x16 cm, ki se strdi v pogojih visoke vlažnosti. Za pospešitev zamrznitve je bilo mogoče uporabiti tehniko parjenja vzorca.

Najpogostejše blagovne znamke portlandskega cementa so danes M 400, 500, 600:

  • M 400 - najbolj zahtevna znamka cementa. Njegove tehnične lastnosti (moč, odpornost proti zmrzovanju) so primerne za gradnjo večine objektov.
  • M 500 - cement, ki ima nekoliko večjo varnostno mejo, zaradi česar je mogoče uporabiti pri delih za obnovo ali obnovo objektov po nesreči, za popravila cest, izgradnjo vojaško-tehničnih objektov, azbestno-cementnih konstrukcij.
  • M 600. Sestava ima povečano moč, zaradi česar je mogoče uporabiti pri gradnji kritičnih armiranobetonskih konstrukcij, inženirskih objektov.
  • M 700 - Portland cement maksimalne trdnosti, ki se uporablja za betonsko mešanico za konstrukcijo stresnih konstrukcij. Uporaba v običajni gradnji (na primer v zasebnem gospodinjstvu) je nerazumna zaradi visokih stroškov.
  • M 900 - težki cement, ki se uporablja samo za vojaške objekte, na primer za izdelavo bunkerjev.

Obstajajo tudi "vmesne" znamke cementa, na primer M 550 (njegove tehnične značilnosti so blizu M500, vendar so nekoliko bolj trpežne).

V katerih primerih ni primerna?

Zaradi raznolikosti sestavin portlandskega cementa je primeren za skoraj vse vrste stavb. Glavna stvar je pravilno določiti najpomembnejše lastnosti cementa in izbrati ustrezen aditiv. Nekateri izmed njih, ko so združeni, izenačujejo medsebojne lastnosti. To se na primer zgodi z dodajanjem komponent za izboljšanje odpornosti proti vlagi in odpornosti proti zmrzovanju. Prva (povečana odpornost na vlago) bistveno zmanjša odpornost na zmrzovanje.

Z drugimi besedami, portlandski cement z dodatki ni primeren za razmere, v katerih se znatno znižuje delovna temperatura. V tem primeru je treba uporabiti Portland cement brez dodatkov. Za mokro podnebje standardna mešanica portlandskega cementa ni primerna, bolje je, da izberete žlindro Portland cement.


Pomembno je upoštevati namen materiala. Torej, za gradnjo monolitnih objektov in struktur za civilne namene (na primer, mostov, visokonapetostnih vodov) Portland cement M400 ni primerna. Za rešitev teh problemov je dovoljeno uporabiti mešanico z močjo blagovne znamke najmanj M 500.

Nobena od vrst portlandskega cementa ni primerna za uporabo v tekočih vodah, slanih vodnih telesih, tekočih kanalih rek, vodah z visoko vsebnostjo mineralov.

Celo sulfatno odporna vrsta portlandskega cementa, ki ima povečano odpornost proti vlagi, se uporablja samo v statičnih umirjenih vodah. V drugih primerih (na primer za organizacijo jezov, jezov in drugih inženirskih objektov) uporabljamo posebne vrste cementa.

Predpona "Portland" označuje prisotnost velike količine kalcijevih silikatov v mešanici, zato ni priporočljiva za bloke in konstrukcije za posebne namene.. Pozzolanski cement ni primeren za uporabo v pogojih znatnega znižanja temperature.


Oglejte si video: Kako nastane cement - žganje klinkerja (Februar 2020).

Pustite Komentar