Свойства цемента

Характеристики и свойства цемента

 

Цемент – это минеральный вяжущий порошок, твердеющий при смешивании с водой на воздухе, который получается при мелком измельчении клинкера при нормированных добавках гипса и минералов. При смешивании с водой он приобретает пластичную массу и получает качественные свойства, после чего за определенный промежуток времени становится твердым подобием камня, обладая необходимым количеством характеристик.

Каждый вид при твердении развивает различную прочность, которая характеризуется маркой. Чем выше марка , тем меньше его надо положить для достижения прочности.

Наиболее часто в промышленном строительстве используется портландцемент. Он получается при обжиге в специализированных печах смеси известняка и глины в определенном процентном соотношении. В итоге получают материал, который обладает высокой надежностью и качеством, и свойства портланд, таким образом, расширяют возможности применения материала. Популярность данного материала обусловлена тем, какие характеристики приобретаются при его изготовлении.

Основные характеристики, влияющие на качество материала, как и свойства портландцемента, зависят от множества факторов: тонкости помола, вида добавок, минерального и химического состава.

Тонкость помола

Это характеристика оказывает влияние на время затвердевания и на прочность получившегося цементного камня. То есть чем мельче помол, тем выше скорость затвердевания и качество получившегося бетона. Стоимость, естественно, выше.

Тонкость помола определяется его удельной поверхностью и зерновым составом, который вычисляется через просеивание цемента через сверхтонкое сито с размерами до 80 мкм. Большая его часть должна успешно просеяться. Но одновременно слишком мелкий помол приводит к увеличению водопотребности раствора.

Для оптимального соотношения в состав должны включаться как крупные частицы размером 80 мкм, так и мелкие 40 мкм. Таким образом достигаются оптимальные свойства этого надежного и практичного материала.

Портландцемент, изготавливаемый в настоящее время, по стандарту содержит частицы в среднем от 20 до 40 мкм. Для изготовления быстротвердеющих видов добавляется от 15 до 25% порошка сверхтонкого помола. На данном этапе цемент обогащается различными добавками, которые позволяют увеличить его прочность и уменьшить вероятность появления коррозии.

Как замесить цемент

Коррозионная стойкость

Пуццоланновый цемент на начальных сроках обладает меньшей прочностью чем цемент., но в дальнейшем он догоняет его по прочности. Причем, чем активнее добавка. тем быстрее это происходит.

На цементный камень могут оказывать влияние как вода, так и его нахождение в агрессивной среде. Коррозию железобетонных изделий можно устранить разными способами, в том числе путем изменения минералогического состава, введение в цемент гидроактивных материалов, препятствующих химической активности солей, находящихся в минералах, а также гидроизоляция изделий из бетона. Использование дополнительных составляющих позволяет получить действительно надежный материал.

Для повышения коррозийной стойкости добавляются специальные полимерные добавки, снижающие микропористость и препятствующие неблагоприятному химическому и физическому влиянию окружающей среды, делая цемент таким образом надежным и долговечным материалом.

Для повышения коррозийной стойкости портландцемента в минералах уменьшается содержание трехкальциевого силиката, при затвердении которого выделяется большое содержание извести.

Самую высокую коррозийную защиту имеет пуццолановый цемент, который в основном предназначен для строительства подземных зданий и сооружений, а также гидротехнических объектов, так как именно там при строительстве необходимо использовать самые надежные и высококачественные материалы.

Морозостойкость

Для изготовлении качественного бетона, необходимо использовать свежий цемент. В последнее время цемент сильно подорожал, поэтому для его экономии следует отнестись к чистоте компонентов с особой внимательностью.

Свойство цементного камня, влияющее на способность к многократному замораживанию и оттаиванию, – один из главных показателей качества.

Вода, находящаяся в микродозах в порах, при замерзании способна увеличиваться в объеме на 8 %, что при многократном повторении приводит к трещинам и разрушению бетона в дальнейшем, что не допустимо при строительстве объектов любого назначения.

Чистый цемент в строительстве не используется, в него, в зависимости от марки, добавляются определенные минеральные добавки: абиетат натрия, нейтрализованный древесный пек и другие – с целью повысить сопротивляемость к перепаду температур и повысить долговечность бетона.

Рецепт бетона м200

Воздухововлекающие добавки, добавляющиеся на этапе создания бетона, способствуют его обогащению воздушными пузырьками, которые равномерно распределяются по внутренней структуре бетона и снимают проблему расширения воды при замерзании.

При застывании раствора проблему создают низкие температуры, препятствующие его эффективному схватыванию. Данная проблема качественно решается электрическим прогревом бетона, горячим воздухом или паром. В итоге получается высококачественный и надежный материал, который долгие годы сможет не утрачивать свои первоначальные показатели.

Водопотребность материала

Бетон с высокой пористостью имеют небольшую плотность  и прочность. Несмотря на это его применяют в строительстве, например, 
для ограждающих конструкций, дренажей, фильтров и других элементов гидротехнических сооружений.

Это способность цемента впитывать определенное количество воды. Плотность зерен цемента в три раза выше воды, поэтому при излишнем его насыщении лишь определенная часть воды будет удерживаться капиллярными силами, а оставшаяся часть будет вытеснена на поверхность раствора.

Частицы при этом осядут, вследствие чего верхняя часть бетонной конструкции будет недостаточно прочной, делая возможным ее разрушение.

Характеристика водопотребности цемента определяется процентным количеством воды для получения раствора оптимальной густоты.

Объем воды в растворе нормальной густоты соответствует наибольшему количеству, который может удержать цемент при помощи физических сил. В портландцементе водопотребность составляет 22-28%.

Почему свойство водопотребности так важно для свойств цемента? В процессе изготовления раствора с низкой водопотребностью получается наиболее качественный и морозостойкий бетон, в противном случае получаются бетонные изделия с высокой пористостью и качеством такой бетон не отличается.

Время схватывания

Гипс является широко распространенным в природе материалом,  применяемым в цементной промышленности для регулирования времени схватывания вяжущего при его помоле.

Это промежуток времени, в течение которого изменяются пластические свойства портландцемента. Для замеров застывания существуют разные способы: прибор “Вика”, подручные методы.

Идеальный раствор должен застывать не слишком быстро и не слишком медленно. Скорость схватывания зависит от минерального состава (в частности, гипса), при добавлении определенного количества которого можно добиться повышения или понижения времени застывания.

Температура воздуха, объем воды также влияют на схватываемость. В стандартных условиях с использованием портландцемента начало застывания должно начинаться через 45 минут и заканчиваться не позже 10 часов.

Прочностные характеристики

Прочность определяется маркой, которая вычисляется на пределе сжатия образца, испытанного в течение 28 суток.

При испытании разных образцов получают определенные единицы прочности, измеряемых в МПа и называемых активностью цемента. При этом определяется его марка. Промышленность выпускает на продажу различные марки цемента, от 300 до 600, для особых нужд 700 и даже 1000.

http://youtu.be/0q_y6ZMeisU

Несмотря на то что может показаться, что главным свойством для цемента является прочность, это не совсем так. Все характеристики и показатели цемента одинаково важны.