В зарубежной практике стандартизируют пять типов цементов, с нормированным минеральным составом
Классификация цементов
- По назначению цементы подразделяют на:
- общестроительные;
- специальные.
- По виду клинкера цементы подразделяют:
- на основе портландцементного клинкера;
- на основе глиноземистого (высокоглиноземистого) клинкера;
- на основе сульфоалюминатного или сульфоферритного клинкера.
- По вещественному составу цементы подразделяют на типы, в зависимости от вида и содержания минеральных добавок. Вид и содержание минеральных добавок регламентируют в нормативных документах на цемент конкретного вида и обозначают в маркировке: бездобавочный портландцемент ПЦ500 Д0; портландцемент с активными минеральными добавками ПЦ500 Д20; шлакопортландцемент ШПЦ-400; Пуццолановый портландцемент ППЦ-400; расширяющийся портландцемент РПЦ-500 и т.д.
- По прочности на сжатие цементы подразделяют на классы: 22,5; 32,5; 42,5; 52,5; на цементы конкретных видов могут быть:
- установлены дополнительные классы прочности;
- с учетом их назначения классы прочности не устанавливают.
- По скорости твердения общестроительные цементы подразделяют на:
- нормальнотвердеющие — с нормированием прочности в возрасте 28 сут;
- быстротвердеющие — с нормированием прочности в возрасте 2 (3)сут, повышенной по сравнению с нормальнотвердеющими, и 28 сут.
- По срокам схватывания цементы подразделяют на:
- медленносхватывающиеся с нормируемым сроком начала схватывания более 2 ч;
- нормальносхватывающиеся — с нормируемым сроком начала схватывания от 45 мин до 2 ч;
- быстросхватывающиеся с нормируемым сроком начала схватывания менее 45 мин.
- Нормирование специальных свойств
– Цементы, к которым не предъявляют специальных требований
–Цементы, к которым предъявляют специальные требования:
· По сульфатостойкости
· По объемным деформациям при твердении - безусадочные с величиной расширения в 3-х суточном возрасте не более 0.1%, расширяющиеся – деформация в 3-х суточном возрасте более 0.1%, самонапрягающиеся (нормируется энергия самонапряжения)
· По тепловыделению - низкотермичные с тепловыделением за 3-е суток не более 230 Дж/г, за 7 суток – не более 270 Дж/г, умеренноэкзотермичные с тепловыделением за 7 суток не более 315 Дж/г
· По декоративным свойствам – белый9 степень белизны не менее 68%) и цветной ПЦ (в соответствии с эталоном)
· Рациональные области применения цементов должны быть приведены в нормативных документах на цемент конкретного вида или группу конкретной продукции. Специальные цементы выпускают объемом около 10 мил.т и используют в производстве асбоцемента, шпал, труб, для тампонирования скважин, для декоративных штукатурок и красок.
В зарубежной практике стандартизируют пять типов цементов, с нормированным минеральным составом
| Тип АSTM | Характеристика цемента | C3S | C2S | С3А | С3А |
| І | Общего назначения | ||||
| І І | Умеренно сульфатостойкие с умеренным тепловыделением | ||||
| І І І | Быстротвердеющий в ранний период | ||||
| ІV | С малым тепловыделением | ||||
| V | Сульфатостойкий |
Обязательные показатели качества для цементов приведены в таблице .
Таблица
| Наименование показателя, единица измерения | Вид цемента |
| Прочность на сжатие, изгиб, МПа | Все цементы |
| Вещественный состав, % | Все цементы |
| Равномерность изменения объема | Все цементы на основе портландцементного клинкера (ПЦК), кроме тампонажных |
| Время загустевания, мин | Цементы тампонажные |
| Плотность цементного теста, г/см3 | Цементы тампонажные |
| Самонапряжение, МПа | Цементы напрягающие |
| Линейное расширение, % | Цементы расширяющиеся, напрягающие, безусадочные |
| Тепловыделение, кал/г | Цементы для гидротехнических сооружений |
| Водоотделение, % или мл | Цементы для строительных растворов, дорожные, тампонажные |
| Содержание оксида магния MgО в клинкере, % | Все цементы на основе ПЦК |
| Содержание оксида серы (VI) SO3, % | Все цементы на основе ПЦК |
| Содержание хлор-иона Сl-, % | Все цементы на основе ПЦК |
| Содержание шестивалентного хрома Сr+6, % | ПЦ для производства асбестоцементных изделий |
| Содержание оксида алюминия Аl2О3, % | Все цементы на основе глиноземистого (высокоглиноземистого) клинкера |
| Минералогический состав, % | Цементы на основе ПЦК: сульфатостойкие, тампонажные, цементы для труб, шпал, опор, мостовых конструкций |
| Удельная эффект. активность естественных радионуклидов, Бк/кг | Все цементы |
Шлакопортландцемент
Шлакопортландцемент – гидравлическое вяжущее, получаемое при совместном помоле портландцементного клинкера, доменного гранулированного шлака в дозировках от 20 до 80%, гипсового камня. Доля ШПЦ в общем объеме выпуска цементов приблизительно составляет 20%, в зарубежной практике ШПЦ выпускает Франция, Германия, США, Великобритания. Шлакопортландцемент в ранние сроки твердения отличается более низкой прочностью, но при длительных сроках твердения достигает прочности ПЦ.
Плотность 3100-3300 кг/м3, насыпная плотность 1200-1300, (следует учитывать при дозировках цемента в бетон, объем вводимого цемента должен полностью заполнить все пустоты между зернами заполнителей с некоторой раздвижкой зерен), расход шлакопортландцемента должен быть увеличен по сравнению с ПЦ.
По своим физико-механическим свойствам ШПЦ близок к портландцементу:
Нормальная густота 24-28%
Цементный камень обладает повышенной сульфатостойкостью, стойкостью к коррозии выщелачивания, это объясняется тем, что свободный гидрооксид кальция практически отсутствует. В связи с этим ШПЦ , применяют для изготовления конструкций, эксплуатируемых в воде.
Тепловыделение при твердении по сравнению с ПЦ значительно меньше, при чем больше в составе цемента шлака, тем ниже тепловыделение, это позволяет применять цемент при бетонировании массивных конструкций.
ШПЦ способен выдерживать высокие температуры. Са(ОН)2 при температурах свыше 500ºС, подвергается дегидратации с образованием СаО, при дальнейшей эксплуатации происходит гашение извести, что вызывает разрушение камня.
Стоимость ШПЦ на 15-20% ниже, чем ПЦ, это обусловлено снижением энергетических затрат ( на обжиг клинкера расходуется 223 кг условного топлива, а на сушку шлака- 20 кг).
Быстротвердеющий ПЦ
Цемент отличается высокой удельной поверхностью, Т008 не более 2-3%, удельная поверхность 3500-4500 см2/г, содержание C3S до 65%.
Пуццолановый портландцемент
Высокая сульфатостойкость
Низкая себестоимость
5. Высокая водопотребность, НГ составляет 32-40%
6. Высокая пористость камня, обуславливает низкую морозостойкость. Не может применяться для бетонирования конструкций, работающих в зоне попеременного уровня воды (опоры мостов)
7. Замедленные темпы твердения, при температурах +5 не твердеет. Твердение можно ускорить увеличением расхода гипса
Имеет усадку даже в воде
Расширяющийся ПЦ
Усадка цементного камня вызывает растягивающие напряжения, которые часто превосходят прочность бетона и приводят к образованию трещин. При ремонте строительных конструкций (омоноличивание трещин), герметизации участков сопряжения двух и более конструктивных элементов не возможно достичь высокого качества работ из-за того что как правило применяют высокоподвижные ремонтные составы, усадка которых значительна. На площади контакта «нового» бетона со «старым» возникают растягивающие напряжения, значительно снижается прочность контактного слоя.
Цемент можно пропаривать,
Расширяющиеся цементы имеют высокую водо-, сульфато-, морозостойкость. Камень имеет высокие марки по водонепроницаемости. Расширяющиеся цементы применяют при усилении железобетонных конструкций, т.к. при отсутствии усадки увеличивается прочность сцепления нового бетона со старым.
Напрягающий цемент
Белый портландцемент
Отличается особыми требованиями по степени белизны, весь технологический процесс производства цемента, начиная с выбора сырья, посвящен главному вопросу получить вяжущее белого цвета. Цвет цемента устанавливают путем сравнения с эталоном, за который принят сульфат бария.
В качестве сырьевых материалов применяют белую глину- каолин, мел или маложелезистый известняк. Сырьевая смесь должна содержать минимальное количество четырехкальциевого алюмоферрита С4АF.
Обжиг белого клинкера происходит при более высоких температурах 1500-1600ºС
При помоле применяют специальные мелющие тела- уралитовые (за счет истирания металлические шары загрязняют железом), футеровка мельниц специальными фарфоровыми плитами. При помоле клинкера белого цемента допускается введение следующих добавок: обожженный каолин не более 20%, диатомит не более 10%.
Требования к белому цементу:
Цемент маркируют в зависимости от степени белизны БЦ-1 (80%) первый сорт, БЦ -2 (75%) второй сорт, БЦ – 3 (68%) третий сорт.
Начало схватывания – не ранее 45 мин, конец- не позднее 12 часов. Тонкость помола по остатку на сите 008 не более 12%.
Классификация цементов
- По назначению цементы подразделяют на:
- общестроительные;
- специальные.
- По виду клинкера цементы подразделяют:
- на основе портландцементного клинкера;
- на основе глиноземистого (высокоглиноземистого) клинкера;
- на основе сульфоалюминатного или сульфоферритного клинкера.
- По вещественному составу цементы подразделяют на типы, в зависимости от вида и содержания минеральных добавок. Вид и содержание минеральных добавок регламентируют в нормативных документах на цемент конкретного вида и обозначают в маркировке: бездобавочный портландцемент ПЦ500 Д0; портландцемент с активными минеральными добавками ПЦ500 Д20; шлакопортландцемент ШПЦ-400; Пуццолановый портландцемент ППЦ-400; расширяющийся портландцемент РПЦ-500 и т.д.
- По прочности на сжатие цементы подразделяют на классы: 22,5; 32,5; 42,5; 52,5; на цементы конкретных видов могут быть:
- установлены дополнительные классы прочности;
- с учетом их назначения классы прочности не устанавливают.
- По скорости твердения общестроительные цементы подразделяют на:
- нормальнотвердеющие — с нормированием прочности в возрасте 28 сут;
- быстротвердеющие — с нормированием прочности в возрасте 2 (3)сут, повышенной по сравнению с нормальнотвердеющими, и 28 сут.
- По срокам схватывания цементы подразделяют на:
- медленносхватывающиеся с нормируемым сроком начала схватывания более 2 ч;
- нормальносхватывающиеся — с нормируемым сроком начала схватывания от 45 мин до 2 ч;
- быстросхватывающиеся с нормируемым сроком начала схватывания менее 45 мин.
- Нормирование специальных свойств
– Цементы, к которым не предъявляют специальных требований
–Цементы, к которым предъявляют специальные требования:
· По сульфатостойкости
· По объемным деформациям при твердении - безусадочные с величиной расширения в 3-х суточном возрасте не более 0.1%, расширяющиеся – деформация в 3-х суточном возрасте более 0.1%, самонапрягающиеся (нормируется энергия самонапряжения)
· По тепловыделению - низкотермичные с тепловыделением за 3-е суток не более 230 Дж/г, за 7 суток – не более 270 Дж/г, умеренноэкзотермичные с тепловыделением за 7 суток не более 315 Дж/г
· По декоративным свойствам – белый9 степень белизны не менее 68%) и цветной ПЦ (в соответствии с эталоном)
· Рациональные области применения цементов должны быть приведены в нормативных документах на цемент конкретного вида или группу конкретной продукции. Специальные цементы выпускают объемом около 10 мил.т и используют в производстве асбоцемента, шпал, труб, для тампонирования скважин, для декоративных штукатурок и красок.
В зарубежной практике стандартизируют пять типов цементов, с нормированным минеральным составом
| Тип АSTM | Характеристика цемента | C3S | C2S | С3А | С3А |
| І | Общего назначения | ||||
| І І | Умеренно сульфатостойкие с умеренным тепловыделением | ||||
| І І І | Быстротвердеющий в ранний период | ||||
| ІV | С малым тепловыделением | ||||
| V | Сульфатостойкий |