Влияние минералогического состава клинкера на свойства портландцемента.

Повышенное содержание окиси кальция (при условии обязательного связывания в химические соединения с кислотными окислами) обусловливает обычно повышенную скорость твердения портландцемента, его высокую конечную прочность, но несколько пониженную водостойкость.
Цементы с повышенным содержанием кремнезема в составе клинкерной части характеризуются пониженной скоростью твердения в начальные сроки при достаточно интенсивном нарастании прочности в длительные сроки; они отличаются повышенными водо- и сульфатостой-костью.
При повышенном количестве А1203, а следовательно, и алюминатов в составе цементов последние приобретают способность к ускоренному твердению в начальные сроки. Цемент при повышенном содержании глинозема характеризуется меньшими водостойкостью, сульфато-стойкостью и морозостойкостью.

14. Физико-механические свойства портландцемента.

1. Абсолютная плотность ρ = 3050 – 3200 кг/м³

2. Насыпная плотность (ρ_нц) = 900-1100 кг/м³ в рыхлом состоянии, 1400-1700 кг/м³ – в уплотненном состоянии.

3. Тонкость помола.Чем тоньше помол, тем выше скорость схватывания и быстрее нарастает прочность.

4. Влияние длительности хранения цемента на его свойства. При хранении портландцемента на него воздействуют пары воды и углекислый газ воздуха.

5. Водопотребность – количество воды в процентах к массе цемента, необходимой для получения теста нормальной густоты.

6. Связующая способность.Показывает возможность введения в цементное тесто большого количества заполнителей, что уменьшает усадку, увеличивает долговечность, уменьшает расход цемента.

7. Водоотделение и водоудерживающая способность.Водоотделение обусловлено процессами седиментации (осаждением твердых частиц под действием сил тяжести)

8. Сроки схватывания.Схватывание - процесс, при котором цементное тесто постепенно теряет свою подвижность без приобретения прочности, но с потерей удобоукладываемости. Определяют иглой прибора Вика на тесте нормальной густоты.

9. Усадка и набуханиеУсадка происходит при высыхании, а набухание при увлажнении цемента

10. Выделение тепла при твердении цемента.Наибольшее количество тепла и за короткие отрезки времени выделяют цементы с повышенным содержанием C₃S и C₃A и цементы высоких марок и более тонкого помола.

11. Равномерность измерения объема цемента.При твердении цементного теста иногда наблюдается искривление изделий, их растрескивание, или полное разрушение.

12. Прочность цемента (активность, марка и класс цемента)Прочностные свойства цемента при изгибе и сжатии цемента определяют на образцах – балочках 40×40×160 мм, приготовленных из стандартного мало пластичного (нормальной консистенции) цементного раствора состава 1:3 (цемент: стандартный песок) и = 0,4

13. Влияние условий твердения на прочность портландцемента. Снижение температуры окружающей среды замедляет твердение цементных растворов тем сильнее, чем ниже температура.

14. Огнестойкость и жаростойкость бетонов и растворов.При нагреве бетона свыше 547 °C в цементном камне происходит диссоциация Ca(OH)₂ → CaO + H₂O (При температуре больше 547 °C) образующаяся известь разрушает изделие.

15. Морозостойкость.Повышают: Уменьшением водоцементного отношения.· Увеличением тонкости помола до S = 5000 – 6000 см²/г.

Марки и классы портландцемента.

По прочности при сжатии в 28-суточном возрасте цемент подразделялся на марки: Теперь о маркировке цемента. Здесь все просто. Согласно ГОСТ 10178-85 (старый ГОСТ) цемент обозначается по двум признакам: способность выдерживать нагрузку и процентное соотношение к общему объёму цемента разнообразных добавок. Маркируют цемент по нагрузке, которую выдерживает опытный образец бетонного блока размером 4х4х16 см. Максимальную прочность цемента обозначают буквами М или ПЦ и цифрами. К примеру, М 500 обозначает, что данный цемент может выдержать нагрузку в 500 кг/см.

Наиболее распространенные марки цемента:

Цемент ПЦ 500 Д0 (М500 Д0)
Цемент ПЦ 500 Д20 (М500 Д20)
Цемент ПЦ 400 Д0 (М400 Д0)
Цемент ПЦ 400 Д20 (М400 Д20)

Процентное содержание добавок обозначается буквой Д. К примеру, цемент обозначенный Д20 содержит 20% добавок. Важно учитывать эту характеристику, так как добавки влияют на пластичность и прочность материала, что позволяет подобрать набиолее подходящую в данной ситуации марку цемента.

Основные отличия нового ГОСТ 31108-2003 от старого ГОСТ 10178-85:

- вместо марок введены классы прочности на сжатие;
- для цементов всех классов прочности, кроме требований к прочности в возрасте 28 суток, дополнительно установлены нормативы по прочности в возрасте двух суток, за исключением классов 22,5Н и 32,5Н, а для цементов классов 22,5Н и 32,5Н – в возрасте 7 суток;
- для всех классов прочности, кроме класса 22,5, введено разделение цементов по скорости твердения на нормальнотвердеющие и быстротвердеющие, что позволит минимизировать расход цемента в строительстве за счет его оптимального подбора по скорости твердения.

Условное обозначение цемента по новому ГОСТ 31108-2003 будет состоять из:
- наименования цемента (ЦЕМ I – портландцемент, ЦЕМ II – портландцемент с минеральными добавками)
- портландцемент с минеральными добавками подразделяют на подтипы А и В – для подтипа А количество минеральных добавок ограничивается от 6% до 20%, для типа В – от 21% до 35%;
- сокращенного обозначения цемента, включающего обозначение типа и подтипа цемента и вида добавки (гранулированный шлак обозначается буквой Ш; пуццолана – П; композиция шлака и пуццоланы (трепел, опока) – К (Ш-П));
- класса прочности (22,5; 32,5; 42,5 и 52,5, что означает минимальную прочность на сжатие на 28 сут, МПа);
- обозначения подкласса (прочность на сжатие в возрасте 2 (7) суток – Н (нормальнотвердеющий) и Б (быстротвердеющий), кроме класса 22,5);
- обозначения стандарта, которому соответствует цемент.

Примеры условных обозначений:
1. Портландцемент класса 42,5 нормальнотвердеющий:
Портландцемент ЦЕМ I 42,5Н ГОСТ 31108-2003;
2. Портландцемент со шлаком от 6% до 20%, класса прочности 32,5, быстротвердеющий:
Портландцемент со шлаком ЦЕМ II/А-Ш 32,5Б ГОСТ 31108-2003;
3. Портландцемент со шлаком от 21% до 35%, класса прочности 32,5, нормальнотвердеющий:
Портландцемент со шлаком ЦЕМ II/В-Ш 32,5Н ГОСТ 31108-2003;
4. Композиционный портландцемент с суммарным содержанием доменного гранулированного шлака и пуццоланы от 6% до 20%, класса прочности 32,5, нормальнотвердеющий:
Композиционный портландцемент с шлаком ЦЕМ II/А-К (Ш-П) 32,5Н ГОСТ 31108-2003.

Цемент подразделяется на марки по своей прочности. Марки цемента определяются в числовом выражении от 100 до 600, которое обозначает прочность цемента определенной марки при сжатии в 10-60 МПа. Чем выше марка цемента, тем он прочнее и дороже.
Классы цемента также выражаются в числовом эквиваленте от 30 до 60, обозначающем прочность при сжатии. Отличие классов от марок цемента: при определении класса цемента его прочность требует 95 % обеспеченности - из 100 представленных образцов 95 должны соответствовать определенному классу цемента.

Портландцементы с активными минеральными добавками.

Цемент в состав, которого вводят следующие добавки:

гранулированный доменный шлак – до 20%;

природные активные минеральные добавки (опока, трепел) – до 10%;

разные активные минеральные добавки – до 15%.

Введение минеральных добавок в портландцемент улучшает его свойства, такие как водонепроницаемость, коррозионная стойкость, уменьшает тепловыделение, но и есть негативное влияние – ухудшается его морозостойкость. За счет ввода минеральной добавки, экономится цементный клинкер без существенного изменения прочностных характеристик, таким образом, он дешевле по сравнению с бездобавочным портландцементом.

Согласно ГОСТ 10178-85 портландцемент с минеральными добавками выпускается таких марок: 400, 500, 550 и 600. Обозначение: ПЦ-500-Д5 или ПЦ-400-Д20 (Д5 или Д20 – процентное содержание минеральной добавки в портландцементе).

Применяется такой цемент во всех сферах строительства, им можно заменять обычный портландцемент, за исключением тех случаев, где необходимо получить конструкции с высокой маркой по морозостойкости. Например, цемент марки ПЦ-400-Д20 широко используют для закладки фундамента, используют для приготовления штукатурных растворов.