Марки и классы портландцемента.

Классификация цементов по основным признакам

По назначению

Общестроительные; Специальные

По виду клинкера

портландцементного; глиноземистого; высокоглиноземистого; сульфоалюминатного; сульфоферритного;

По вещественному составу

чистоклинкерные (бездобавочные); с минеральными добавками

По прочности на сжатие

цементы классов 22,5; 32,5; 42,5; 52,5; цементы марок М200; М300; М400; М500; М550; М600; цементы без нормирования прочности на сжатие

По скорости твердения (только общестроительные)

нормальнотвердеющие – с нормированием прочности в возрасте 2 (7) и 28 сут; быстротвердеющие – с нормированием прочности в 2 и 28 сут

По срокам схватывания

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

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.

Портландцементы с органическими добавками.

В современной технологии бетона широко применяют поверхностно-активные вещества, вводимые в малых дозах (0,05-0,3% от массы цемента) в бетонные и растворные смеси при их изготовлении и добавляемые в цемент при помоле клинкера.

Поверхностно-активные добавки можно разделить на гидрофи-лизующие и гидрофобизующие.

К гидрофшизующим добавкам относятся лигносульфонаты кальция (ЛСТ).

К гидрофобизующим добавкам относят мылонафт, асидол, асидол-мылонафт, синтетические жирные кислоты и их соли.

Пластифицированный портландцемент изготовляют путем введения при помоле клинкера около 0,25% ЛСТ (считая на сухое вещество). Он отличается от обычного портландцемента способностью придавать растворным и бетонным смесям повышенную подвижность. Пластифицирующий эффект используется для уменьшения водоцементного отношения, повышения морозостойкости и водонепроницаемости бетона. Если же сохранить В/Ц, то можно снизить расход цемента (примерно на 10-15%) без ухудшения качества бетона.

Гидрофобный портландцемент получают, вводя при помоле клинкера 0,1-0,2% мылонафта, асидола, синтетических жирных кислот, их кубовых остатков и других гидрофобизующих веществ. Он обладает пониженной (по сравнению с обычным цементом) гигроскопичностью, лучше сохраняет свою активность при хранении и перевозках. Гидрофобный портландцемент пластифицирует бетонные и растворные смеси, повышает морозостойкость и водонепроницаемость бетона.

К цементам с органическими добавками следует отнести и вяжущие низкой водопотребности (ВНВ), которые получают совместным помолом портландцемента и поверхностно-активного вещества суперпластификатора (С-3, 10-03, 30-03 и др.). Портландцемент домалывают до тонкости помола 4500...5000 см2/г в присутствии суперпластификатора (обычно С-3 - сульфинирбванная меламино-формаль-дегидная смола) в порошкообразном состоянии. При этом зерна цемента капсулируются тончайшими оболочками из суперпластификатора. ВНВ характеризуется следующими свойствами:

- высокой тонкостью помола, что создает повышенную реакци онную способность;

- водопотребностью 15... 18% (вместо 25...27% у обычного це мента);

- замедлением начала схватывания до-6...7 часов при сохранении конца схватывания до 10 часов;

- быстрым набором прочности в ранние сроки (через сутки предел прочности при сжатии составляет 25... 30 МПа).

ВНВ является высокомарочным вяжущим. Его марки лежат в пределах 700-1000. Однако применение цементов таких высоких марок целесообразно лишь в высокопрочных бетонах. Для получения ВНВ марок 500...600, применяемых в тяжелых бетонах, при помоле вводят минеральные добавки (тонкомолотый кварцевый песок, зола-унос и др.) в количестве 30...50% от массы цемента.

Быстротвердеющий портландцемент.

Данный цемент получается путем тонкого помола алито-алюминатного клинкера (удельная поверхность 3500…4000 см²/г) и регулированием минералогического состава, – вводится большое количество трехкальциевого силиката и трехкальциевого алюмината (С₃S>50%, (C₃S+C₃A)>60 – 65%). Такой состав и тонкий помол БТЦ обеспечивает быстрый набор прочности: примерно, через 3 суток с момента затворения водой прочность на сжатие составляет не менее 25…28 МПа. Далее, после 3 суток скорость набора прочности замедляется, и на 28 сутки прочность практически не отличается от обычного портландцемента в том же возрасте. Таким образом, БТЦ востребованный там, где необходимо получить высокую прочность бетона в начальные сроки твердения.

Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ), согласно ГОСТ 10178-85 выпускается марки М400 и М500.

Применение. Эффективно применять при больших объемах производства сборных железобетонных изделий и бетонировании при отрицательных температурах. Преимущества в применении таких цементов заключается в значительном уменьшении расхода цемента, на предприятиях по изготовлению железобетонных изделий уменьшается время тепло-влажностной обработки или совсем обойтись без пропарки.

Ограничения: Запрещается применять данный цемент для строительства массивных конструкций. Бетон, изготовленный из БТЦ не сульфатостойкий.

Сульфатостойкий портландцемент.

Производится путем регулирования минералогического состава: трехкальциевого силиката – не более 50%, трехкальциевого алюмината – не более 5%, C3A+C4AF – не больше 22%. В состав включают оксид магния (5%) и оксид алюминия (5%).

СПЦ подразделяются на:

сульфатостойкий портландцемент (марка 400);

сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками (марка 400, 500);

сульфатостойкий шлакопортланцемент (марка 300, 400);

пуццолановый портландцемент (марка 300, 400).

Данные цементы предназначены для изготовления бетонов, эксплуатируемых в очень сильной агрессивной среде. Их также применяют для изготовления бетона с повышенной морозостойкостью. Для подземных и подводных гидротехнических конструкций и сооружений, которые подвергаются сульфатной коррозии целесообразно применять сульфатостойкий шлакопортландцемент и сульфатостойкий пуццолановый портландцемент. Так как, сульфатостойкий портландцемент обладает пониженной экзотермией его можно использовать для строительства массивных конструкций.

Согласно ГОСТ 10178-85, в таблице 1 представлен минералогический состав некоторых сульфатостойких портландцементов.