Posturi Populare

Alegerea Editorului - 2019

Ciment Portland: soiuri, proprietăți și aplicații

Pentru fabricarea betoanelor se folosesc lianți anorganici, care, amestecați cu apă, formează o soluție pasteuroasă, care câștigă rezistență pe măsură ce se întărește. O variantă a unei astfel de compoziții de liant este cimentul Portland.


Caracteristici și fabricație

Cimentul Portland este adesea vorbit atunci când vine vorba de o nevoie durabilă și rezistentă la efectele negative ale soluției de mediu. Cimentul Portland este un tip de liant pentru soluții de beton.

Este un amestec uscat, care este diluat cu apă. După o anumită perioadă de timp, produsul se află în contact cu aerul.

Cimentul Portland are clincher măcinat fin, precum și gipsul, care accelerează setarea amestecului. În funcție de tipul și marca produsului, formula sa poate include anumiți aditivi și impurități.

Amestecul a fost inventat în anul 1824 de către un zidar american și își datorează numele asemănării exterioare cu calcarul din Portland, care a fost exploatat într-unul din județele engleze.

Limestone Portland

Pentru obtinerea acestei compozitii se folosesc roci carbonatate (calcar, creta, alumina si silice), precum si marle (un amestec de roci carbonatate si argila, roca de tranzitie de la calcar la lut). Procesul de producție începe prin măcinarea atentă a materiilor prime și amestecarea în anumite proporții. Următoarea etapă este arderea materiilor prime în cuptoare la o temperatură cuprinsă între 1300-1400 ° C Rezultatul reflow este un material numit clincher.

Clinkerul este din nou măcinat și amestecat cu gips. Dacă este necesar, adăugați alte elemente care măresc performanța produsului finit. Acest amestec trece controlul calității, iar conformitatea cu standardele acceptate primește certificatul de conformitate.



Există mai multe opțiuni pentru arderea materiilor prime:

  • umed. În primul rând, componentele sunt zdrobite, apoi lutul este înmuiat până când indicele de umiditate atinge 70%. După aceea, este amestecat cu calcar în morile.
  • uscat. Procesul de măcinare și uscare a amestecului are loc simultan, ceea ce reduce costurile forței de muncă și costurile de producție. Ca rezultat al prelucrării în mori primi materii prime praf.
  • combinate. Această tehnologie combină 2 tipuri de producție - uscate și umede. Saturația la umezeală a materiei prime crește la 14%, după care produsele sunt zdrobite și uscate în mori speciale.
umed
uscat
combinate

Compoziție și proprietăți

După cum sa menționat deja, cimentul Portland constă din clincher. În natură, granulele gata preparate sunt destul de rare, astfel că așchii de clincher sunt obținuți artificial prin amestecarea și arderea amestecurilor de carbon și argilă.

Clinkerul finit este amestecat cu gips, al cărui conținut în compoziție nu depășește 5%. Este introdus pentru a asigura mobilitatea soluției timp de 45 de minute, ceea ce este necesar atunci când se formează produse sau se realizează anumite tipuri de lucru.

Compoziția și procentul componentelor amestecului sunt reglementate de GOST 10178 85 "Ciment Portland și zgură Portland ciment". Conformitatea cu cerințele garanțiilor de producție are caracteristici tehnice și operaționale ridicate ale produsului.

Pe ambalajele sale trebuie să fie o indicație a producției conform GOST. În absența celor din urmă, se înțelege că cimentul Portland este fabricat în conformitate cu specificațiile (condițiile tehnice), ceea ce înseamnă că proprietățile sale diferă de cele adoptate.


Pentru a conferi cimentului Portland anumite caracteristici tehnice, se adaugă aditivi minerali la compoziție, al căror conținut nu depășește 20-25%.

Cele mai populare sunt următoarele:

  • aluminat mărește timpul de fixare a cimentului, dar are indicatori de rezistență redusă (conținutul posibil în cimentul Portland nu este mai mare de 15%).
  • ferita de alumină are aceleași proprietăți ca aditivul anterior, dar conținutul său în produsul finit este redus la 10-18%.
  • albește are un efect de tricotat, crește timpul de întărire, dar conținutul excesiv poate afecta negativ caracteristicile de rezistență ale compoziției (conținut permis - nu mai mult de 15-37%).
  • ALITE Este utilizat pe scară largă (procentul poate ajunge la 60%) în compozițiile de înaltă calitate, deoarece asigură o întărire rapidă.


Proprietățile cimentului portland sunt determinate de compoziția sa. Principalele criterii prin care se evaluează calitatea produsului sunt următoarele:

  • Perioada de setare. Sechestrarea amestecului în conformitate cu cerințele tehnice ale cultivării acestuia ar trebui să aibă loc după 40-45 de minute. Compoziția mineralogică, finețea măcinării și temperatura la care se realizează lucrările - acești factori afectează în primul rând viteza de setare a produsului.
  • Cererea de apă. Sub acest termen se înțelege cantitatea de apă necesară pentru a obține o grosime, potrivită pentru activitatea de pastă de ciment. De obicei, umiditatea nu trebuie să depășească 25% din compoziția amestecului. Pentru a reduce cantitatea necesară de apă, se utilizează o drojdie de drojdii de sulfit sau plastifianți.
  • Separarea apei. Acest termen se referă la extracția apei în soluția finită, a cărei apariție se datorează sedimentării unor particule mai grele de ciment. Pentru a reduce această cifră, permiteți suplimente minerale.

  • Rezistența la îngheț - capacitatea produsului de a transporta un anumit număr de cicluri de congelare și dezgheț, fără a-și pierde caracteristicile de performanță.

Pentru a crește rezistența la îngheț, se adaugă compoziția de abietat de sodiu sau smoală lemnoasă spălată.

  • Rezistența la coroziune. Această caracteristică este asociată cu finețea amestecului și cu gradul de porozitate al betonului finit.
  • Disiparea căldurii. Aceasta se referă la capacitatea betonului de a elibera căldură în procesul de întărire. Compoziția rapidă de căldură este optimizată prin adăugarea de componente minerale active.

caracteristicile

Cimentul Portland are caracteristici de rezistență mai mari comparativ cu alte tipuri de ciment, datorită caracteristicilor compoziției. Unii aditivi pot reacționa, schimbând proprietățile tehnice ale materialului. Acestea din urmă sunt legate de stabilitatea sa mecanică și capacitățile de operare.

Nu putem spune că una dintre caracteristicile tehnice este de o prioritate mai mare. De exemplu, ciment portland durabil, dar prea lent, poate crește timpul de construcție. O compoziție rezistentă la îngheț, dar corozivă poate fi utilizată numai pentru a rezolva o gamă restrânsă de sarcini.


Astăzi, producătorii se străduiesc să creeze formulări universale în care proprietățile cele mai importante pentru ciment sunt la fel de pronunțate.

În același timp, există formulări specializate care au un scop special. Acestea pot fi considerate ciment portland puzolanic, care are rezistență maximă la coroziune și rezistență la umiditate, dar mai degrabă indicatori de rezistență redusă la etapele inițiale de lucru (în primele zile de setare).



tehnic

Printre caracteristicile tehnice ar trebui evidențiate:

  • Greutate specifică produs - 1100 kg / m³ pentru amestecuri în vrac, 1600 kg / m³ pentru compactat.
  • Frecvența de măcinare în medie, este de 40 de microni (determinată de capacitatea amestecului de a trece prin sita nr. 008), care asigură rezistența necesară a cimentului și timpul în care se întărește și, de asemenea, afectează performanța acestuia.
  • Consumul de apă, conținutul optim de lichid din compoziție nu trebuie să depășească 25-28%, deoarece acest indicator afectează rezistența compoziției (cu exces, împărțirea betonului are loc, cu lipsa, apar fisuri pe produsul finit).

  • densitate depinde de marca și de prezența anumitor aditivi în compoziție. În stare liberă, amestecul are o densitate de 1,1 t / m³, în stare compactă - 1,5-1,7 t / m³.
  • Durata setării după ce se amestecă cu apă, nu depășește 40-45 de minute; înălțarea suplimentară depinde de compoziție și de condițiile de mediu (procesul se înrăutățește iarna), dar nu depășește 10-12 ore (măsurată cu ajutorul dispozitivului Vicat).
  • Schimbarea volumului când se solidifică, înseamnă reducerea corpului de ciment într-un volum de 0,5-1 mm / m în aer liber și umflarea acestuia la 0,5 mm / m în apă. Un punct important îl reprezintă uniformitatea modificărilor pe întregul volum al soluției.

fizic

  • Stabilitatea anticorozivă se realizează datorită introducerii în compoziție a materialelor hidroactive, care împiedică activitatea chimică a sărurilor, precum și adaosul de impurități care reduc porozitatea betonului.
  • Timpul de depozitare nu este mai mare de 12 luni, cu condiția conservării ambalajului original (3-4 strat, pungi de hârtie sigilate ermetic), deoarece după 3 luni de depozitare se pierde până la 20% din compoziție, după un an - până la 40%. Este posibil ca aceste calități să fie returnate numai în cazul cernelii secundare.
  • Rezistență la compresiune. În conformitate cu această caracteristică, se disting 4 clase de rezistență - 22,5; 42,5; 42,5; 52.5. Acest indicator este direct legat de viteza de setare a soluției.

mecanic

Indicatorii de rezistență mecanică a cimentului Portland nu sunt mai mici de 42,5 MPa la 28 de zile după turnare. Determinarea se efectuează în condiții de laborator pe exemplul eșantionului. În concordanță cu rezultatele obținute, cimentul este etichetat (de exemplu, M 500). Coeficientul indică astfel câtă presiune eșantionul este capabil să reziste (măsurat în kg / cm3).

Cu cât acest raport este mai mare, cu atât sunt mai mari indicatorii de rezistență ai compoziției. Caracteristicile de rezistență depind de gradul de măcinare (cu cât este mai mică, cu atât este mai activă soluția), prezența aditivilor și a aditivilor.

Indicatorii de rezistență, la rândul lor, afectează gradul de stabilire a soluției (determinată cu ajutorul unui ac Vicat).


Diferențe față de cimentul simplu

Cimentul Portland este un tip de ciment care este folosit cel mai adesea pentru turnarea betonului. Acesta din urmă, la rândul său, este utilizat în construcția de monolit și beton armat, în construcția de obiecte la care sunt prezentate caracteristici de rezistență sporite.

Datorită prezenței granulelor clincher și a altor aditivi, cimentul Portland are o mare marjă de siguranță, are rate mai ridicate de rezistență la îngheț, rezistență la medii agresive. Este face din cimentul Portland un material popular în construcția de industrii de petrol și gaze.


Este potrivit pentru fundațiile clădirilor pe soluri complexe, instabile, caz în care se recomandă utilizarea unui amestec rezistent la sulfat. O astfel de compoziție aproape nu contractează clădiri, nu se formează fisuri pe suprafața sa.

Problema diferențelor dintre ciment și ciment portland este oarecum incorectă, deoarece acesta din urmă este un tip de ciment. Cu alte cuvinte, cimentul este un nume comun; cimentul Portland este o varietate cu un anumit set de putere.

Este mai logic să se facă diferențe pe baza puterii brandului cimentului. Deci, de exemplu Cimentul Portland M 400 are o rezistență inferioară la cimentul M 600. Portland ciment în sine este puțin diferit de ciment (în funcție de metoda de instalare, tehnologia de stabilire, caracteristicile de utilizare), diferența de anumite caracteristici distinctive se datorează prezenței de aditivi.

portland ciment M 400
ciment M 600

tipuri

Toate tipurile de ciment sunt împărțite în non-aditivi și aditivi. Compoziția nesobavochny nu conține alți aditivi minerali decât gipsul. ea potrivite pentru obiecte de suprafață, subterane și subacvatice de natură monolitică, precum și structuri prefabricate din beton armat și beton armatcare sunt operate în absența unui mediu agresiv.

Prezența suplimentelor minerale îmbunătățește proprietățile tehnice ale cimentului portland, datorită căruia Ele pot fi folosite în condiții agresive, cu contactul prelungit al structurii cu apă. Printre aditivii cei mai obișnuiți de origine minerală sunt: ​​zgura de furnal, aditivi minerali activi și suplimente minerale active naturale.

Datorită introducerii unuia sau a altui aditiv, există o îmbunătățire a indicatorilor, cum ar fi rezistența la apă, rezistența la coroziune, dar prezența acestora contribuie la reducerea rezistenței la îngheț.

Bezdobavochny
Cu aditivi

În funcție de caracteristicile compoziției, se disting următoarele tipuri de ciment Portland:

  • Uscate rapid. Încălzirea amestecului are loc deja în primele 3 zile de turnare din cauza zgurilor și a mineralelor speciale care fac parte din acesta. Este important ca gradul de măcinare a amestecului să fie minim. Disponibil în M400 și M500. Utilizarea acestei compoziții permite reducerea timpului de expunere a amestecului în cofraje și creșterea semnificativă a ritmului lucrărilor de construcție.

Se utilizează în principal pentru obiecte prefabricate și din beton armat.

  • Încărcarea normală. Nu conține aditivi speciali, nu este atât de pretențios în ceea ce privește gradul de măcinare a amestecului. Disponibil în conformitate cu GOST 31108-2003.
Uscate rapid
Încărcarea normală
  • hidrofob opțiunea este caracterizată de abilitatea de a absorbi umiditatea și de timpul de presiune redus. Proprietăți similare sunt furnizate de acidoizii care intră în soluție. Se utilizează în construcția obiectelor exploatate în condiții de umiditate ridicată, precum și în zonele inundate.
  • plastifiat. O caracteristică caracteristică a produsului este prezența plastifianților în acesta, asigurând mobilitatea necesară, reducând absorbția apei și rezistența la căldură. Sunt plasați plastifianți atunci când se macină amestecul, astfel încât acestea par să îngroșeze particulele de ciment, împiedicând aderarea acestora. Rezultatul este o compoziție mobilă, convenabilă de aplicat, care este folosită pe scară largă pentru construirea de structuri arhitecturale complexe în formă.
hidrofob
plastifiat
  • Oilwell. Are capacitatea de a tampona, adică de a proteja puțurile de efectele apelor subterane. Este utilizat pe scară largă în industria de petrol și gaze, deoarece nu depinde de presiune și temperatură și deține în mod fiabil coloanele în puțuri, chiar și în stadiile inițiale de solidificare. Există încă un fel de acest tip de ciment - cimentul Portland usor de turnat, care are aditivi "ușori".
  • extinderea. Astfel de amestecuri pot avea o compoziție diferită, dar toate au aceeași capacitate de creștere a volumului atunci când se amestecă soluția. Acest lucru se datorează faptului că începe o reacție chimică între componenta principală și cea suplimentară, ceea ce oferă o creștere a volumului.

Ca regulă, astfel de compoziții sunt utilizate pentru a umple cusăturile și crăpăturile pe suprafețele expuse la umiditate ridicată.

Oilwell
extinderea
  • Rezistenta la sulfat. Un astfel de beton rezistă efectelor apei sulfatice, provocând dezvoltarea coroziunii. De regulă, cimentul rezistent la îngheț al mărcii M300,400 se face rezistent la sulfat, uneori M 500.

Se utilizează pentru a crea o grămadă și alte tipuri de fundații pe soluri mlaștină și acidă.

  • Slac Portland ciment. În compoziția produsului există zguri de furnal, ceea ce se datorează conținutului ridicat de particule de metal din acesta. Amestecul este utilizat pentru a obține beton rezistent la căldură, precum și la construirea de obiecte sub pământ, apă, la înălțime. Are rezistență scăzută la îngheț.
Rezistenta la sulfat
Slac Portland ciment
  • Zgură alcalină Compoziția are mai mult, comparativ cu caracteristicile cimentului Portland. Este rezistent la medii agresive, extreme de temperatură, are o rezistență ridicată la îngheț și o absorbție scăzută a umidității. Astfel de abilități sunt atinse datorită includerii zgurii topite și alcaline, uneori argiloase.
  • Portland White Ciment. Domeniul de aplicare al amestecului - lucrări de finisare și arhitectură, servește și ca bază pentru cimenturile neferoase. Umbra de culoare albă de zăpadă se obține prin realizarea unui produs din calcar pur și aluminiu alb, precum și prin răcirea suplimentară a clincherului cu apă.
Zgură alcalină
alb
  • magneziene - compoziție pe bază de oxizi de magneziu (încălzită la o temperatură de 800 ° C) și soluție apoasă 30% de clorură de magneziu. Datorită componentelor și caracteristicilor tehnologiei de producție, este posibil să se obțină o masă albă solidă ușor de procesat (ușor de lustruit, neimpusă de mucegai, ciuperci).

Materialul este utilizat ca strat de finisare, precum și pentru a crea structuri complexe în ceea ce privește formele. Betonul bazat pe ciment magnesian, de fapt, este un tip de piatră artificială.

  • Culoare Portland Ciment utilizat de asemenea pentru lucrări decorative. Se dovedește prin amestecarea modificărilor albe și a pigmentului. Acestea din urmă pot fi minium de fier, ocru, oxid de crom. Principalul lucru este că pigmenții sunt rezistenți la lumină și alcalini.
magneziene
culoare
  • ​​​​​​pozzolan. Amestecul conține ciment Portland colorat, gips și aditivi de origine vulcanică sau sedimentară. Soluția rezultată are o rezistență ridicată la apă, îngheață nu numai în condiții de umiditate ridicată, dar și sub apă.Acest lucru vă permite să o utilizați în organizarea de structuri hidraulice, bazine de căptușeală și alte rezervoare pentru stocarea apei, a suprafețelor (inclusiv înclinate) în contact cu apa de mare sau clor. Suprafața înghețată se caracterizează prin durabilitate, inerție chimică și lipsă de eflorescență.
  • aluminos Compoziția este o cimentare durabilă și durabilă pe bază de clincher și calcar topit. Amestecul finit conține cantități mari de aluminați de calciu slab bazici.

Pentru a asigura adeziunea de înaltă calitate și un set de putere necesară, solidificarea trebuie efectuată la o temperatură sub 25% C. În caz contrar, se pierde până la 50% din rezistența betonului.

O altă caracteristică a aluminei este inadmisibilitatea amestecării cu alte cimenturi și var, compoziții, chiar și în cantități mici care conțin alcalii. Alumina ciment portland este adecvată pentru fabricarea soluțiilor de beton rezistent la acizi, umplând roci rezistente la acid (granit, beshtaunita). Timpul de setare este de aproximativ 8 zile.

pozzolan
aluminos

timbre

Marca este definită ca rezistența specimenului atunci când este testată pentru îndoire și comprimare. Cimentul și nisipul portland, utilizate într-o proporție de 1: 3, sunt fabricate din această soluție, care se solidifică în 28 de zile, se produce o întărire în condiții de umiditate ridicată. Pentru a accelera înghețarea, este permisă recurgerea la metoda de aburire a probei.

Cele mai comune branduri de ciment Portland astăzi sunt M 400, 500, 600:

  • M 400 - cea mai solicitată marcă de ciment. Caracteristicile sale tehnice (rezistență, rezistență la îngheț) sunt potrivite pentru construirea celor mai multe obiecte.
  • M 500 - ciment, care are o marjă de siguranță oarecum mare, ceea ce face posibilă utilizarea acestuia în lucrările de reconstrucție sau restaurare a instalațiilor după un accident, pentru a fi utilizate pentru lucrările de reparații rutiere, construcția de instalații militaro-tehnice, structuri de azbociment.
  • M 600. Compoziția are o rezistență sporită, ceea ce face posibilă utilizarea acesteia în construcția structurilor critice de beton armat, a structurilor inginerești.
  • M 700 - ciment Portland cu rezistență maximă, utilizat pentru amestecarea betonului pentru construcția structurilor tensionate. Utilizarea acestuia în construcții obișnuite (de exemplu, într-o gospodărie particulară) este irațională datorită costului ridicat.
  • M 900 - ciment greu, folosit numai pentru instalații militare, de exemplu, pentru a crea buncăre.

Există, de asemenea, branduri "intermediare" de ciment, de exemplu, M 550 (caracteristicile sale tehnice sunt apropiate de M500, dar sunt ușor mai durabile).

În ce cazuri nu este potrivit?

Datorită varietății compozițiilor cimentului Portland, este potrivit pentru aproape orice tip de clădire. Principalul lucru este să identificați corect cea mai importantă proprietate a cimentului și să selectați aditivul corespunzător. Unele dintre ele, atunci când sunt combinate, nivelul proprietăților unul de altul. Acest lucru se întâmplă, de exemplu, în timp ce adăugați componente pentru a îmbunătăți rezistența la umiditate și rezistența la îngheț. Prima (creșterea rezistenței la umiditate) reduce semnificativ rezistența la îngheț a compoziției.

Cu alte cuvinte, cimentul portland cu aditivi nu este potrivit pentru condițiile în care există o scădere semnificativă a temperaturii de funcționare. În acest caz, trebuie utilizat cimentul Portland fără aditivi. Pentru climatele umede, un amestec standard de ciment Portland nu este potrivit, este mai bine să alegeți zgură ciment Portland.


Este important să se ia în considerare scopul materialului. Deci, pentru construcția de obiecte și structuri monolitice pentru scopuri civile (de exemplu, poduri, linii de înaltă tensiune), Portland ciment M400 nu este potrivit. Pentru a rezolva aceste probleme, este permisă utilizarea unui amestec cu o marcă de cel puțin M 500.

Nici unul dintre tipurile de ciment Portland este potrivit pentru a fi utilizat în ape curgătoare, corpuri saline de apă, canale fluviale de apă, ape cu un conținut ridicat de minerale.

Chiar și o varietate rezistentă la sulfat de ciment Portland, care are o rezistență crescută la umiditate, este utilizată numai în apele temperate statice. În alte cazuri (de exemplu, pentru organizarea digurilor, barajelor și altor structuri inginerești) se utilizează tipuri speciale de ciment.

Prefixul "Portland" indică prezența în amestec a unei cantități mari de silicați de calciu, deci nu este recomandată pentru blocuri și structuri cu destinație specială.. Cimentul pozzolanic nu este adecvat pentru utilizare în condiții de reducere semnificativă a temperaturii.


Vizionați videoclipul: Les différentes catégories de ciment (Iulie 2019).

Lasă Un Comentariu