Состав цемента: применение свойств и назначение в строительстве

Само слово «цемент» происходит от латинского названия, которое в буквальном переводе означает «битый камень». Это сыпучее вещество — одно из самых распространенных на земле материалов, применяемых в разном типе строительства.

Из цемента изготавливают бетон, им заливают фундамент, он применяется для штукатурных работ, работ по реставрации. Популярные ЖБИ изделия армированные и обычные также изготавливаются на основе этого сыпучего материала.

Из чего же состоит цемент и что по сути он из себя представляет. В зависимости от вида смеси и марки состав будет несколько отличаться, но главные компоненты останутся неизменны.

Из чего состоит цемент, его химические свойства

Цемент представляет из себя сыпучее вещество неорганического происхождения, которое состоит из глинистых и минеральных пород.

Способность цемента затвердевать во влажности, как раз обусловлена его составляющими.

В составе глинистой группы:

• суглинок (почва с преобладанием глины и большим количеством песка);

• глина;

• глинистый сланец (одно из самых древних геологических отложений);
• лесс и лессовидные суглинки (пористые образования из различных силикатов).

В составе минеральной породы карбонатной группы: осадочные образования кальциты и доломиты, а также мел, известняк, и порода промежуточного состава мергель.

Известняк относится к типичным породам, слагающим земную кору, она представляет собой кальцит с примесями. Мергель может быть нескольких видов: доломитовый, гипсовый, мелоподобный. Он относится к горным породам, которые образуются в результате разрушения и переотложения.

Концентрация известняка в составе готового материала должна превышать количество глины, тем самым обеспечивая наилучшее качество цементного состава, отвечающего всем требуемым нормам.

В зависимости от региона производства цемента его состав будет отличаться, поскольку он изготавливается на месте добычи горных пород.

Самая широко используемая карбонатная группа мел, поскольку обладает лучшими характеристиками при прочих равных.

По своему химическому составу цемент будет выглядеть следующим образом:

• алюминий;
• железо;
• кальций;
• кремний;
• магний.

Все эти элементы смешаны с кислородом и представляют собой оксиды, их специально добавляют в состав материала для улучшения технических характеристик.

Для придания готовой сыпучей смеси определенных качеств в нее примешивают специальные модификаторы, которые могут влиять на время застывания бетона, на показатель его морозоустойчивости, на стойкость к влаге.

Как изготавливается

Из чего же делают цемент? Процесс изготовления строительного материала достаточно энергоемкий, в него входит получение клинкера и превращение его в порошкообразный материал.

При добыче составляющих для производства цемента из извести проводится разработка соответствующих месторождений. Необходимый слой для изготовления находится на некоторой глубине. После извлечения известняк направляется на раскалывание.

Расколотые мелкие части сушатся, а затем размалываются и смешиваются с другими частицами нужных компонентов. Эта смесь сырьевых материалов подвергается воздействию очень высоких температур и в результате формируется промежуточный продукт — цементный клинкер.

Клинкер впоследствии подвергается дроблению, к смеси примешиваются минеральные добавки хемогенной и органогенной природы, обязателен определенный процент гипса, затем снова происходит помол веществ в совокупности.

Вообще производство цемента сводится к двум вариантам. В первом случае смешивание компонентов происходит в сухом виде, во втором случае делается водный раствор, в котором перемешиваются все ингредиенты.

Более подробно о производстве цемента смотрите на видео:

Виды

Самым популярным цементом в настоящее время является портландцемент. Обычно эта смесь имеет зеленовато-серый цвет.

Его изготавливают с модифицированными добавками, чтобы добиться нужных свойств, например, существует такие виды:

• быстро затвердевающий;
• гидрофобный;
• пластифицированный;
• сульфатостойкий — противостоит атмосферным осадкам с большим содержанием сульфатов.

Пластификаторы, добавляемые в состав цемента, тоже подразделяются на различные виды, и с их помощью можно добиться:

• повышенной устойчивости к влаге;
• повышенной пластичности бетонного раствора;
• улучшения декоративных качеств;
• желаемой плотности раствора;
• появления пористости в структуре бетоне;
• улучшения адгезии;
• улучшение плотности.

Таким образом процесс строительства с помощью раствора цемента может упрощаться. За счет правильного применения уже готового модифицированного раствора или сочетания добавок происходит экономия на трудо- и энергозатратах, существенно повышается качество строительных и отделочных работ.

Песок действительно является материалом №1 на любой стройке, ведь без него невозможно осуществить строительство различного рода конструкций. Тут узнаете, какой объем песка в тонне.

Во время строительства любой человек сталкивается с различными расчетами расхода материалов. Перейдя по ссылке ознакомитесь, сколько мешков цемента в 1 м3.

Для желающих произвести ремонт в собственном доме, большой интерес вызывает декоративная штукатурка. Здесь технология ее нанесения.

Кроме широко известного строителям портландцемента существуют еще и такие виды:

• шлакопортландцемент;
• глиноземистый ;
• безусадочный ;
• цветной и белый;
• расширяющийся.

Шлакопортландцемент используют для создания монолитных ЖБИ подводных и подземных, на которые действуют пресные или соленые воды.

Глиноземистый вид — это смесь, которая быстро затвердевает и имеет повышенную жаростойкость, она предназначена для аварийных работ, используется для тонкостенных сооружений.

Цветной и белый цемент идет на изготовление штукатурок и прочих смесей для отделочных, реставрационных работ.

Недостатком цемента можно было бы назвать усадку — уменьшение размера изделий из бетона под воздействием воздуха. Но современные составы смесей, способных расширяться, позволяют устранять этот недостаток. Такая смесь находит применение там, где необходимо плотное прилегание частей изделий в конструкции

Для улучшения качества любого вида цементной смеси к ней обязательно добавляется гипс, даже небольшого количества 3-6% достаточно, чтобы предотвратить слишком быстрое схватывание бетона, что позволяет легко транспортировать материал на требуемые расстояния.

Также гипс способен увеличить прочность раствора.

Кроме этого на прочностные характеристики будущего бетонного раствора влияют пропорции компонентов при изготовлении, качество обжига промежуточного клинкера и его измельчения.

Для того, чтобы бетон не затвердевал слишком быстро можно добавить большее количество воды, но из-за этого он теряет в прочности, поэтому в цемент добавляют различные пластификаторы.

Разновидности марок

Цемент различается в зависимости от его марки, применения и расшифровки.

М 800

Цемент М 800, эта самая редко используемая марка. Его число означает, что бетон, сделанный из этого цемента, выдерживает нагрузку до 800 кг/см3.

В его состав входит щебень из высокопрочных горных пород, пластификаторы, добавки, повышающие прочностные характеристики бетона.

Он предназначен для укрепления конструкций, к которым предъявляются очень высокие требования к прочности, пропорции раствора тщательно соблюдаются.

Его свойства:

• высокая способность противостояния агрессивному воздействию сульфатов на долгий период;
• морозостойкость;
• влияет на ускоренное затвердевания готового состава;
• не требует при изготовлении много жидкости для лучшей подвижности.

М 700

Бетон из цемента М 700 относится к тяжелым бетонам и обладает высокой прочностью. В состав цементной смеси входят вещества, которые ускоряют скорость схватывания раствора и также, как и М 800 увеличивают прочность конструкций.

В состав бетона входят: портландцемент, размолотый щебень, отборный песок, различные пластификаторы, малое количество хорошо очищенной воды. Для большей подвижности добавляют вещества, которые сохранят прочность на нужном уровне.

Цемент М 700 обладает такими достоинствами:

• эстетическими качествами;
• высокой прочностью;
• водонепроницаемостью;
• использование на любых типах покрытия;
• белый цемент стоек к минусовым температурам.

М 600

Цемент М 600. Эта марка изготавливается, как и большинство других, часто используемых марок из глины и известняка и подвергается обработке при высокой температуре.

Данный цемент прочный и чаще остальных применяется при возведения сооружений стратегического назначения и военных объектов.

Также он используется при:

• аварийных работах;
• реконструкции;
• восстановительных работах.

Этот вид цемента не используют при изготовлении ЖБИ общего назначения. Конечно, можно данную марку использовать, например, в частном строительстве для увеличения срока службы сооружений, но это приведет к полной отсутствии экономии, которая не будет оправдана.

М 500

Марка цемента М 500, схожа с маркой 600, но имеет более широкую сферу применения:

• изготовление армированных фундаментов;
• армированных плит и колонн;
• аварийно-восстановительные работы;
• изготовление балок и плит перекрытия;
• монтаж дорожных покрытий.

Изготавливается смесь из промежуточного клинкера, гипсового камня и доменной шихты, которая обладает термической прочностью.

У марки есть две разновидности.

Первая — М500 Д0 в которой нет никаких примесей и добавок, эта чистая смесь глиняных и известняковых пород, бетон из этой смеси водостоек и быстро застывает.

Вторая — М 500 Д20, предполагает добавки в состав цемента не более 20%.

Первый вариант используется при строительстве и изготовлении бетона, второй вариант с добавками чаще идет на приготовление штукатурно-отделочных смесей и для выполнения кладочных работ, смесь из такого цемента хорошо противостоит коррозии.

М 400

Цемент М 400 используется во многих видах строительства, относится к портландцементам.

Также, как и М500 может маркироваться Д0, Д20, что будет означает с добавками цемент или без добавок.

Смесь применяется:

• при изготовлении ЖБИ изделий;
• в многоэтажном строительстве;
• при возведении мостов;
• для изготовления подпорных стенок;
• в устройстве свайного и ленточного фундаментов.

М 300

Цемент М 300 один из самых распространенных марок, и он используется:

• в малоэтажном строительстве;
• в гражданском строительстве;
• для монтажных работ.

Экономически обоснованной сферой применения этой смеси является строительство монолитных фундаментов.

Такая марка по своим характеристикам и составу хорошо подходит также для изготовления заграждений ленточного типа, подпорных конструкций, автомобильных дорог и дорожного покрытия, плиточных каркасов, плит перекрытия, стен, ступеней лестниц и т. д.

М 200, М 100

Эти две марки имеют стоимость ниже остальных и не отличаются повышенными прочными характеристиками. Основная сфера использования М100 — отделочные работы, стяжка полов, черновые дорожные работы.

Цемент М 200 используется для приготовления бетонной смеси, которая пригодна для строительства конструкций небольшого веса.

В настоящее время обе марки сняты с производства.

Каждая марка цемента имеет дополнительное буквенное обозначение, например:

• ПЦ означает портландцемент;
• ШПЦ — шлакопортландцемент;
• ПЛ — пластификат;
• СС — сульфатостойкий цемент;
• БЦ — белый цемент;ГФ — гидрофобный;
• ВРЦ — цемент со скорым затвердеванием.

Гидрофобный цемент, который способен отталкивать воду и быть устойчивым к влаге, изготавливается с добавлением веществ мелкого помола, которые не размокают в воде. Такой цемент в сухом виде дольше хранится. Гидрофобный сухой материал придает бетону и повышенную морозоустойчивость в сравнение с обычным.

Богатый выбор цемента и постоянно развивающиеся технологии при его производстве и добыче горных пород позволяет воплощать в реальность многие задумки по строительству или ремонтным, архитектурным работам даже при любых климатических условиях.

Так было не всегда и, хотя бетонные постройки существовали более 5000 лет назад до нашей эры, по-настоящему высокая технологичность процесса изготовления цемента появилась только в 20 веке и продолжает развиваться.