Цемент класс

Характеристика цемента, его химическая формула

Цемент — вещество с многокомпонентной формулой, которое изготавливается искусственным путем из минерального сырья. Относится к материалам неорганического происхождения и обладает вяжущими свойствами.

Используется в строительстве для приготовления цементных растворов разного состава. При смешивании сухого цемента с жидкостью образуется пластичная масса темно-серого цвета, способная равномерно заполнить форму нужной конфигурации. Раствор постепенно затвердевает и приобретает камнеподобный вид.

В состав пуццолановых веществ, кроме CaO и минеральных добавок, входит гипс (двуводный сульфат кальция). Основой глиноземистых цементных смесей являются низко-основные алюминаты кальция, а оксид кальция и диоксид алюминия присутствуют в сопоставимых количествах (50-55% и 45-50%). Шлаковые цементы изготавливаются из мелкогранулированного доменного шлака с добавлением известняка или без него.

Благодаря отличиям в химическом составе каждый тип смеси обладает собственными физическими и эксплуатационными свойствами, что обуславливает их применение в разных областях строительства.

Прежде всего специалисты обращают внимание на следующие характеристики цемента:

• насыпная плотность;
• удельная (истинная) плотность;
• время схватывания и затвердевания;
• показатели прочности;
• влаго- и морозоустойчивость;
• тонкость помола;
• стойкость к коррозии.

Все показатели могут в некоторой степени изменяться в зависимости от внешних условий. 2 первых из них являются определяющими при расчете количества материала, необходимого для возведения какого-либо объекта.

Виды составов и требования

Основной характеристикой цементного раствора является его прочность. Она обусловлена соотношением цемента и песка. Состав продукта может изменяться штучно, что позволяет получить несколько видов смесей. Каждый из них предназначается для использования в определенных условиях

Поэтому важно правильно готовить продукцию при строительстве различных объектов

Типы

Одним из критериев разделения цементных смесей на виды являются пропорции внутренних компонентов

Стоит обратить внимание, что в одном составе может присутствовать только одна марка цемента. Но они могут также изменяться, так как прочность будет зависеть уже только от концентрации компонентов

Условно их разделяют на несколько марок.

• М100 (М150) – эти смеси отличаются незначительной прочностью. Для их приготовления можно использовать цемент марок М200–М500. Но при этом необходимо правильно подбирать пропорции цементно-песчаных компонентов.
• М200 – это один из самых распространенных видов растворов. Его используют очень часто в быту для строительства дорожек и или формирования покрытий, которые не поддаются значительным нагрузкам. Сохнет данная смесь относительно быстро, но при этом требует соблюдения определенных микроклиматических условий.

• М300 – данный вид раствора можно уже отнести к бетонным типам. Он используется для приготовления бетонов, из которых затем изготавливают прочные плиты перекрытия, заливают фундаменты и много другого.
• М400 – это прочный бетон, который состоит из качественных марок цемента (М350, М400, М500). Используют его в строительстве фундаментов для многоэтажных домов. Данный раствор составляет основу для изготовления железобетонных плит перекрытия и других подобных изделий.
• М500 – это самый прочный бетон, который способен выдерживать очень высокие нагрузки. Он сохраняет свои первоначальные свойства на протяжении многих лет и при воздействии различных раздражителей.

Добавки

Качество цементного раствора зависит практически от всех его составляющих, которые присутствуют внутри. Иногда свойств песчано-цементной смеси недостаточно, поэтому нужно адаптировать их под определенные условия.

Сегодня в качестве добавок для цементных растворов используют несколько продуктов.

Известь. В качестве добавок применяют только гашенные ее виды. Внедрение этого вещества позволяет немного увеличить паропроницаемость и прочность. Но чтобы приготовить подобную продукцию, следует соблюдать точные пропорции. Очень часто на основе извести изготавливают штукатурки, которые прекрасно наносятся на стены.

ПВА. Клей улучшает адгезию и пластичность раствора

Важно правильно подбирать концентрацию добавки, чтобы получить хорошую смесь.

Моющие средства. Подобные продукты влияют на пластичность раствора

Добавляют их в состав только после воды. Здесь также обязательно соблюдается точная доза примеси на единицу объема.

Сажа или графит. Эти вещества практически не влияют на физические свойства смеси. Используются они только в качестве красителей для изменения цвета готового продукта.

Виды

Портландцемент бывает чистым и с добавками. Вяжущее без добавок не включает в состав минеральных веществ, только гипс. Такой материал используют в монтаже подземных/наземных и подводных монолитных объектов, сборных бетонных/железобетонных конструкций, эксплуатируемых при отсутствии явно выраженной агрессивной среды.

Минеральные добавки способны значительно улучшить определенные свойства материала, который может применяться в воде, агрессивных условиях. Самые популярные добавки: активные минеральные вещества, доменный шлак. Они улучшают стойкость к коррозии, воде, морозу, химии и т.д.

Виды портландцемента по добавкам (из чего сделано вяжущее):

• Нормально твердеющий – без добавок.
• Быстросохнущий – твердеет в течение 3 суток после заливки за счет вхождения в состав миндобавок и шлака. Помол смеси должен быть минимальным, есть марки М400 и М500. Благодаря применению вещества можно ускорить выполнение работ, актуально для быстровозводимых и ЖБ объектов.
• Пластифицированный – в составе есть специальные добавки для уменьшения водопоглощения, повышения подвижности и термостойкости. Пластификаторы вводятся в порошок на этапе помола, они обволакивают частицы цемента, не позволяя им склеиваться. Состав получается комфортным в работе, актуален для работы со сложными архитектурными конструкциями.
• Гидрофобный – не впитывает влагу, быстро схватывается благодаря наличию в составе асидолов, мылонафт. Используется в условиях повышенной влажности, на объектах с риском подтопления.
• Портландцемент тампонажный – защищает скважины от грунтовых вод, актуален в газовой/нефтяной сферах, так как не боится температуры и давления, держит конструкцию даже в начале застывания. Есть тампонажный облегченный состав, содержащий соответствующие добавки.

• Расширяющийся – увеличивается в объеме при замесе. Используется при заполнении трещин и швов, в разного типа ремонтных работах.
• Портландцемент со шлаком – с добавлением доменных шлаков, повышающих объем частиц металла в составе и делающих застывший камень стойким к огню. Так получают жаропрочный бетон, который используется при создании объектов под водой, землей, на значительной высоте. А вот морозостойкость у состава невысокая.
• Сульфатостойкий – не боится сульфатных вод, провоцирующих коррозию. Чаще всего данный тип цемента также обладает стойкостью к морозу и выполняется в марках М300-М500.
• – используется в декоративных целях при проведении архитектурных и отделочных работ, часто окрашивается разными пигментами. Белый цемент производитель получает за счет использования белых глин, чистых известняков, а также охлаждения клинкера водой.
• Шлакощелочной цемент – демонстрирует еще более высокие показатели и свойства в сравнении с обычным портландцементом. Стоек к агрессивным воздействиям, средам, температурным перепадам, жаре и морозу, влаге. Такие характеристики удается получить благодаря введению в состав щелочи и молотого шлака, реже – глины.
• Цветной – актуален для декоративных работ, получают путем добавления к белому портландцементу пигментов (охра, железный сурик, оксид хрома и т.д.).
• Магнезиальный – производится на базе нагрева оксидов магния до высокой температуры и добавления водного раствора хлорида магния 30%. Технология создания и компоненты делают цемент прочным и хорошо поддающимся отделке (полировка, противодействие микроорганизмам и т.д.). Часто применяют для отделки, выполнения сложных конструкций.

• – создают из цветного цемента, гипса, добавок осадочного либо вулканического происхождения. Раствор стоек к воде, застывает даже под водой, поэтому применяется в сооружении гидротехнических конструкций, для облицовки разного типа резервуаров, поверхностей, пребывающих в контакте с хлорированной либо морской водой. Застывший камень получается прочным, стойким к воде и химикатам, не дающим высолов.
• Глиноземистый – прочный, быстро твердеющий цемент на базе клинкера и известняков в расплавленном виде. В порошке содержится много алюминатов кальция (низкоосновных). Застывает при +25С и ниже, иначе теряет половину прочности. Материал с другими видами цемента и добавками смешивать запрещено. Обычно порошок используют для создания стойких к кислоте растворов, заполнения гранита, бештаунита и иных кислостойких пород. Схватывается такая смесь в течение 8 суток.

ПЦ 500 Д0

В соответствии со стандартом ГОСТ 10178-85 условное обозначение цемента должно содержать следующую информацию о материале:

• тип – портландцемент (ПЦ), шлакопортландцемент (ШПЦ);
• марка;
• максимальное содержание добавок в портландцементе: Д0, Д5, Д20;
• индекс Б для быстротвердеющего цемента;
• индексы ПЛ для пластифицированного и ГФ для гидрофобизированного цемента;
• обозначение стандарта.

ПЦ 500 Д0 от трёх различных производителей.

Наиболее популярной и пользующейся стабильным спросом маркой, производимой по стандарту, является портландцемент ПЦ 500 Д0. Эта марка подразумевается по умолчанию под М500 в терминологии изготовителей, продавцов и профессиональных строителей.

Состав цементного клинкера включает известняк и особые породы глины, он производится в специальных печах методом обжига при температуре 1450 градусов, последующего измельчения, просеивания и добавки измельченного гипса в количестве не более 1% от общей массы сырья.

Таблицы состава бетона.

Отличие цемента марки М400 от М500

Несмотря на высокие эксплуатационные показатели и одинаковый минералогический состав клинкера, существуют отличия между стройматериалами обоих марок. Чтобы узнать, чем отличается цемент М400 от М500, нужно сравнить их характеристики.

Сравнительные физико-механические свойства материалов приведены в таблице:

Основными составляющими М400 являются активные силикаты кальция. обладает пониженной сульфатостойкостью — способностью цементного камня противостоять разрушающему воздействию водных сред, содержащих сульфат-ионы, что накладывает некоторые ограничения на использование материала. Его лучше не применять для строительных работ в зонах с высоким залеганием грунтовых вод с минерализацией и сильноагрессивных средах. Минерализованная жидкость снизит качество готовой конструкции. М500 меняют на более М400.

Индексы затвердевания смеси различны. Раствор 400 схватывается за 60 минут, полное затвердевание наступает через 10 часов, пластичная масса 500 — за 45 минут и 5-8 часов соответственно, поэтому последняя марка из-за хорошей скорости кристаллизации чаще приобретается профессиональными строителями для ремонтно-восстановительных работ.

М500 имеет более высокую прочность, поэтому его рекомендуют использовать в качестве раствора для фундамента и для возведения несущих конструкций. Из строительного материала изготавливают сборный железобетон и балки, готовят разные бетонные растворы.

Цемент М400 относится к среднему классу прочности. Его не используют для строительства объектов повышенной ответственности. Он подходит для штукатурных работ, выполнения стяжки в помещении, мелкого ремонта, заполнения пространства между кирпичами при кладке.

Для строительства малоэтажных домов в частном секторе рекомендуют применять раствор М400 без добавок. Этот материал считается оптимальным в соотношении цена-качество и соответствует всем строительным нормам и требованиям.

Разновидности

Цемент ПЦ500 имеет ряд разновидностей, основными из которых являются:

• цемент ПЦ 500 Д0, представляющий чистую смесь без введения специальных добавок и примесей. Состав обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики бетона. Используется в промышленном и гражданском строительстве, обеспечивая возводимым объектам повышенную морозоустойчивость, высокие прочностные характеристики, стойкость к влаге;
• составы с маркировкой Д5 и Д20, содержащие соответственно 5 и 20% специальных добавок, способствующих повышенной коррозионной стойкости, увеличению водоотталкивающих свойств, а также устойчивости к пониженным температурам. Смеси используют при выполнении кладки, штукатурных, ремонтных мероприятиях, строительстве прочных фундаментов сборного типа, изготовлении балок, плит.

Цифра, содержащаяся в названии этого цемента, указывает на степень выдерживаемой им механической нагрузки на один кубический сантиметр

Популярный цемент 500 Д0 известен среди строителей и частных застройщиков. Он приобретает свои эксплуатационные характеристики в составе бетонной смеси через 4 недели после заливки. Отличается способностью противодействовать сжимающим нагрузкам, величина которых составляет более 50 мегапаскалей. Состав ПЦ500 схватывается через 45 минут после бетонирования. После полного затвердевания способен выдержать изгибающие нагрузки, превышающие 5,9 МПа. Обладает высокой прочностью, отличными эксплуатационными характеристиками.

Техническая характеристика

Главной технической характеристикой служит марка («М» и цифровой показатель). Число означает нагрузку (в кг) на объем уже схваченного раствора, то есть прочность на сжатие.

В практических условиях это значит вес, выдерживаемый цементом при отсутствии разрушения. К примеру, если он способен вынести вес 400 кг, то цементу приписывается марка М400.

При маркировании упаковочного материала отмечается марка, состав добавок (в %), который обозначается литерой «Д» и сообщает о составляющих данного вида цемента. К примеру, Д10 обозначает, что в сухой состав вложено 10 % добавочного материала. Добавки вмешиваются с целью усиления таких свойств, как водонепроницаемость, устойчивость к коррозийному процессу, морозостойкость и другие характеристики цемента

Далее в статье предлагается рассмотрение других свойств, на которые необходимо обратить внимание при строительстве:

• Прочность. М400 соответствует 400 кг/см2. Это наиболее применяемая марка, которая используется для разных видов строительства и отделочных работ: возведение сооружений, монолитные конструкции, производство плит и блоков из бетона и многих других. М500 соответствует 500 кг/см2. Этот цемент с быстрым схватыванием и высокой прочностью, он применяется для строительства многоэтажных монолитных сооружений, производства несущих элементов, плит для перекрытий, а также когда требуется повышенная прочность зданий. Производство цемента должно соответствовать требованиям, изложенным в ГОСТ 31108-2003. Он определяет соотношение компонентов в сухой смеси и технологический процесс производства.
• Активность – прочность единичного образца раствора цемента на сжатие. Этот показатель специалисты сопоставляют с нормативным и, соответственно, присваивают цементу определенную марку. Он зависит от следующих факторов: активности клинкерных гранул, тонкости помола, присутствия добавочных веществ. Здесь прямая зависимость: добавки значительно улучшают цементную активность.
• Плотность цемента. Самая малая плотность считается у только что приготовленного цементного раствора. На составляющие частички влияют электростатические силы, которые заставляют их между собой отталкиваться. При транспортировке и хранении смесь улеживается и, соответственно, подвергается процессу уплотнения. Этот показатель зависит от величины гранул. При расчете средняя плотность цемента соответствует 1300 кг/м3. Однако она имеет зависимость от условий хранения.
• Удельный и объемный вес цемента. Первый высчитывается по отношению его веса к объему, который он принимает. Это нужно для правильного определения объема составных частей цемента. В зависимости от состояния порошка удельный вес может отличаться. Таким образом, он у свежего порошка в пределах 1000 кг/м3, а уже достаточно полежавший — около 1500 кг/м3. Расчет объемного веса проводится по средней плотности и соответствует около 1300 кг/м3. Значит, упаковка весом 50 кг имеет объем примерно 0,04 м3. Объемный вес становится больше при долгом лежании или перевозке цемента.
• Срок годности. Цемент имеет определенные сроки годности. Производители дают гарантию сохранности при хранении в рекомендуемых на упаковке условиях около 60 дней. При создании герметичных условий хранения цемент способен вылежать примерно год.
• Насыпная плотность (кг/м3). Этот показатель обозначает соотношение объема и массы порошка. Это то же самое, что удельный вес рыхлой смеси. Порошком заполняется мерная колба некоторой высоты. Затем осуществляется взвешивание. Имея вес пустой колбы, высчитывают насыпную плотность. Свежеприготовленные смеси имеют этот показатель в пределе 1200 кг/м3. Слежавшийся цемент плотность (кг/м3) имеет 1500.
• Период застывания. Раствор цемента через определенный временной период схватывается и застывает. В теплое время это может свершиться через два-три часа. В холодное этот период доходит до 10 часов. Изменить описываемый процесс могут разные добавки, которые предварительно ввели.
• Размер помола. Чем меньше размер гранул, тем быстрее раствор затвердеет. Этот показатель зависит от вида оборудования, на котором порошок производили. Рекомендуемый размер гранулы принимается в пределах 40-80 мкм.

Отличия цемента м500 с добавками от чистого материала

ГОСТ 10178-85 регламентирует возможность наличия в цементном клинкере различного количества и состава добавок, что указывается в маркировке товара. Цемент с индексом Д5 указывает на максимальное содержание добавок до 5% общего веса, индекс Д20 допускает до 20% добавок в составе.

В качестве добавок используется шлак металлургического производства или активные минеральные добавки – трепел, диатомит, боксит, специальные виды глины.

Содержание в минералах оксидов кремния, алюминия и железа и их соотношение в составе клинкера характеризуется такими показателями, как силикатный и глиноземный модули.

Их величина определяет такие свойства портландцемента, как скорость схватывания и набор прочности, стойкость в пресных и минерализованных водах, тепловыделение при твердении.

Например, цемент с высоким силикатным модулем медленно схватывается и твердеет, но со временем его прочность возрастает и достигает паспортной. Цемент с высоким глиноземным модулем схватывается и твердеет быстрее, но менее устойчив к действию минерализованных вод.

Марка цемента М500.

Стоимость цемента с добавками несколько ниже, чем чистого цементного клинкера, что порой является главным аргументом при покупке, особенно в частном строительстве. Многие из индивидуальных застройщиков, считая достаточным наличие в продаже «пятисотого» цемента, не знакомы с условными обозначениями маркировки или просто не обращают на нее внимания.

Области использования бетона м500

В соответствии с сертификатами, ГОСТами и другими нормативными документами, материал используется при строительстве сооружений:

• фундаментных оснований для многоэтажных объектов;
• мостовых опор и других конструкций гидротехнического характера;
• подземных сооружений станций метрополитена, способных противостоять статическим нагрузочным воздействиям;
• объектов оборонного характера, способных защитить от взрывной волны.

Так как процесс приготовления бетона м500 В40 представляет собой довольно затратный процесс с точки зрения финансирования, для частного строительства использовать его специалисты не рекомендуют.

Цена

Сколько стоит? Несмотря на свои положительные технические характеристики, М500 можно купить в строительном магазине по доступной цене. В зависимости от региона стоимость М500 составляет 3700-4100 рублей/тонну. Примерно 80 рублей за мешок 50 кг.

Марка М500 – это морозостойкое, водостойкое и прочное изделие, применять которое можно как в частном, так и в промышленном строительстве. При этом процесс возведения может производиться даже в сильные морозы. Благодаря этому вы можете планировать все свои ремонтные и строительные процедуры в любое время года и не переживать, что это как-то отразиться на качестве.

Портландцемент — самый применяемый строительный материал. Он основной компонент разных бетонов, которые используются при строительстве промышленных объектов и в частном строительстве: для заливки фундаментов, строительства стен, каркаса и перекрытий. Его используют для изготовления столбов, заборов, шлакоблоков, бордюров, дорожек, памятников и так далее. Поэтому справедливо возникает вопрос — в чем отличие портландцемента от цемента? Фактически ни в чем, так как данный подвид (например, портландцемент м500) настолько популярен, что его привыкли называть просто цементом.

Если вы собрались строить свой дом и хотите разобраться с обозначениями цемента, то знайте – в России на цемент действуют ГОСТ 10178-85 и ГОСТ 31108-2003.

Общие характеристики марки М500

В зависимости от устойчивости к внешней нагрузке определяется марка цемента, которая является основным отличием одних цементов от других. Нагрузка измеряется в килограммах на квадратный сантиметр, то есть, к примеру, смесь с характеристикой 100, способна после застывания выдерживать нагрузки в сто килограммов на квадратный сантиметр поверхности.

Как не трудно понять, основная характеристика для цемента марки М500 равняется пятистам килограммам на квадратный сантиметр. Благодаря такой высокой прочностной характеристике данная марка востребована в разнообразных областях, и М500 является одним из наиболее востребованных материалов в строительстве. Из базовых характеристик отметим преобладание в составе данной марки силикатов кальция.

Если сравнивать данную смесь с остальными вариантами, то М500 зачастую является оптимальным для выполнения самых разных работ. В целом диапазон марок представляет собой ряд от 100 до 700, то есть данная марка обладает повышенной, но не наибольшей прочностью. При этом нужно учитывать и такие параметры как быстрота затвердевания и эластичность, которые в более прочных смесях могут являться меньшими по сравнению с менее прочными.

Плотность цемента М500

Плотность цемента используется для определения требуемого количества смеси при выполнении строительных работ.

Существуют плотности:

• насыпные;
• истинные.

Насыпная плотность используется для выполнения подсчетов количества смеси и представляет собой плотность разрыхленного материала, с учетом частиц воздуха, которые располагаются между крупицами собственно смеси.

Как правило, насыпная плотность варьируется в пределах 1100 до 1600 килограммов на кубометр, но если изначальная плотность, к примеру составляет около 1100, то после транспортировки данная характеристика может поменяться на большую до 1400-1500.

Истинная плотность в свою очередь определяется плотностью смеси без воздуха, то есть превышает насыпную в количественном отношении и составляет около 2500 килограмм на кубометр.

Для того, чтобы определить количество ингредиентов, например в бетонной смеси в отдельный сосуд добавляют отмеренное количество цемента, снова измеряется масса цемента и делится на объем емкости. Таким образом определяется количество добавок, в частности песка, если делается бетон.

В процессах, которые не требуют высокой точности, плотность принимается в диапазоне 1200-1300 кг/м3.

Где используется цемент М500?

Самая распространенная разновидность данного цемента (о разновидностях сказано далее) используется для создания предварительно напряженных и особо прочных железобетонных конструкций.

Помимо этого данную марку активно применяют для дорожного строительства, создании монолитных конструкций и гидротехнических сооружений, в аэродромном строительстве и работах, которые предполагают возможность быстрой распалубки. 

Разновидность, в которой имеются минеральные добавки, зачастую применяется для создания плит, балок и фундаментов повышенной прочности (особо прочные) в жилищном, сельхоз и промышленном строительстве.

Часто используют марку для создания прочных бетонных смесей, возведения железобетонных конструкций, которые имеют повышенную прочность.

Основные свойства данного цемента дают возможность использования в условиях повышенной влажности и температур. Еще одной сферой использования является создание еврозаборов и тротуарной плитки. Благодаря быстрому застыванию именно эту марку часто применяют для восстановительных работ.

Помимо такого обилия областей применения следует отметить и то, где данная марка не применяется. Считается нецелесообразным использовать эту разновидность в строительных работах, на которых активно использовалась (или используется) пресная вода, либо водные смеси с минеральными добавками, как ни странно, но в подобных условиях большую твердость имеет цемент м400 Д0, то есть без добавок.

Итоги

Приведенные данные позволяют составить достаточно полное представление относительно марки цемента М500.

Данный цемент имеет существенное распространение и используется в различных областях, резюмируя, предоставим некоторые наиболее значимые факты:

Перед приобретением смеси, следует обратить внимание на дату выпуска и посмотреть соответствующую документацию, так как за каждые четыре недели смесь становится менее активной на 10%, то есть эксплуатационные характеристики снижаются.

Смешивание М500 с другими марками цемента не является целесообразным, так как свойства материала изменятся в отрицательную сторону по сравнению с изначальными.

М500 может использоваться для зимнего бетонирования, так как устойчивы к коррозийным воздействиям и разным температурным условиям.

В целом М500 является оптимальным вариантом. Для частного использования, чтобы создать надежные и прочные бетонные смеси, которые в итоге экономически выгоднее, сделанных и более низкомарочных цементов. Для промышленного, где прочностные характеристики соответствуют существующим стандартам и нормативам.

Список источников

• 1beton.info
• ruscos.ru
• pobetony.ru
• talkdevice.ru
• stroy-podskazka.ru
• www.calc.ru
• poznaibeton.ru
• www.syl.ru
• betonov.com