ГОСТ 10178-85 — устаревший ГОСТ на портландцемент существоваший при СССР. Но давший название марок цемента ПЦ500Д0, ПЦ400Д0, ПЦ500Д20, ПЦ400Д20, ШПЦ300 и т.д. Настоящий стандарт распространялтся на цементы общестроительного назначения на основе портландцементного клинкера. Согласно этого ГОСТа 10178-85 по вещественному составу цемент подразделялся на следующие виды:

• портландцемент (без минеральных добавок);
• портландцемент с добавками (с активными минеральными добавками не более 20 %);
• шлакопортландцемент (с добавками гранулированного шлака более 20 %).

По прочности при сжатии в 28-суточном возрасте цемент подразделялся на марки:

• портландцемент — 400, 500, 550 и 600;
• шлакопортландцемент — 300, 400 и 500;
• портландцемент быстротвердеющий — 400 и 500;
• шлакопортландцемент быстротвердеющий — 400.

Согласно ГОСТ 10178-85 Условное обозначение цемента должно было состоять из:

• наименования типа цемента — портландцемент, шлакопортландцемент. Допускается применять сокращенное обозначение наименования — соответственно ПЦ и ШПЦ;
• марки цемента ;
• обозначения максимального содержания добавок в портландцементе : Д0, Д5, Д20;
• обозначения быстротвердеющего цемента — Б;
• обозначения пластификации и гидрофобизации цемента — ПЛ, ГФ;
• обозначения цемента, полученного на основе клинкера нормированного состава, — Н;
• обозначения настоящего стандарта.

Пример условного обозначения портландцемента марки 500, с добавками до 20 %:

Портландцемент 500-Д20 ГОСТ 10178-85.

ГОСТ 31108-03 — современный ГОСТ на портландцемент. был введён в действие с 1 сентября 2004 г. в качестве государственного стандарта Российской Федерации постановлением Госстроя России от 21 июня 2003 г. № 93

Настоящий стандарт распространяется на цементы общестроительные (далее — цементы), изготавливаемые на основе портландцементного клинкера, и устанавливает требования к цементам и компонентам вещественного состава этих цементов. Настоящий стандарт не распространяется на цементы, к которым предъявляются специальные требования и которые изготавливаются по соответствующей нормативной документации.

По вещественному составу, приведенному в таблице, цементы подразделяют на пять типов:

• ЦЕМ I — портландцемент;
• ЦЕМ II — портландцемент с минеральными добавками;
• ЦЕМ III — шлакопортландцемент;
• ЦЕМ IV — пуццолановый цемент;
• ЦЕМ V — композиционный цемент.

Примечание — Цемент типа ЦЕМ I не содержит минеральных добавок в качестве основного компонента.

Согласно ГОСТ 31108-2003 по прочности на сжатие в возрасте 28 сут цементы подразделяют на классы: 22,5; 32,5; 42,5; 52,5. По прочности на сжатие в возрасте 2 (7) сут (скорости твердения) каждый класс цементов, кроме класса 22,5, подразделяют на два подкласса: Н (нормальнотвердеющий) и Б (быстротвердеющий).

Условное обозначение цементов должно состоять из:

• — наименования цемента;
• — сокращенного обозначения цемента, включающего обозначение типа и подтипа цемента и вида добавки;
• — класса прочности;
• — обозначения подкласса;
• — обозначения настоящего стандарта.

Примеры условных обозначений:

1 Портландцемент класса 42,5 быстротвердеющий:

Портландцемент ЦЕМ I 42,5Б ГОСТ 31108-2003.

2 Портландцемент со шлаком (Ш) от 21 % до 35 %, класса прочности 32,5, нормальнотвердеющий:

Портландцемент со шлаком ЦЕМ II/В-Ш 32,5Н ГОСТ 31108-2003.

3 Портландцемент с известняком (И) от 6 % до 20 %, класса прочности 32,5, нормальнотвердеющий:

Портландцемент с известняком ЦЕМ II/А-И 32,5Н ГОСТ 31108-2003.

4 Композиционный портландцемент с суммарным содержанием доменного гранулированного шлака (Ш), золы-уноса (З) и известняка (И) от 6 % до 20 %, класса прочности 32,5, быстротвердеющий:

Композиционный портландцемент ЦЕМ II/А-К(Ш-З-И) 32,5Б ГОСТ 31108-2003.

5 Шлакопортландцемент с содержанием доменного гранулированного шлака от 36 % до 65 %, класса прочности 32,5, нормально-твердеющий:

Шлакопортландцемент ЦЕМ III/A 32,5H ГОСТ 31108-2003.

Пуццолановый цемент ЦЕМ IV/A (П-З-МК) 32,5Н ГОСТ 31108-2003.

Композиционный цемент ЦЕМ V/A(Ш-З) 32,5П ГОСТ 31108-2003.

Главное отличие портландцемента ГОСТ 31108-2003 от порландцемнта ГОСТ 10178-85 в том что по ГОСТу 10178-85 применялись более жёсткие требования по марочной прочности цемента. Марка цемента ПЦ 500Д0 означала что предел прочности цемента на сжатие в возрасте 28 суток должен был составлять не менее 490 Мпа (кг/см2). Согласно ГОСТ 31108-2003 портландцемент марки ЦЕМ I 42,5Н или Б означает что данный цемент может иметь прочность на сжатие в возрасте 28 суток не менее 42,5 Мпа (кг/см2) но не более 62,5 Мпа. Данным допуском пользуются многие современные производители цемента. Практически все выдают марку цемента ЦЕМ I 42,5Н за ПЦ 500Д0. В большенсве случаев так оно и есть. Но иногда происходят случаи когда производитель бетона получив цемент ЦЕМ I 42,5Н и проверив его активность экспресс анализом вынужден корретировать дозировку цемента в сторону увеличения что бы получить необходимую марочную прочность бетона. Что ведёт к увеличению себестоимости выпускаемого бетона. Предъявить претензии производителю в данном случае практически невозможно. Так как марка цемента соотвествует ГОСТу 31108-2003 заявленному при покупке.

Пластифицированный цемент – один из самых распространенных видов цемента в строительстве. Получил популярность благодаря возможности применения для конструкций самого разного назначения. Для получения качественной пластифицированной цементной смеси применяются специальные добавки – суперпластификаторы, которые характеризуются повышенной эффективностью.

Это химические соединения олигомерного типа, которые производятся путем особого органического синтеза. В отличие от классических пластификаторов, они характеризуются максимально сильным пластифицирующим эффектом.

Данный тип цемента имеет почти такие же характеристики, как традиционный портландцемент. Главное отличие заключается в том, что за счет своих пластичных свойств он может придавать бетонным смесям дополнительную текучесть, что способствует легкой укладке, и возможность формировать большое число изделий из бетона.

Подвижность смесей из бетона зависит от объема воды в составе. Поэтому при использовании цемента пластифицированного типа можно значительно уменьшить содержание воды в смеси, не лишаясь подвижности материала и его текучести. Это также позволяет сэкономить на объеме потраченного цемента.

Процесс изготовления

На каждом заводе существуют свои нюансы производства продукта. Именно поэтому цемент, изготовленный на предприятиях в разных странах и даже городах, может значительно отличаться друг от друга. Чтобы покупатель мог увидеть, где продукт отечественного, а где зарубежного выпуска, применяется соответствующая маркировка.

Для получения пластифицированного цемента необходимо смешать традиционный портландцемент с пластифицирующими поверхностно-активными элементами. При этом добавки должны вводиться в состав в сухом виде. Их объем не может быть выше 0,25% от общей цементной массы. В качестве добавочных элементов чаще всего применяют сульфитно-спиртовые концентраты.

Оптимальный объем пластифицирующих элементов в составе цементной смеси определяется в строительных лабораториях, которые располагаются при заводах. При проведении опытов технологи обязаны принимать во внимание такие факторы, как тонкость помола материала, минералогическую характеристику клинкера и объем уже имеющихся в составе цемента гидравлических элементов.

Особенности пластифицированного цемента

К достоинствам материала можно отнести:

• высокие прочностные показатели;
• морозоустойчивость;
• устойчивость к коррозийным образованиям;
• водонепроницаемость;
• хорошую плотность.

К недостаткам материала можно отнести трудоемкость изготовления.

Применение

Пластифицированный цемент используется при возведении объектов промышленного и гражданского назначения. Необходим для устройства конструкций, которые могут подвергаться попеременному высыханию и увлажнению. Используется при производстве изделий из бетона.

Может применяться для дорожного и аэродромного строительства.

22 января 2014 6350

Характеристики и свойства цемента

Цемент – это минеральный вяжущий порошок, твердеющий при смешивании с водой на воздухе, который получается при мелком измельчении клинкера при нормированных добавках гипса и минералов. При смешивании с водой он приобретает пластичную массу и получает качественные свойства, после чего за определенный промежуток времени становится твердым подобием камня, обладая необходимым количеством характеристик.

Каждый вид при твердении развивает различную прочность, которая характеризуется маркой. Чем выше марка , тем меньше его надо положить для достижения прочности.

Наиболее часто в промышленном строительстве используется портландцемент. Он получается при обжиге в специализированных печах смеси известняка и глины в определенном процентном соотношении. В итоге получают материал, который обладает высокой надежностью и качеством, и свойства портланд, таким образом, расширяют возможности применения материала. Популярность данного материала обусловлена тем, какие характеристики приобретаются при его изготовлении.

Основные характеристики, влияющие на качество материала, как и свойства портландцемента, зависят от множества факторов: тонкости помола, вида добавок, минерального и химического состава.

Тонкость помола

Это характеристика оказывает влияние на время затвердевания и на прочность получившегося цементного камня. То есть чем мельче помол, тем выше скорость затвердевания и качество получившегося бетона. Стоимость, естественно, выше.

Тонкость помола определяется его удельной поверхностью и зерновым составом, который вычисляется через просеивание цемента через сверхтонкое сито с размерами до 80 мкм. Большая его часть должна успешно просеяться. Но одновременно слишком мелкий помол приводит к увеличению водопотребности раствора.

Для оптимального соотношения в состав должны включаться как крупные частицы размером 80 мкм, так и мелкие 40 мкм. Таким образом достигаются оптимальные свойства этого надежного и практичного материала.

Портландцемент, изготавливаемый в настоящее время, по стандарту содержит частицы в среднем от 20 до 40 мкм. Для изготовления быстротвердеющих видов добавляется от 15 до 25% порошка сверхтонкого помола. На данном этапе цемент обогащается различными добавками, которые позволяют увеличить его прочность и уменьшить вероятность появления коррозии.

Коррозионная стойкость

Пуццоланновый цемент на начальных сроках обладает меньшей прочностью чем цемент., но в дальнейшем он догоняет его по прочности. Причем, чем активнее добавка. тем быстрее это происходит.

На цементный камень могут оказывать влияние как вода, так и его нахождение в агрессивной среде. Коррозию железобетонных изделий можно устранить разными способами, в том числе путем изменения минералогического состава, введение в цемент гидроактивных материалов, препятствующих химической активности солей, находящихся в минералах, а также гидроизоляция изделий из бетона. Использование дополнительных составляющих позволяет получить действительно надежный материал.

Для повышения коррозийной стойкости добавляются специальные полимерные добавки, снижающие микропористость и препятствующие неблагоприятному химическому и физическому влиянию окружающей среды, делая цемент таким образом надежным и долговечным материалом.

Для повышения коррозийной стойкости портландцемента в минералах уменьшается содержание трехкальциевого силиката, при затвердении которого выделяется большое содержание извести.

Самую высокую коррозийную защиту имеет пуццолановый цемент, который в основном предназначен для строительства подземных зданий и сооружений, а также гидротехнических объектов, так как именно там при строительстве необходимо использовать самые надежные и высококачественные материалы.

Морозостойкость

Для изготовлении качественного бетона, необходимо использовать свежий цемент. В последнее время цемент сильно подорожал, поэтому для его экономии следует отнестись к чистоте компонентов с особой внимательностью.

Свойство цементного камня, влияющее на способность к многократному замораживанию и оттаиванию, – один из главных показателей качества.

Вода, находящаяся в микродозах в порах, при замерзании способна увеличиваться в объеме на 8 %, что при многократном повторении приводит к трещинам и разрушению бетона в дальнейшем, что не допустимо при строительстве объектов любого назначения.

Чистый цемент в строительстве не используется, в него, в зависимости от марки, добавляются определенные минеральные добавки: абиетат натрия, нейтрализованный древесный пек и другие – с целью повысить сопротивляемость к перепаду температур и повысить долговечность бетона.

Воздухововлекающие добавки, добавляющиеся на этапе создания бетона, способствуют его обогащению воздушными пузырьками, которые равномерно распределяются по внутренней структуре бетона и снимают проблему расширения воды при замерзании.

При застывании раствора проблему создают низкие температуры, препятствующие его эффективному схватыванию. Данная проблема качественно решается электрическим прогревом бетона, горячим воздухом или паром. В итоге получается высококачественный и надежный материал, который долгие годы сможет не утрачивать свои первоначальные показатели.

Водопотребность материала

Бетон с высокой пористостью имеют небольшую плотность и прочность. Несмотря на это его применяют в строительстве, например,
для ограждающих конструкций, дренажей, фильтров и других элементов гидротехнических сооружений.

Это способность цемента впитывать определенное количество воды. Плотность зерен цемента в три раза выше воды, поэтому при излишнем его насыщении лишь определенная часть воды будет удерживаться капиллярными силами, а оставшаяся часть будет вытеснена на поверхность раствора.

Частицы при этом осядут, вследствие чего верхняя часть бетонной конструкции будет недостаточно прочной, делая возможным ее разрушение.

Характеристика водопотребности цемента определяется процентным количеством воды для получения раствора оптимальной густоты.

Объем воды в растворе нормальной густоты соответствует наибольшему количеству, который может удержать цемент при помощи физических сил. В портландцементе водопотребность составляет 22-28%.

Почему свойство водопотребности так важно для свойств цемента? В процессе изготовления раствора с низкой водопотребностью получается наиболее качественный и морозостойкий бетон, в противном случае получаются бетонные изделия с высокой пористостью и качеством такой бетон не отличается.

Время схватывания

Гипс является широко распространенным в природе материалом, применяемым в цементной промышленности для регулирования времени схватывания вяжущего при его помоле.

Это промежуток времени, в течение которого изменяются пластические свойства портландцемента. Для замеров застывания существуют разные способы: прибор «Вика”, подручные методы.

Идеальный раствор должен застывать не слишком быстро и не слишком медленно. Скорость схватывания зависит от минерального состава (в частности, гипса), при добавлении определенного количества которого можно добиться повышения или понижения времени застывания.

Температура воздуха, объем воды также влияют на схватываемость. В стандартных условиях с использованием портландцемента начало застывания должно начинаться через 45 минут и заканчиваться не позже 10 часов.

Марки

Марка портландцемента базируется на показателе прочности опытного образца при исследовании его на сжатие и изгиб. Образец делают из цемента и песка в соотношении 1:3, размер тестового камня составляет 4х4х16 сантиметров. Ему дают застыть за 28 суток при высокой влажности, могут пропаривать, а потом проводят исследования.

Самыми популярными сегодня считаются марки от М400 до М600, но в Москве и регионах можно найти и иные виды материала.

Марки портландцемента:

• М400 – самая востребованная смесь с актуальными показателями.
• М500 – смесь с большим запасом прочности, применяется в ремонтно-дорожных работах, реконструкции, ремонте, строительстве военно-технических объектов и т.д.
• М600 – прочность повышена, раствор актуален для создания ответственных ЖБИ, инженерных сооружений, конструкций.
• М700 – максимальная прочность, смеси для напряженных конструкций. В индивидуальном строительстве не применяется из-за высокой цены и неактуальности высоких показателей.
• М900 – цемент сверхпрочного типа, его выбирают исключительно для создания сложных военных объектов (бункеров, к примеру).

Что касается промежуточных марок (М550, к примеру), то они не очень сильно отличаются от ближайших (в данном случае это М500 и М600) и не предполагают уникальных свойств. Обычно такие марки близки по параметрам к меньшему коэффициенту (М500), но с повышенным запасом прочности.

В каких случаях не подходит

Портландцемент на рынке представлен в большом ассортименте, поэтому подходит практически для всех задач, объектов, зданий, конструкций. Самое важное при расчетах – точно определить предполагаемые нагрузки и ожидаемые свойства, а потом в соответствии с ними приобретать материал.

Но нужно помнить, что разные добавки могут взаимоисключать одна другую и просто сводить к нулю полезные свойства.

К примеру, если одновременно вводить присадки для стойкости ко влаге и морозу, первые ухудшат второе качество. То есть, цемент с добавками лучше не использовать в условиях существенно пониженной температуры окружающей среды. А вот пуццолановый цемент не стоит эксплуатировать при сильном морозе.

Применение материала определяется и его назначением. Для создания монолитных конструкций и объектов гражданского назначения (мосты, высоковольтные линии и т.д.) лучше брать цемент минимум М500, а вот для возведения частного дома нет смысла применять М600 или М700 – это будет пустая трата финансов.

Все виды портландцемента нельзя использовать в соленых водоемах, текучих водах, руслах рек проточного типа, водах с повышенным содержанием разных минералов. Так, даже сульфатостойкий цемент может эксплуатироваться лишь в умеренных статичных водах, а вот для плотин, дамб и других подобных сооружений выбирают специальные виды цемента.

Ввиду того, что в портландцементе содержится много силикатов кальция, не стоит выбирать данный тип смеси для создания конструкций и блоков специального назначения.

Цемент портланд – качественный и прочный материал, позволяющий создавать бетонные растворы с различными характеристиками для реализации тех или иных задач. При условии верного выбора и использования в соответствии с технологией портландцемент обеспечит наилучший результат.

Особенности и изготовление

Портландцемент используют там, где нужно приготовить прочный и стойкий к различным воздействиям раствор. Это один из видов вяжущего, применяемый для замеса бетона.

Портландцемент – это сухой порошок, который необходимо затворять водой. Через некоторое время он схватывается, застывает и превращается в прочный и способный противодействовать немалым нагрузкам монолит. В зависимости от состава и их пропорций портландцемент бывает разных видов, демонстрируя соответствующие параметры.

В основе сухого порошка работает клинкер мелкого помола с добавлением гипса, призванного ускорить схватывание раствора. Марки и виды материала предполагают введение в состав различных добавок, примесей, присадок.

Название цемент («портландцемент») получил от места производства. Впервые смесь создали в далеком 1824 году при участии американского каменщика, а внешний вид материала схож с известняком Портленда, добываемого в английском графстве.

Чтобы получить состав, используют разные карбонатные породы горного происхождения (кремнезем, глинозем, мел, известняк) и мергелий (специальная смесь глины и карбонатных пород, представляющая собой переходную породу от известнякового типа к глинистому).

Процесс производства портландцемента:

• Тщательное измельчение сырья, создание смеси из разных компонентов, взятых в определенных пропорциях.
• Обжиг сырья в специальных печах при очень высокой температуре (около +1400 градусов) – получение клинкера.
• Тщательное измельчение клинкера, смешивание его с гипсом.
• Добавление различных элементов для повышения эксплуатационных характеристик и свойств, установленных ГОСТом и подтверждаемых соответствующими сертификатами.

Методы обжига сырья для портландцемента:

• Сухой – смесь мелется и сушится одновременно, что существенно сокращает расходы производства и труда. Мельницы выдают готовый порошок.
• Мокрый – сначала компоненты мелют, потом замачивают глину до повышения уровня влажности, равного 70%. Далее глину смешивают с известняком в мельнице.
• Комбинированный – способы производства совмещены: сырье насыщают влагой до 14% и измельчают, сушат в мельницах.

ГОСТ

Виды и марки портландцемента могут быть разными. Производство и параметры материала регламентируются нормативными документами:

• ГОСТ Р 31108-2003
• ГОСТ 10178-85

Свойства портландцемента по маркам указаны также тут. Но нужно учитывать, что более свежий документ указывает еще и марку 900, в ГОСТе 1985 года ее нет. Правда, этот нюанс интересен больше проектировщикам и инженерам, выполняющим обоснование возведения военных объектов, так как в других сферах материал не применяют.