Цемент – вяжущая субстанция, которая имеет свойство твердеть в воде и на открытом воздухе.
Разберемся, из чего делают цемент. Он образуется путем измельчения клинкера, гипса и
специальных добавок. Клинкер – это результат обжига сырьевой смеси, которая включает в
себя известняк, глину и прочие материалы (доменный шлак, нефелиновый шлам, мергель).
Ингредиенты берут в определенном соотношении, что обеспечивает образование силикатов
кальция, алюмоферритной и алюминатной фаз.
Впервые патент на цемент был зарегистрирован в 1824 году, в Англии, Д. Аспиндом. Тогда автор
патента смешивал пыль извести с глиной, обрабатывал смесь посредством высокой температуры.
В результате получал серый клинкер. Далее материал размалывался и заливался водой.
Состав цемента
Из чего состоит цемент сегодня? По-прежнему клинкер – это основной компонент, входящий в
состав цемента. Именно от него зависят свойства и крепость строительного материала. Кроме
того, в состав входят активные минеральные добавки (15%) в соответствии со стандартами
производства. Они незначительно влияют на основные свойства и технические характеристики
строительного материала. Если увеличить количество добавок до 20%, то свойства цемента
будут несколько изменены, а называться он будет пуццолановым цементом.
Объемный вес цемента в рассыпанном состоянии составляет 900-1300 кг/куб м, уплотненном – до
2000 кг/куб. м. Рассчитывая емкость складов для хранения, вес цемента равняется 1200 кг/куб. м.
Выпуск цемента без добавок регламентирует ГОСТ 10178-76, с добавками – ГОСТ 21-9-74.
Основные свойства
В зависимости от того, из чего сделан цемент, материал имеет разные свойства. К
основным из них относятся:
1. Прочность. Это параметр, который отвечает за разрушение материала под
воздействием определенных условий. В зависимости от механической прочности,
выделяют четыре типа цемента: 400, 500, 550 и 600.
2. Период застывания. Определяется путем укладки цементного теста нормальной
густоты на ровную поверхность – цемент должен равномерно изменять свой объем при
высыхании. Иначе его нельзя будет применять в строительстве ввиду возможных
разрушений покрытия в результате чрезмерного напряжения. Изменения объема
проверяются путем кипячения застывших лепешек из цемента.
3. Зернистость помола. Параметр оказывает влияние на скорость высыхания и
прочность. Чем мельче помол, тем лучше и прочнее цемент, особенно на первом этапе
затвердения. Зернистость помола определяется удельной поверхностью частиц, которые
входят в состав 1 кг цемента, и колеблется в пределах 3000-3200 кг/куб. м.
4. Плотность. Затраты воды для создания смеси. Это количество воды при затворении,
необходимое для нормальной укладки и высыхания материала. Чтобы сократить ее
расход и повысить пластичность цемента, применяют пластифицирующие органические и
неорганические вещества. К примеру, сульфидно-дрожжевую бражку.
5. Стойкость к морозам. Параметр позволяет определить способность выдерживать
временное замораживание воды, вследствие которого ее объем увеличивается на 8-9%.
Вода давит на стенки цементного (бетонного) покрытия, а это, в свою очередь, нарушает
структуру раствора, постепенно разрушая его.
6. Сцепление с арматурой.
7. Тепловыделение – в процессе застывания цемента выделяется тепло. Если это
происходит медленно и постепенно, то покрытие застывает равномерно, без появления
трещин. Количество и скорость выделения тепла можно уменьшить путем использования
специального минералогического состава, который добавляют в раствор.
Виды цемента
Сегодня производится множество видов цемента. То, из чего состоит цемент, в большей
степени влияет и на его свойства. В зависимости от сырьевой основы, выделяют такие виды
цемента:
• известковый;
• мергелистый;
• глинистый цемент с добавками шлака и боксита. Его особенность – водонепроницаемость,
морозоустойчивость, огнеустойчивость.
В основном при изготовлении цемента применяют глинистые и карбонатные соединения. Иногда –
искусственное сырье (отходы, шлаки) или другие природные материалы (остатки глинозема).
Различают портландцемент и шлакопортландцемент. Портландцемент быстро твердеет и
может содержать в своем составе минеральные добавки от 10 до 15%. Клинкер и гипс
(основные компоненты), входящие в его состав, обжигают при температуре 1500 градусов
Цельсия. Портландцемент активно применяют для проведения современных строительных
работ. Его главным свойством является способность превращаться в твердую каменную глыбу
даже при взаимодействии с водой.Кроме портландцемента и шлакопортландцемента,
различают следующие виды цемента:
• гидравлический;
• напрягающий – имеет свойство быстро схватываться и высыхать;
• тампонажный – предназначен для бетонирования газовых и нефтескважин;
• декоративный (белый);
• сульфатостойкий - его отличительная особенность – низкая скорость затвердевания и
повышенная морозоустойчивость.
Сферы использования
Очень часто цемент применяют в строительстве для создания бетона и армированных
конструкций. Марка 400 используется для заливки фундамента и сооружения балок перекрытий
в высотных зданиях.