Чем отличается цемент от портландцемента?

Отличительные особенности портландцемента

• Что такое портландцемент
• Как изготавливают портландцемент?
• Этапы образования цементного камня
• Области применения портландцемента

Цемент – это группа строительных материалов, используемых в качестве вяжущего в строительных смесях и растворах. Вопрос, чем отличается цемент от портландцемента, является некорректным. Портландцемент (ПЦ) – это разновидность цементов, которая используется чаще, чем все другие виды этого материала вместе взятие, такие как глиноземистые, высокоглиноземистые, гипсоглиноземистые и другие.

Характеристики

В состав портландцемента входит измельченный клинкер, гипс и, при необходимости, минеральные добавки. Эти компоненты обеспечивают ему быстрый процесс затвердевания в воде и на воздухе. Клинкер получается в специальных печах, где все составляющие компоненты проходят процесс обжига и плавления.

Когда процесс обжига завершен и клинкер полностью остыл, производят его тщательное измельчение. И далее добавляется гипс в определенном количестве, чтобы оксид серы в готовом продукте содержался в определенных пределах (1,5-3,5%).

Они отличаются по сфере применения:

1. М400 — изготовление железобетона, для конструкций любого типа.
2. М500 и М550 — сборные конструкции из железобетона; изделия из асбестоцемента; дорожная сфера строительства.
3. М600 — изготовление железобетона для сборных конструкций, когда требуется сырье высоких марок.
4. М700 — для строительства напряженных конструкций; изготовление высокопрочного бетона.

На примере портландцемента марки М400 можно выделить основные свойства и характеристики,присущие данному строительному материалу:

• Состав клинкера насчитывает следующие химические составляющие: CaO, FeO, AlO, МgО, ТiO и SiO. Он также имеет сложный минеральный состав: алит, белит, алюмоферрит и алюминат. Суммарное содержание минеральных компонентов достигает 95-97%.
• Удельный вес данного цемента – это относительная величина, поскольку материал имеет сыпучую структуру. Между его частичками расположено пространство воздуха. В данном случае на удельный вес будет влиять несколько факторов: транспортировка, условия хранения, марка цемента и т. д. Средний показатель веса может колебаться от 1200 до 1300 кг/куб. м.
• Плотность отличается в зависимости от марки стройматериала и имеющихся в нем добавок (2,9-3,2 т/куб. м). В рыхлом состоянии он имеет плотность 1-1,1 т/куб. м, а в уплотненном – 1,5-1,7 т/куб. м.
• Скорость и сроки схватывания фиксируется на специальном приборе с температурными показателями 18-22оС. Обычно этот процесс приходит в действие спустя два часа и заканчивается на 4-6 час. На данный показатель может влиять ряд факторов: степень помола, наличие минералов, требуемая густота раствора и прочее. Полное затвердевание происходит на 25-27 день.
• Средняя цена на портландцемент будет зависеть от завода и страны-производителя, объема упаковки и марки продукции. Для портландцемента М400 цена может варьироваться от 150 до 250 рублей.

Как уже говорилось, портландцемент является одной из разновидностей цемента. В свою очередь он имеет достаточно большое количество подвидов , которые отличаются сферой применения, ценовой политикой и своими свойствами.

Альтернативная разновидность цемента

Кроме вышеописанного, может использоваться альтернативный вяжущий материал. Он был изобретен в 1824 году и получил свое название от английского острова Портленд, на котором производится добыча известняка, визуально напоминающего эту смесь.

В процессе производства для получения такого продукта дробится клинкер, после чего в него добавляется мел и таким образом регулируется гидратация, то есть материал становится менее термически активным. Тщательно анализируя составы цемента и портландцемента для определения различий между ними, можно определить наличие таких составляющих:

• трехкальциевый силикат (L алит);
• солевидный феррит (браунмиллерит);
• силикатный дикальций (белит);
• трехкальциевый алюминат (целит).

Процедура производства этого продукта.

• 1 – Подготовка сырой основы.
• 2 – Изготовление клинкерной производной.
• 3 – Трансформация составляющих в цемент с различной структурой и другими характеристиками.

В качестве сырья используются такие минеральные вещества:

• оксид кальция – 44%;
• оксид кремния – 14,5%;
• оксид алюминия – 3,5%;
• оксид железа – 2%;
• оксид магния – 1,6%.

Добыча таких ингредиентов осуществляется открытым способом или в шахте. Композицию составляющих необходимо дополнить известняком, глиной, бокситами, железной рудой или полученным в процессе литья остатками. Следующие этапы технологического процесса, в том числе повышение температуры, при которой обрабатывается сырье, до 14800С, приводят к созданию клинкерного строительного материала, измельчаемого после добавления кальциевого сульфата и гипса.

Смешиваясь с водой, такой материал через несколько часов отвердевает и превращается в силикагель. При сочетании с известью и пластификатором природного происхождения (известняком) создается быстро устанавливаемый бетон, а в случае применения извести отдельно выпускается другой продукт, обладающий необходимым уровнем текучести для проведения наружных работ.

Чем портландцемент отличается от цемента?

1. Разбираемся в терминологии
2. Цемент цементу рознь: посмотрим на состав
3. Немного истории
4. Такой знакомый и такой особенный: в чем преимущества портландцемента
5. Состав портландцемента
6. Преимущества и области применения
7. Заключение

Не только новички, но и более опытные строители часто не могут ответить на вопрос «Чем отличается портландцемент от обычного цемента?». Тут в ход идут общие фразы вроде «‎Чем-чем? Составом!». А кто-то и вовсе скажет, что ничем таким они не отличаются, а производитель по своему усмотрению либо дописывает на упаковке «‎портланд», либо нет. То есть по сути это одно и то же?

Так ли это? В нашей статье разберем все по полочкам и дадим верный ответ.

Разбираемся в терминологии

На самом деле сравнивать понятия «портландцемент» и «цемент» не совсем правильно. Заглянем в толковый словарь.

ЦЕМЕНТ — порошкообразный вяжущий материал, входящий в состав бетона, железобетона и строительных растворов.

По словарю Ожегова

ЦЕМЕНТ — порошкообразный строительный вяжущий материал, который обладает гидравлическими свойствами, состоит из клинкера и, при необходимости, гипса или его производных и добавок.

По словарю строительной терминологии

Таким образом, цементом называется сыпучее вещество, имеющее свойство затвердевать и скреплять между собой конструкции.

Обозначение «цемент» является общим термином для всех разновидностей строительных смесей, обладающих данными свойствами. Портландцемент — это разновидность цемента!

Цемент цементу рознь: посмотрим на состав

В настоящее время различают 6 основных разновидностей цемента в соответствии с преобладающим в его составе веществом или существенными различиями в технологии производства:

• романцемент (основное вещество — белит);
• магнезиальный цемент (основное вещество — магнезит);
• глинозёмистый цемент (основное вещество — алюминатная фаза);
• кислотоупорный цемент (основное вещество — гидросиликат натрия);
• биоцемент (производится с использованием биотехнологий);
• портландцемент (основное вещество — алит).

Последний благодаря своей прочности, скорости затвердевания и ценовой доступности является самым известным и востребованным видом цемента во всем мире.

Именно добавление алита — главное отличие портландцемента от других разновидностей.

Портландцемент настолько популярен, что этот термин в народе стал синонимом к общему понятию «цемент».

Немного истории

Портландцемент был изобретен и в 1824 г. запатентован английским каменщиком Джозефом Аспдином. Он обнаружил, что смесь получаемая путем обжига извести и глины, с последующим добавлением гипса, имеет отличные показатели прочности пластичности. Смесь получила название «портландцемент» за сходство по цвету (в твердом состоянии) с породой, добываемой на острове Портленд (Англия).

В настоящее время ведутся дискуссии по поводу первенства Д. Аспдина, так как было найдено множество подтверждений, что подобную смесь на тот момент уже использовали при строительстве различных сооружений в России. Военный техник Е.Г.Челиев в 1817-1825 г. вел исследования в этой области, результаты которых в 1825 году описал в своей книге. В ней же привел состав знакомого нам портландцемента и технологию его изготовления.

Так или иначе, мы благодарны обоим изобретателям за то, что можем сегодня пользоваться плодами их трудов.

Такой знакомый и такой особенный: в чем преимущества портландцемента

Чем же портландцемент так завоевал расположение строителей во всем мире? Для ответа на этот вопрос нам нужно рассмотреть состав смеси и ее характеристики.

Состав портландцемента

Основным материалом для изготовления портландцемента являются, как и 200 лет назад, известняк (мел, мергель) и глина. Для уравновешивания химического состава к этим компонентам добавляют песок, шлак, сланцы, бокситы, золу, пирит, железную руду.

Все компоненты смешиваются в строгих пропорциях для приобретения смесью нужных физических свойств.

Далее все минералы измельчаются и отправляются в печь. Здесь при температуре в 1450 С⁰ происходит плавление руды и образование гранул клинкера (по сути, клинкер — это сплав исходных минералов).

Именно полученные клинкерные гранулы обуславливают те самые особые свойства:

• трехкальциевый и двухкальциевый силикат (алит) — основной материал портландцемента, обеспечивает прочность материала;
• трехкальциевый алюминат (целит) — формирует устойчивость к деформации и коррозии;
• четырехкальциевый алюмоферрит — придает смеси определенный цвет (чем больше алюмоферрита в составе, тем цвет насыщеннее).

На следующем этапе клинкер охлаждается и измельчается, после чего смешивается в нужных пропорциях с гипсом. Гипс необходим для регулирования сроков схватывания цемента. Трехкальциевый алюминат — очень активный компонент, при взаимодействии с водой затвердевает в считанные минуты. Гипс обволакивает молекулы алюмината и не дает смеси так быстро схватываться.

Портландцемент готов к использованию!

В зависимости от различных добавок к основным компонентам различают несколько видов портландцемента: шлаковый портландцемент, пуццолановый, сульфатостойкий, гидрофобный, белый, цветной и другие.

Преимущества и области применения

Портландцемент обладает целым рядом положительных качеств:

• высокая прочность (от 30 до 60 МПа);
• скорость схватывания (от 30 до 45 минут);
• устойчивость к коррозии;
• морозостойкость.

Так как по сравнению с другими видами в составе портландцемента преобладает алит, он является наиболее прочным из всех цементных смесей.

В целом портландцемент имеет оптимальный набор качеств для проведения строительных работ различного уровня сложности:

• отделочно-строительных работ;
• установки несущих конструкций;
• возведении фундамента;
• укладки плитки и возведении кирпичных и железобетонных перекрытий;
• гидротехнического и дорожного строительства;
• изготовления железобетонных изделий;
• строительства дорог и мостов и других видах строительных работ.

Еще одним неоспоримым преимуществом портландцемента является стоимость смеси. В производстве используются недорогие материалы, что положительно сказывается на ценообразовании.

Заключение

Портландцемент — одна из 6 разновидностей цемента, имеющая в своем составе наибольшее количество алита. Это один из самых прочных, практичных и недорогих видов цементной смеси. Удобство в использовании и широта применения по праву делают портландцемент самым востребованным в мире.

Разновидности портландцемента, какие бывают основные марки

Портландцемент — это достаточно прочный строительный материал с наличием нескольких разновидностей. Основными из них считаются нижеперечисленные.

Быстротвердеющий (БТЦ)

Добавление этого вида портландцемента в бетонные смеси позволяет им застывать в течение 3-х суток. Ведь обычный портландцемент набирает свою прочность спустя 28 дней. Чтобы повысить крепость строительного материала, к основному составу клинкера производится добавление 10% пепла или пемзы и 15% гранулированного шлака.

Сульфатостойкий

Чтобы создать этот вид цемента, в клинкер домешивается трепел и диатомит, а, чтобы смесь имела большую пластичность, кладут глину, которая имеет низкое содержание глинозема. При этом, в клинкере должны отсутствовать активные добавки, поскольку они способствуют усилению процесса выделения тепла непосредственно при затвердевании раствора.

Тампонажный

Используется этот вид строительного материала для тампонирования нефтяных и газовых скважин. Портландцемент изготавливают непосредственно из материалов, утвержденных согласно ГОСТу, поэтому производство должно соответствовать установленным требованиям технологического процесса. В учет берется норма текучести, прочности и время застывания.

Дополнительно нужно обозначить и такие разновидности высококачественного стройматериала:

• нормальнотвердеющий;
• пластифицированный;
• гидрофобный;
• дорожный;
• с умеренной экзотермией;
• с поверхностноактивными органическими добавками.

Существует еще белый и цветной портландцемент. Основное отличие заключается в добавлении в них специальных пигментов и красящих оксидов.

Маркировка на упаковках свидетельствует о том, где можно применять усовершенствованный стройматериал. На сегодня в продаже встречаются такие марки портландцемента:

• ПЦ500Д20;
• ПЦ400Д0;
• ПЦ500Д0;
• ПЦ400Д20.

Значения 400 и 500 подразумевают под собой выдержку нагрузки определенного количества килограмм на квадратный метр (кг/м3). При этом буква «Д» показывает, какой процент примесей использовался в клинкере.

Свойства

Главное свойство состоит в том, что ПЦ, будучи смешанным с водой, обретает пластичность. В этом состоянии ему можно придать любую форму. После высыхания, данная форма сохранится. Причем, надолго (если не была нарушена технология приготовления раствора).

Некоторые свойства портландцемента мы рассмотрели, когда разбирались с его видами. Плотность и тонкость помола у различных типов ПЦ примерно сопоставимы. Существенно отличаются показатели прочности, что отражено в маркировке.

Сроки схватывания портландцемента таковы:

• Начало – 45 минут;
• Конец – 12 часов.

В остальном ПЦ может обладать различной вязкостью, стойкостью к агрессивным веществам, скоростью набора прочности и так далее.

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.

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.

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.

Марки и основные характеристики

Под маркой подразумевают предел прочности образца, проверяемого на сжатие, изгиб. Для его изготовления используют раствор из песка и цемента в пропорции 1:3, из которого формируют образец 4 х 4 х 16 см. Испытание проводят через 28 суток после заливки, причем его твердение должно происходить в условиях высокой влажности.

Схема производства портландцемента по сухому способу во вращающихся печах.

В противном случае прочность образца может значительно понизиться. Чтобы ускорить процесс затвердевания, допускается пропаривание образцов. В настоящее время самыми распространенными марками являются 400, 500, 600.

Кроме прочности портландцемент обладает следующими характеристиками:

1. Период схватывания. Качественный портландцемент при соблюдении пропорций после добавления воды должен схватываться за 40 — 45 минут. Прямое влияние на этот показатель оказывает тонкость помола, температура, минералогический состав.
2. Водопотребность — определяет количество жидкости для приготовления раствора оптимальной густоты. Обычно содержание воды находится в пределах 25%. Для понижения водопотребности могут использоваться пластификаторы или сульфитно-дрожжевая бражка.
3. Водоотделение — отжим воды в приготовленном растворе, происходящий под воздействием тяжести цементных частиц. Для снижения водоотделения часто используют специальные минеральные добавки.
4. Морозостойкость — это способность выдерживать определенное количество циклов замораживания и размораживания без потери прочности и целостности. В качестве добавок, способных повысить этот показатель, применяют смыленный древесный пек, абиетат натрия.
5. Тепловыделение — это способность цемента выделять тепло в процессе затвердевания. Цемент, который отличается слишком стремительным выделением тепла, оптимизируют при помощи активных минеральных добавок.
6. Коррозионная устойчивость напрямую зависит от степени пористости готового бетона и тонкости помола цемента.

Марка цемента

Цемент продается в мешках, чаще бумажных с буквенно-цифровой маркировкой. В маркировке портландцемента используют для маркировки буквы ПЦ, чаще букву М. Цифры в маркировке цемента обозначают прочность конструкции из этого цемента на сжатие. Начинается маркировка цемента с цифры 300, с шагом в 100 до цифры 700 (300, 400, 500, 600, 700).

Например, цемент марка М300 выдержит нагрузку до 300 килограмм на 1 кубический метр.

Если в маркировке присутствуют другие буквы, это значит, что в цементе есть добавки для улучшения пластичности и прочности цемента. Обычно добавки маркируют буквой Д. Например, Д40, означает что таких добавок 40%.

Отличительные характеристики: бетона, железобетона, цемента, портландцемента

Бетон используют для изготовления железобетонных и бетонных фундаментов, объектов и изделий для деталей несущих конструкций. В бетоне присутствуют крупные заполнители: гравий или щебень.

Цементный раствор. Что же касается цемента, то он набирает прочность при любых погодных условиях в момент затвердевания, происходит это независимо от внешней среды. Его отличает быстрая схватываемость: цемент начинает затвердевать с четвёртой минуты, а заканчивает на десятой.

Также отметим, что в составе бетонного материала имеется четыре компонента – цемент, вода, песок и наполнитель, а в цементном растворе их всего три – цемент вода и песок. То есть в цементном растворе только один наполнитель – песок, наполнителя с частицами крупнее песка быть не может.

Портландцемент получают совместным тонким измельчением портландцементным клинкером и гипсом, также допустимо введение активных минеральных добавок согласно ГОСТ 6269-54 (не более 10% от веса цемента). К портландцементу обращаются, когда необходим прочный и устойчивый к негативным воздействиям среды раствор. Изобрёл эту смесь американский каменщик в 1824 году, а названа она так благодаря внешнему сходству с известняком Портленда, который разрабатывался в одном из английских графств.

Для получения портландцемента использовали карбонатные горные породы (кремнезём, глинозём, известняк, мел), а также мергелий (смесь карбонатных пород и глины, переходная порода от известняковых к глинистым). Сырьё тщательно смешивается и измельчается в определённых пропорциях. Затем происходит обжиг в печах при температуре, примерно, 1350 °С. Так получается клинкер, который вновь измельчается до мукообразного состояния и смешивается с гипсом. Эта смесь проходит контроль качества и в соответствии с существующими стандартами получает сертификат соответствия. При соблюдении всех условий хранения: влажность, целостность упаковки и пр., максимальная длительность хранения составляет 12 месяцев. Всё, что дольше, уже обладает сниженными физическими и химическими характеристиками.

Изобретение железобетона приходится на 1867 год и приписывается французскому садоводу Жозефу Монье.

Железобетон – это композиционный материал, который получают, соединяя стальной каркас и бетон. Бетон – это искусственный камень стойкий к сжатию, но не стойкий к растяжению, относительно хрупкий. У металла же прекрасная стойкость к растяжению, но нет стойкости к сжатию. Что же касается стального каркаса, залитого бетоном, то он устойчив и к растяжению, и к сжатию.

Для полусухой стяжки

Для изготовления раствора полусухой стяжки требуется:

• Песок должен быть первой категории чистый, сеяный крупность фракции не более 3 мм;
• Цемент — портландцемент не ниже марки ПЦ – 400 — 500 Д0, для достижения марочной прочности полусухого раствора М-150; М-200; М-200+;
• Фиброволокно армирующее полипропиленовое, обязательно сертифицированное (12-18мм);
• Металлическая сварная сетка;
• Пластификатор.

Первоначально перемешиваются между собой цемент и песок в пропорции от 1/4,5 до 1/6 (в зависимости от требования по марочной прочности), после чего в сухую смесь порциями добавляется вода с фиброволокном.

Технологический процесс приготовления полусухой смеси:

Соотношение воды и цемента для полусухой стяжки пола должно быть в пределах 0.34 – 0.45, что составляет 17-25 литров воды на одну загрузку стандартного бункера оборудования Putzmeister, Brikmann Estrich Boy, BMS Worker. Водоцементное соотношение 0.45 используется в помещениях, где уложены или устроены на полах какие либо инженерные сети и коммуникации, например как теплые полы или разводка электрических кабелей, с целью обеспечить раствору большую подвижность. Полусухая стяжка с более сухой смесью 0.34 применяют в помещениях, где нет или совсем отсутствуют коммуникации.

Загрузка компонентов для полусухой стяжки в виде песка, цемента и воды производиться обычно в два приема. Сначала мы загружаем в смесительный бак пневмонагнетателя ½ часть песка, это примерно 75кг., высыпаем цемент 50кг., это один стандартный мешок цемента. Заливаем 10-12 литров воды в бункер, добавляем фиброволокно и даем время компонентам перемешаться.

Далее необходимо засыпать в приемный бункер пневмонагнетателя вторую часть песка в 100 кг, залить окончательное количество воды 8-13 литров и добавить фибру. Раствор тщательно перемешивается в течение 3–5 мин и подается по шлангам на место производства работ. Возможна подача смеси на высоту до 70 м и расстояние до 120 м.

Для определения готовности раствора необходимо сжать небольшое количество смеси в руке, если в процессе сжатия образовалось незначительное количество влаги, но при этом получился прочный комок , значит раствор приготовлен правильно и готов для устройства стяжки.