Описание и технические характеристики строительного цемента, его химический состав

Описание и технические характеристики строительного цемента, его химический состав

Трудно представить себе область строительства, где не использовался бы цемент. Он необходим на всех этапах любого строительного процесса, начиная от обустройства фундамента и заканчивая внутренней отделкой помещений. До сих пор аналогов данного стройматериала еще не найдено, что свидетельствует об уникальных свойствах цемента.

Что означают буквы в маркировке?

По старому ГОСТу было всё просто и понятно. Буква «М» обозначала слово «марка». Также использовалось буквосочетание «ПЦ», обозначавшее обычный портландцемент. Далее шло цифровое обозначение марки по прочности, либо другие параметры.

Кроме этого, существовали и ещё следующие буквосочетания:
• СС – сульфатостойкий;
• ШПЦ – шлакопортландцемент;
• БЦ – белый;
• ВРЦ – водостойкий расширяющийся;
• ПЛ – пластифицированный;
• ГФ – гидрофобный.

как расшифровать маркировку цемента?

По новому стандарту, хоть он и европейский, всё равно используются кириллические символы. Поскольку ассортимент цементов несколько расширился, то и сложность обозначений возросла.

Теперь в него входит обозначение того, что это именно цемент – ЦЕМ. Следующая буква через знак дроби – «/» обозначает подтип смеси «А» или «В». Обычно это количество минеральных и других добавок. «А» – от 6 до20%, «В» – от 20 до 35%.

По старому стандарту это количество обозначалось буквенно-цифровым сочетанием:
Д0 – добавки отсутствуют;
Д5 – добавок не более 5%;
Д20 – добавок не более 20%.
Для цементов с добавками более 20 и до 80% первая буква в обозначении портландцемента была «Ш» – ШПЦ – для добавок, конкретно здесь, доменных шлаков. Примеры обозначения – ПЦ 500 Д5, М500 Д20.

Расшифровка марок цемента по EN 197-1

В новом ГОСТе наряду с объемом добавок имеется обозначение римскими цифрами цементной смеси по типу, плюс обозначение буквами минеральных заполнителей в соответствии с их составом.

Таблица типов цементов по новому стандарту:

Как выглядит маркировка

Что обозначает

Чистый цемент портланд

Портланд в смеси подтипа «A» (бывает и «B»)

Шлакопортланд различных подтипов

Цемент с включением в состав пуццолана различных подтипов

Таблица добавок:

Расшифровка

Показатели прочности на разрушение ранее выражались цифрами, идущими после букв. Например, М400, ПЦ 500. Чем больше цифра, тем выше предел прочности. Цементы производились по стандартному ряду: от 100 до 700 с промежутками в сто единиц.

В соответствии с современным ГОСТом прочностные характеристики выражаются в Мпа (мегапаскали). К примеру, 32,5 МПа – это по старому стандарту будет М400.

Таблица соответствия старых и новых обозначений:

ГОСТ 10178-1985

ГОСТ 57393-2016 (EN 197-1)

Последняя литера в маркировке – это темп твердения:

• «Н» — стандартный срок затвердевания цементного раствора;
• «Б» — смеси быстрого твердения.

Для того, чтобы вам было более понятно, приведем пример расшифровки марки цемента в соответствии с евростандартом обозначений: ЦЕМ I 32.5Б – быстротвердеющий цемент портланд прочностью М400, в составе которого нет добавок.

Помимо приведенных параметров имеется еще ряд специальных, которые редко отображаются в маркировках или же оговариваются в отдельном порядке для специализированных и нестандартных разновидностей вяжущего.

Более подробную информацию относительно расшифровки марок цемента можно получить на консультации со специалистом интернет-магазина «Росцемент». Для этого необходимо связаться с нами по телефону +7 (499) 136-75-75 или заказать обратный звонок.

4 Требования к материалам

4.1 Для производства цементов применяют портландцементный клинкер, минеральные добавки, а также гипс или другие материалы, содержащие сульфат кальция, для регулирования сроков схватывания. В цемент допускается вводить специальные добавки для регулирования отдельных строительно-технических свойств цемента и специальные и технологические добавки для улучшения процесса помола и (или) облегчения транспортирования цемента по трубопроводам.

4.2 Портландцементный клинкер (Кл)

4.2.1 Для производства общестроительных цементов применяют портландцементный клинкер, в котором суммарное содержание трехкальциевого и двухкальциевого силикатов () составляет не менее 2/3 массы клинкера, а массовое отношение оксида кальция к оксиду кремния (СаО/) — не менее 2,0.

Содержание оксида магния (MgO) в клинкере не должно быть более 5% массы клинкера. Допускается содержание оксида магния до 6% массы клинкера при условии положительных результатов испытаний цемента из данного клинкера на равномерность изменения объема по ГОСТ 30744.

4.3 Минеральные добавки — основные компоненты цемента

4.3.1 В качестве минеральных добавок — основных компонентов цемента применяют гранулированный доменный или электротермофосфорный шлак по ГОСТ 3476, активные минеральные добавки по соответствующим нормативным документам, для которых значение t-критерия, определенное по ГОСТ 25094, составляет не менее 15, и добавку-наполнитель — известняк по соответствующим нормативным документам.

В Российской Федерации действует ГОСТ Р 56196-2014 "Добавки активные минеральные для цементов. Общие технические условия".

4.3.2 Гранулированные доменный или электротермофосфорный шлак (Ш)

Гранулированный доменный шлак получают путем быстрого охлаждения шлакового расплава соответствующего состава, который образуется в доменной печи при плавке чугуна.

Гранулированный электротермофосфорный шлак получают путем быстрого охлаждения силикатного расплава, образующегося при производстве фосфора методом возгонки в электропечах.

Доменные и электротермофосфорные гранулированные шлаки содержат по меньшей мере 2/3 остеклованного шлака и при определенных условиях проявляют гидравлические свойства.

Химический состав шлаков — по ГОСТ 3476.

4.3.3 Пуццоланы (П) и глиежи (Г)

4.3.3.1 Пуццолана — материал силикатного или алюмосиликатного состава или их комбинация. Пуццоланы не твердеют самостоятельно при затворении водой, однако в тонкоизмельченном виде и в присутствии воды при нормальной температуре реагируют с раствором гидроксида кальция , образуя гидросиликаты и гидроалюминаты кальция, обусловливающие прочность твердеющего материала. Образующиеся гидросиликаты и гидроалюминаты кальция аналогичны тем, которые образуются при твердении гидравлических вяжущих веществ.

Пуццоланы состоят преимущественно из реакционно-способных диоксида кремния () и оксида алюминия (), остальное — оксид железа () и другие оксиды. Массовая доля реакционно-способного диоксида кремния () — не менее 25%.

Пуццоланы подготавливают следующим образом: в зависимости от природного и производственного состояния их гомогенизируют, высушивают или подвергают термообработке и измельчению. Для производства цементов используют пуццоланы, для которых значение t-критерия (значимость различия между прочностью на сжатие цемента с добавкой и с песком), определенное по ГОСТ 25094, составляет не менее 15.

4.3.3.2 Природная пуццолана является материалом осадочного (диатомиты, трепелы, опоки) или вулканического (пеплы, туфы, трассы, вулканические шлаки, цеолиты и цеолитизированные породы) происхождения соответствующего химико-минералогического состава.

4.3.3.3 Глиежи — термически активированные вулканические породы и глины, горелые породы, сланцы или осадочные породы.

4.3.4 Микрокремнезем (Мк)

4.3.4.1 Микрокремнезем образуется при восстановлении высокочистого кварца углем в дуговых печах при изготовлении кремния и ферросилиция и состоит из очень мелких сферических частиц, содержащих аморфный или стеклообразный диоксид кремния () в количестве не менее 85% массы добавки. Содержание элементарного кремния (Si) в микрокремнеземе не должно превышать 0,4% масс.

4.3.4.2 Для микрокремнезема, применяемого в качестве минеральной добавки к цементам, потеря массы при прокаливании при 950°С-1000°С при времени прокаливания 1 ч не должна превышать 4,0% масс.

4.3.4.3 Для совместного измельчения с клинкером и сульфатом кальция микрокремнезем допускается применять в исходном, уплотненном состоянии либо в виде брикетов, полученных прессованием с увлажнением.

4.3.5 Зола-унос (З)

4.3.5.1 Золу-унос получают электростатическим или механическим осаждением пылевидных частиц из отходящих газов агрегатов, в которых сжигают измельченный уголь или горючий сланец.

Как классифицируется цемент общестроительный по ГОСТ 31108 2003

Цементные смеси классифицируются по различным критериям:

• входящим в состав ингредиентам;
• концентрации портландцементного клинкера;
• способности воспринимать сжимающие нагрузки;
• интенсивности набора твердости.

Серая мелкая смесь – это и есть цемент. Если его смешать с водой, то масса со временем станет, как камень

Цемент общестроительный по ГОСТ 31108 2003 в зависимости от применяемых ингредиентов делится на следующие виды:

• портландцемент, маркируемый ЦЕМ 1. Его основу составляет портландцементный клинкер, концентрация которого составляет не менее 95%. Могут также вводиться вспомогательные компоненты, концентрация которых не превышает 5% от общей массы;
• портландцемент со специальными добавками минерального происхождения, обозначаемый ЦЕМ 2. В качестве клинкерных добавок используются шлаки, пуццолана, кремнезем, зола-уноса, известняк, сланцы, содержание которых составляет 6–35%;
• шлакопортландцемент ЦЕМ 3. Базовым компонентом цементного состава является клинкер в количестве 35–64%, смешанный с 36–65% гранулированного шлака доменного происхождения. Вводятся также вспомогательные ингредиенты, содержание которых составляет до 5%;
• пуццолановый состав марки ЦЕМ 4. Смесь включает клинкерный наполнитель в количестве 65–79%, а также пуццолану – алюмосиликатный материал. Он перемешан с кремнеземом, сланцами и золой. При этом содержание дополнительных компонентов не превышает 35%;
• композиционная смесь с обозначением ЦЕМ 5. Содержит 40–78% портландцементного клинкера, 5% дополнительных ингредиентов, 11–30% шлака в гранулированном виде, а также 11–30% пуццоланового наполнителя, перемешанного с золой.

В зависимости от концентрации клинкера и специальных добавок классификация предусматривает также разделение цементных составов на типы А и Б.

Смеси разделяются на виды по прочности на сжатие и делятся на подклассы:

• нормальнотвердеющие, обозначаемые буквой Н;
• быстротвердеющие, маркируемые индексом Б.

В таблицах нормативного документа представлена расширенная информация, позволяющая правильно подобрать состав цементной смеси.

На данный момент изготавливается много разновидностей вяжущего материала

Соответствие старой и новой маркировки цемента

Точного соответствия быть не может, так как новый стандарт дает более полную расшифровку состава. Сопоставить можно только по прочности и общему числу добавок.

Если сравнивать по количеству добавок, то видим следующую картину.

• Те марки ПЦ, которые имеют нулевое количество добавок (Д0) или их не более 5%, соответствуют новой марке цемента — ЦЕМ I. То есть, ПЦ400 Д0 до Д5 и ПЦ500 Д0-Д5 обе будут маркироваться ЦЕМ I. Вот только дальше будет стоять различная цифра, которая обозначает класс прочности на сжатие.
• Весь портландцемент, произведенный по старому нормативу с количеством добавок больше 5% будет относиться ко второму типу по новой маркировке. То есть, ПЦ 400 Д10 или ПЦ 500 Д20 равнозначно ЦЕМ II. Так как по старому ГОСТу количество добавок не более 20%, то все марки будут относиться к подтипу А.
• Шлакопортланд цемент ШПЦ по-новому обозначается как ЦЕМ III.

Новая маркировка цемента: расшифровка и возможные значения

С соответствием типов бетона по старой и новой маркировке разобрались. Во всяком случае, с наиболее популярными марками. А соответствия старых марок и новых по прочности такие:

• М300 соответствует 22,5 Н;
• М400 — 32,5 Н;
• М500 — 42,5 Н;
• М600 — 52,5 Н.

Теперь все понятно даже с новыми обозначениями

Теперь можно привести точное соответствие старых и новых марок цемента на примерах:

• ПЦ400 Д5 — ЦЕМ I 32,5
• ПЦ400 Д15 — ЦЕМ II/А-Ш 32.5
• ПЦ500 Д0 — ЦЕМ I 42,5
• ПЦ500 Д20 — ЦЕМ I/А-Ш 42.5
• ШПЦ 300 — ЦЕМ III 22,5

Не так и сложно. В новых марках указан более точный состав и количество добавок, которые влияют на характеристики. Может быть также указана скорость твердения. В общем, если знать расшифровку, удобнее подбирать нужную марку.