Cementy s minerálními přísadami. Pucolánický portlandský cement M200, 300, 400

Do této skupiny hydraulických pojiv patří cementy získané společným mletím portlandského cementového slínku a aktivních minerálních přísad nebo důkladným smícháním uvedených složek po samostatném mletí každé z nich. V závislosti na typu výchozí pojivové složky a přísady se cementy s aktivními minerálními přísadami dělí na pucolánové a struskové portlandské cementy.

Aktivní minerální (hydraulické) přísady jsou přírodní nebo umělé látky, které po smíchání v jemně mleté formě s hašeným vápnem a zředění vodou mu dodávají hydraulické vlastnosti a po smíchání s portlandským cementem zvyšují jeho vodotěsnost. Hydraulické přísady v práškové formě po smíchání s vodou samy o sobě netvrdnou. Aktivní minerální přísady se dělí na přírodní a umělé.

Aktivní minerální přísady obsahují látku schopnou za normálních podmínek chemicky reagovat s hydrátem oxidu vápenatého a uvolňovat špatně rozpustné reakční produkty. V křemelkách, tripolu a dalších přísadách sedimentárního původu je touto látkou vodní bázi pokřtěná zemina a v sopečných a umělých přísadách se jedná převážně o hlinitokřemičitany.

Minerální přísada se považuje za aktivní, pokud zajistí ukončení tuhnutí těsta připraveného na bázi přísady a hašeného vápna nejpozději do 7 dnů po smíchání a zajistí vodotěsnost vzorku nejpozději do 3 dnů po ukončení jeho tuhnutí. Aktivita minerálních přísad je také charakterizována množstvím CaO absorbovaného z roztoku na 1 g přísady během 30 dnů. Některé druhy minerálních přísad mají aktivitu nejméně (mg/l): tripol a křemelina – 150, tras – 60, pemza, tuf, popel – 50, jíly – 30.

Belitový (nefelinový) kal, odpadní produkt z výroby jílu a zeminy, obsahující až 80 % minerálu belit, částečně hydratovaný

Gliez (přírodně vypálené jílovité horniny)

Popílek je odpadní produkt, který vzniká po spalování určitých druhů pevných paliv.

• Pucolánový portlandský cement je hydraulické pojivo získané kombinovaným jemným mletím slínku, potřebného množství sádry (až 3,5 %) a aktivní minerální přísady, nebo důkladným smícháním stejných materiálů, mletých odděleně. Přísady sopečného původu — pálený jíl, gliag nebo palivový popel — se přidávají v množství 25–40 % hmotnosti cementu a přísady sedimentárního původu (křemelice, tripol) — v množství 20–30 %. V závislosti na aktivitě hydraulické přísady a mineralogickém složení slínku se zohledňuje poměr mezi nimi. Čím aktivnější je přísada, tím více je schopna vázat hydráty oxidu vápenatého a tím méně je jí potřeba v pucolánovém portlandském cementu a naopak.

Potřeba vody u pucolánových portlandských cementů s hustými a tvrdými přísadami (tras, tufy) je téměř stejná jako u portlandského cementu a při použití měkkých porézních přísad (diatomitů a tripolu) se výrazně zvyšuje. Z tohoto důvodu je požadovaná mobilita betonové směsi zajištěna vyšším přídavkem vody, což způsobuje odpovídající zvýšení spotřeby cementu, aby se nesnížila pevnost betonu.

Doba tuhnutí a jemnost mletí pucolánového cementu jsou stejné jako u běžného portlandského cementu, ale pucolánové portlandské cementy se vyznačují pomalým nárůstem pevnosti v počátečním období tvrdnutí ve srovnání s portlandským cementem bez přísad, vyrobeným ze stejného slínku. Pucolánový portlandský cement se vyrábí jakosti M200, 300, 400.

Během tvrdnutí pucolánového portlandského cementu probíhají dva procesy: 1) hydratace minerálů portlandského cementového slínku a 2) interakce aktivní minerální přísady s hydrátem oxidu vápenatého uvolňovaným během tvrdnutí slínku. V tomto případě se Ca(OH)2 váže na ve vodě nerozpustný hydrokřemičitan vápenatý:

Ca (OH) 2 + Si02 + (n – 1) H20 -> CaO • SiO • /gH20

V důsledku toho je pucolánový portlandský cement odolnější vůči vodě než běžný portlandský cement.

Během tuhnutí a tvrdnutí pucolánového cementu se uvolňuje méně tepla, což umožňuje použití tohoto cementu pro masivní betonové konstrukce. Pucolánový portlandský cement není vhodný pro výrobu prvků určených pro střídavé systematické vlhčení a mrznutí nebo sušení. Pucolánové cementy mají nižší propustnost vody než portlandský cement. To se vysvětluje bobtnáním přísady, která beton zhutňuje.

Pucolánové cementy jsou vhodné pro použití v podvodních i podzemních betonových a železobetonových konstrukcích, zejména tam, kde se od betonu vyžaduje vysoká nepropustnost a vodotěsnost.

Cement je v moderním světě nejdůležitější stavební materiál číslo 1 Jedná se o práškové pojivo s hydraulickými vlastnostmi. Vyrábí se na bázi slínku, do kterého se jako přísady přidávají minerální přísady obsahující síran vápenatý. Používá se především pro přípravu malt a různých betonů, které mají široké uplatnění. Zásadním rozdílem mezi cementovou maltou a ostatními minerálními pojivy je schopnost získat pevnost i ve vlhkém prostředí.

Charakteristika a vlastnosti cementů

Různé typy cementu mají své vlastní jedinečné vlastnosti, z nichž společné jsou následující:

Odolnost cementového kamene proti korozi je schopnost ztvrdlého betonu odolávat agresivnímu působení chemického a alkalického prostředí. Pro zlepšení odolnosti proti korozi se během výroby do kompozice zavádějí polymerní složky, aby se snížila pórovitost betonu. Potřeba vody: potřeba suchého materiálu na určité množství vody pro získání požadované mobility hotového roztoku, daná technickými podmínkami použití. Pokud je v roztoku přebytečná voda, jeho povrch není dostatečně pevný a je náchylný k destrukci. Jemnost mletí je hlavní charakteristikou cementové disperze. Stanoveno množstvím sušiny na sítu po kontrolním prosévání. Jemnost mletí ovlivňuje pevnostní charakteristiky cementového kamene a cenu výroby. Mrazuvzdornost: odolnost vůči negativním teplotám a také opakovanému zmrazování a rozmrazování. Kvalita cementu závisí na počtu cyklů, které vytvrzený roztok vydrží bez viditelné destrukce. Pro zvýšení trvanlivosti betonu se používají různé minerální přísady pro zvýšení jeho mrazuvzdornosti. Pevnost a pevnost roztoku v tahu je dána silami (měřenými v MPa), které je nutné vyvinout ke zničení prototypu. V závislosti na tomto ukazateli je cement rozdělen do tříd od M300 do M600. Pro speciální předměty se používají výrobky třídy 700 nebo 1000 Doba tuhnutí je dána začátkem a koncem tuhnutí roztoku. Tento indikátor závisí na typu cementu, minerálních složkách a modifikátorech obsažených ve složení, jakož i na podmínkách teploty a vlhkosti.

Výběr cementu: na jaké vlastnosti je třeba věnovat zvláštní pozornost

Při provádění jakýchkoliv prací jsou důležité všechny stavební a technické vlastnosti cementů. Proto není možné s jistotou identifikovat nejdůležitější vlastnosti. Volba se provádí na základě souboru vlastností a charakteristik, které jsou nejvhodnější pro provádění konkrétních stavebních nebo jiných úkolů. Proto existuje poměrně velké množství různých cementů, jak obecných, tak speciálních.

Druhy cementů

Rozdělení cementů do druhů se provádí v závislosti na typu slínku a doplňkových komponentech použitých při výrobě. Složení také ovlivňuje hlavní rozsah použití.

portlandský cement

PC je nejběžnějším typem stavebního materiálu, který má několik druhů. Vyrábí se z portlandského cementového slínku, jehož základem je dvou- a tříkalciumsilikát, dále oxidy křemíku a vápníku.

PC se používá ve stavebnictví pro výrobu dokončovacích a zdicích malt, přípravu pěnobetonů, výrobu železobetonových prefabrikovaných a monolitických konstrukcí pro všeobecné účely.

Rychle tvrdnoucí portlandský cement

Jedna z odrůd PC je považována za rychle tvrdnoucí (RC) materiál, který kromě portlandského cementového slínku obsahuje minerální složky, které poskytují intenzivní nárůst pevnosti v počáteční fázi tvrdnutí.

BPC se používá při výrobě železobetonových konstrukcí bez napařovacích komor a také při vysokorychlostní (non-stop) výstavbě pro přípravu zdicí malty.

S hydrofobními přísadami

Typ PC s vysokými vodotěsnými vlastnostmi, kterých je dosaženo zavedením takových hydrofobních složek do kompozice, jako je kyselina olejová, acidol, mýdlové nafty a tak dále. Díky těmto přísadám se na povrchu cementového kamene vytváří hydrofobní film, který snižuje hygroskopičnost a následně i vlhkost betonu.

Takové přísady se používají při výrobě malt pro základy a železobetonové konstrukce pracující ve vlhkých a mokrých podmínkách, ve vodě nebo při hrozbě záplav.

Cement s PAD

Povrchově aktivní látky se do kompozice přidávají během procesu mletí. Při smíchání PAD vytvoří na cementových zrnech tenký film, který zabraňuje přilnutí částic k sobě. To dává hotovému řešení dobrou pohyblivost a plasticitu, takže se snadno pokládá.

Toto řešení se používá k vytváření složitých architektonických struktur, reliéfních kompozic a odlévání dekorativních prvků.

Zásypy

Bílokřemičité a nízkohygroskopické cementy jsou vyráběny za použití různých přísad, které zvyšují tekutost tekutého roztoku, rychlost tuhnutí a jeho pevnost po konečném vytvrzení.

Používají se k ochraně ropných a plynových vrtů před podzemní vodou tím, že je ucpávají.

Bílý

Zvýšený obsah silikátových a hlinitých složek jako jíl, bílý diatomit, kaolin, vápenec bez oxidů železa a manganu dodává cementu bílý odstín. Během výrobního procesu je zahřátý slínek podroben rychlému ochlazení vodou, což zvyšuje bělost produktu.

Bílý cement se používá při výrobě umělého kamene, různých dekorativních suchých směsí, výrobě soch a jiných dekorativních výrobků a také pro stavbu samonivelačních podlah.

Barevný

Pokud se do bílého cementu přidá suchý barevný pigment, získá se barevný materiál. Tato metoda umožňuje dosáhnout téměř jakéhokoli odstínu a nasycení roztoku. Dalším způsobem výroby barevného portlandského cementu je technologické vypalování surovin. Při určité teplotě mění slínek barvu na zelenou, žlutou a černou. Zvláštností barevného produktu je velké smrštění, vysrážení solí a pomalé tuhnutí. Proto se do roztoku obvykle přidávají změkčovadla a plniva.

Využitím barevných kompozic je navrhování soch, dekorativní omítky, výroba barevných obkladů a dalších ploch.

pucolánové

Tento typ výrobku obsahuje až 30 % minerálních přísad a aktivních složek, které chemicky reagují s cementem. Díky těmto přísadám je hotový beton odolný vůči síranům a sladké vodě a při výrobě produktů metodou autoklávu je velmi odolný.

Výrobky z pucolánového cementu se nejčastěji používají při výstavbě podzemních nebo podvodních komunikací a konstrukcí, protože mají špatnou mrazuvzdornost.

Struska

Hydraulická pojiva obsažená v tomto typu materiálu jsou vyrobena z mleté ​​vysokopecní strusky a některých aktivátorů. Železobetonové konstrukce ze struskového cementu jsou vysoce odolné a řešení se používá pro zakládání základů a jiných konstrukcí s nosnou funkcí.

V závislosti na použitých aktivátorech existují dva hlavní typy produktů na bázi vysokopecní strusky:

ShPC: výrobek s přídavkem portlandského cementu a sádrového plniva. Struskový portlandský cement se vyznačuje pomalu rostoucí pevností, nízkou exotermností a odolností vůči agresivnímu prostředí. Používá se při stavbě přístavů a ​​jiných hydraulických staveb. ISC: materiál s přídavkem vápna, může obsahovat malý obsah sádry a portlandského cementu, což zlepšuje jeho pevnostní vlastnosti. Vápenostruskový materiál se používá k výrobě betonu nízké jakosti, který je odolný vůči sladké vodě.

Hliníkové

Vyrábí se z vápence a dalších druhů surovin bohatých na oxid hlinitý. Mleté suroviny jsou podrobeny tepelnému zpracování, takže cement má tmavě hnědý a dokonce černý odstín. Při přípravě roztoku je potřeba o 10 % více vody než u běžného portlandského cementu. Když ztuhne, uvolňuje teplo.

Hliníkový materiál se používá při zimních stavebních pracích, havarijních stavbách, opravách mostů, podzemních a jiných komunikací. Pro svou vysokou požární odolnost se používá jako zdicí malta při stavbě kamen, krbů, odvodů kouře a vzduchotechnických potrubí.

Rozšiřující se

Tento typ cementu má jedinečnou schopnost expandovat během tuhnutí. Ke zvětšení objemu dochází v důsledku chemické reakce mezi pojivem a speciální přísadou. Jako pojiva se používá hlinitanový cement, sádra, portlandský cement a hlinitan vápenatý. Řešení se vyznačuje rychlým tuhnutím (v závislosti na pojivu od 10 do 30 minut), vynikající voděodolností a pevností.

Expanzní tmely se používají k výrobě železobetonových trubek a dalších výrobků, jejichž provoz vyžaduje neustálý kontakt s vlhkostí, dále k opravám různých hydraulických konstrukcí a k vytváření vodotěsných spojů ve stavebních konstrukcích.

Funkce označování

Cement se nejčastěji balí do 25 kg a 50 kg pytlů ze sulfátového papíru, na které je naneseno příslušné značení.

1. Nejprve je uveden regulační dokument, podle kterého se tento typ cementu vyrábí.

2. Třída cementu pro pevnost v tlaku: 22,5; 32,5; 42,5; 52,5, což znamená maximální tlak v MPa, který prototyp vydrží.

Složení příchozích složek je označeno římskými číslicemi:

I – portlandský cement; II – Portlandský cement s minerálními přísadami; III – Portlandský struskový cement; IV – pucolánový; V – kompozitní cement.

Cement je označen podle typu pomocí následujících písmen:

PC – portlandský cement; př. n. l. – bílá; WRC – vodotěsné roztažitelné; SS – odolný vůči síranům; PL – plastifikovaný; SHPC – struskový portlandský cement; GF – hydrofobní.

V závislosti na rychlosti, kterou cement získává pevnost, se používají následující značky:

CEM I je cement s maximální rychlostí nárůstu pevnosti. 50 % konstrukční pevnosti je dosaženo za méně než 48 hodin. Nesmí obsahovat více než 5 % přísad. CEM II – obsahuje od 6 do 35 % přísad, které ovlivňují rychlost tvrdnutí roztoku. Čím více přísad, tím pomaleji dochází k tuhnutí. CEM III – Portlandský struskový cement s normální rychlostí tuhnutí. Obsahuje přísady od 36 do 65 %. CEM IV – pucolánový cement. Má průměrnou rychlost tuhnutí. Obsahuje různé přísady od 21 do 35 % z celkové hmoty. CEM V je cement na bázi kompozitních surovin s průměrnou rychlostí tuhnutí. Obsahuje malé množství dalších složek (11–30 %).
Klasifikace cementu podle pevnosti v tlaku

Třída pevnosti v tlaku udává schopnost ztvrdlého betonu, připraveného na bázi čistého cementu bez plniv (písek a drť), odolat určitému zatížení. Na základě současných GOST je třída pevnosti vyjádřena v megapascalech.
Existují hlavní typy: 22.5; 32.5; 42.5; 52.5.
V předchozím GOST (GOST 10178-85) se místo třídy používala pevnostní třída, která nebyla vyjádřena v megapascalech, ale v kilogramech na centimetr čtvereční a byla označena M400, M500 atd.
Dodržování tříd pevnosti a stupně
Třída cementu Třída cementu
22.5 M300
32.5 M400
42.5 M500
52.5 M600
Pro zjednodušení vnímání informací používají někteří výrobci současně 2 možnosti označení sáčků.

Klasifikace cementu podle rychlosti tuhnutí

V závislosti na rychlosti kalení se materiál dělí na:
normální kalení; rychle tvrdnoucí; pomalé tvrdnutí.
Všechna řešení získají plnou návrhovou pevnost do 28 dnů, liší se však pevnostní standardizace (doba, po které může být beton vystaven zatížení blízkému návrhovému zatížení). Klasifikace cementu podle doby tuhnutí Po přípravě roztoku začíná proces hydratace. V důsledku reakce se látky v betonu dostanou do vzájemného kontaktu a vytvoří pevný umělý kámen. Proces hydratace zahrnuje 3 fáze: Cement se smíchá s vodou, čímž vznikne lepidlo, které obklopí kamenivo prvky (písek, drť). Mezi vodou a cementem začíná chemická reakce, která přemění lepidlo na krystaly. Krystaly srůstají a tvoří cementový kámen, uvnitř kterého je kamenivo.
V závislosti na době, během které se tvoří krystaly cementu, se materiál dělí na:
rychlé tuhnutí: doba tuhnutí – až 45 minut;
normální nastavení: doba tuhnutí – od 45 minut do 2 hodin;
pomalé tuhnutí: doba tuhnutí – více než 2 hodiny.