Цемент играет ключевую роль в разных отраслях промышленности, в том числе при производстве бетона и железобетона. Существует множество марок и видов цемента, каждый из которых имеет свои отличительные особенности и свойства, что сказывается на его прочности, скорости схватывания и застывания.
Виды цемента по назначению
По назначению цемент классифицируется на два типа — общестроительный и специальный. Они отличаются по составу и характеристикам, а значит и сферы применения у них разные. Изначально при производстве изготавливают такой полуфабрикат, как клинкер (высокопрочный кирпич, получаемый из смеси глины и известняка), который впоследствии перемалывают в порошок.
Общестроительный цемент
Общестроительный цемент состоит на 75% из известняка и на 25% из глины. Его используют при строительстве различных сооружений — от крупных объектов до самых мелких. Такой подвид обладает высокой прочностью, и способен выдерживать большие/средние нагрузки (после застывания).
Специальный цемент
В состав специального цемента входят дополнительные добавки, поэтому и свойства у него будут другими. Как правило, он прочнее и надежнее общестроительного. Основные сферы применения — возведение крупных бетонных конструкций (например, военного назначения), строительство дорог/автомагистралей, а также печей/каминов и пр.
Основные виды цементов и их применение
Ниже перечислены самые распространенные виды цементов на сегодняшний день. Рассмотрим их характеристики, назначение и свойства.
Портландцемент
Портландцемент — один из самых популярных видов цемента, получивший свое название в честь британского острова Портленд (где впервые был произведен). Он устойчив к воде и низким температурам, поэтому находит применение в разных сферах строительства, включая кладку кирпича, бетонирование (фундамент, стены, столбы и пр.), штукатурку и т. д.
Основные свойства портландцемента — быстрое затвердевание, хорошая пластичность, надежность и долговечность. Его можно назвать универсальным. Цена — одна из самых доступных на рынке.
Белый цемент
Белый цемент — разновидность портландцемента, напоминающая по внешнему виду муку. Светлый оттенок достигается за счет использования минералов с низким содержанием железа и марганца в процессе производства. Белый цемент обладает средней прочностью, и может разрушаться при низких температурах. Зато он устойчив к химическим реакциям и УФ-лучам, при этом быстро схватывается и имеет эстетичный вид. Оттенок может быть и более темным (светло-серым).
Основная сфера применения — производство сухих строительных смесей, в том числе шпатлевки.
Гидрофобный цемент
Гидрофобный цемент отличается повышенной водостойкостью, а значит, способен отталкивать от себя влагу, не впитывать ее и не пропускать внутрь. Это достигается за счет добавления в состав цемента гидрофобных добавок, таких как стеарат кальция или олеиновая кислота.
Гидрофобный цемент обеспечивает надежную гидроизоляцию, защищая строительные конструкции от воды. Также он устойчив к воздействию агрессивных сред, таких как кислоты, щелочи и соли, что позволяет использовать его в условиях высокой влажности или химической активности. Кроме того, гидрофобный цемент обладает высокой прочностью и долговечностью.
Рекомендуемые сферы применения — судостроение, строительство бассейнов и подземных сооружений.
Шлакопортландцемент
Шлакопортландцемент (ШПЦ) производится путем смешивания портландцемента и гранулированного шлака (побочный продукт металлургической промышленности, получаемый при обработке железной руды). Также в нем присутствует гипс.
Шлакопортландцемент медленно застывает, зато обладает высокой водостойкостью. Он используется при возведении дорог, в железнодорожном строительстве, при установке гидротехнических сооружений и т. д.
Расширяющийся цемент
Расширяющийся цемент способен увеличивать свой объем при отвердевании, отсюда такое название. Это свойство делает его идеальным материалом для заполнения трещин и щелей в зданиях и сооружениях. А ещё, стоит отметить высокую прочность и устойчивость к различным агрессивным средам. Расширяющийся цемент обладает хорошей адгезией, водонепроницаемостью, и быстро высыхает.
Применение — строительство водохранилищ, туннелей, мостов и других объектов, где требуется герметичность и долговечность конструкции. Также этот цемент используют в производстве герметизирующих материалов и клеев для плитки и керамических изделий.
Классификация цемента по скорости твердения
Существует несколько категорий цемента по скорости затвердевания:
- Медленнотвердеющий цемент (обозначается буквой М в маркировке) — достигает максимальной прочности только через 28 дней или даже позже. Такой вид цемента используется при возведении дамб, мостов или небольших конструкций.
- Нормальнотвердеющий (Н) — наиболее популярный вид цемента, который обладает умеренной скоростью твердения. Обычно он достигает максимальной прочности через 7-28 дней. Нормальнотвердеющий цемент используется в разных сферах строительства.
- Быстротвердеющий цемент (буква Б в маркировке) — твердеет значительно быстрее, чем медленнотвердеющий или нормальнотвердеющий цемент. Он становится твердым и прочным уже за 1-3 дня. Его, как правило, используют при проведении экстренных ремонтных работ.
- Особо быстротвердеющий портландцемент (ОБТЦ) — обладает еще более высокой скоростью твердения. Он способен достигать максимальной прочности уже через несколько часов после нанесения на объект/конструкцию. Особо быстротвердеющий портландцемент используется в случаях, когда необходимо быстрое восстановление здания или работы проводятся в холодное время года.
Скорость твердения зависит от множества факторов, включая состав цемента, температуру окружающей среды и уровень влажности. Поэтому при выборе продукта нужно учитывать конкретные требования проекта и условия строительства.
Разновидности цемента по срокам схватывания
В зависимости от скорости схватывания, цементы классифицируют на три вида — медленносхватывающиеся, нормальносхватывающиеся и быстросхватывающиеся. Рассмотрим каждый из них:
- Медленносхватывающийся цемент. Процесс схватывания занимает более двух часов. Этот цемент обеспечивает устойчивость и долговечность бетонной конструкции.
- Нормальносхватывающийся цемент. В данном случае желаемый результат достигается гораздо быстрее — от 45 минут до 2 часов. Такой цемент подходит для большинства видов строительных работ, и обеспечивает достаточное время для перемешивания, транспортировки и укладки бетона.
- Быстросхватывающийся цемент. Процесс схватывания наступает менее чем за 45 минут. Этот вариант используется в случаях, когда требуется быстрая фиксация или ремонт конструкции. Основные сферы применения — строительство дорог и аэродромов, быстрое восстановление/ремонт инфраструктуры и т. д.
Следует отметить, что скорость схватывания может зависеть не только от состава смеси, но и от условий окружающей среды (температура, влажность и др.).
Маркировка цемента
Марки цемента указывают на прочность и качество цементного материала. Рассмотрим основные обозначения, характеристики и свойства:
- М100. Так классифицируют цементные растворы, которые используется для скрепления кирпичных или каменных стен.
- М150. Под этой маркой выпускают смесь, состоящую из мелкодисперсного порошка (цемента), песка и воды. Она применяется для заливки фундаментов, полов, а также при возведении/укреплении небольших бетонных конструкций.
- М300. Таким образом обозначают прочный портландцемент. Он обычно используется при строительстве мостов, дорог, железнодорожных путей и других объектов.
- М350. Данная маркировка обозначает минеральный клей, используемый при штукатурных работах или при строительстве мелких сооружений.
- М400. Это самая популярная марка цемента, обозначающая высокий уровень прочности. Он широко применяется в ремонтно-строительных работах (лестницы, блоки, фундамент и пр.).
- М500. Такой цемент быстро застывает, очень прочный и устойчивый к деформациям. Сферы применения — строительство многоэтажных домов и машиностроение.
- М600 и М700. Это марки обозначают высокопрочные портландцементы, которые используются преимущественно на специализированных предприятиях (заводы). В продаже такой цемент встретить не просто.
Выбор марки цемента зависит от конкретного строительного проекта и требований к прочности и качеству бетонной конструкции. Чем выше марка цемента, тем он будет прочнее, но и стоит такой продукт дороже.
Посмотреть обозначения/марки цемента более подробно можно на этой схеме:
Наличие дополнительных минеральных примесей обозначают буквой «Д» на маркировке изделия. Если вы видите надпись «Д0», значит добавки отсутствуют (это чистый цемент). А вот если за этой буквой следуют какие-то цифры, это указывает на определенный процент примесей — если «Д20», значит их количество приравнивается к 20%. По-другому чистый портландцемент обозначают римской цифрой I. Наличие цифр II, III, IV или V на упаковке изделия, указывает на различные добавки/шлаки в составе.
Зачем используются добавки?
Минеральные добавки или примеси в цементе используются для улучшения его свойств и производительности. Их добавляют как в процессе производства, так и во время использования (можно приобрести отдельно).
Одна из главных причин использования примесей — повышение прочности цемента. В конечном итоге продукт будет более устойчивым к воздействию внешних факторов, таких как механические нагрузки, перепады температур и др. Специальные добавки делают цемент водостойким, огнеупорным, более пластичным, надежным и долговечным (в зависимости от целевого назначения).
Так, в составе портландцемента присутствуют различные горные породы — диатомит (кремнистые отложения), пемза, трепел (опаловая осадочная порода), опоки (легкие тонкопористые породы из частиц кремнезёма), вулканический пепел и т. д.