Цемент: виды, свойства, выбор

В зависимости от используемых элементов, цемент получает разные свойства. Вот самые главные из них:

• Прочность. Чем больше шлака или гипса в составе, тем выше прочность цемента. Также она зависит от тонкости помола – чем тоньше, тем надежнее. Прочность отвечает за несущие способности цементных конструкций и определяет марку продукта.
• Морозоустойчивость. Некоторые специальные добавки позволяют цементу переносить низкие температуры без каких-либо последствий.
• Влагоустойчивость. Этот параметр показывает, насколько быстро схватывается цемент, и можно ли заделывать швы и стыки при повышенной влажности.
• Устойчивость к коррозии. Данное свойство говорит о том, насколько хорошо цемент противостоит осадкам и различным нестандартным средам. Например, можно ли использовать его для создания конструкций под водой или землей.
• Сульфатостойкость. Помимо устойчивости к воде для некоторых влажных сред может понадобится цемент со стойкостью к сульфатам. Он нужен для работы с объектами в море и океане, так как в морской воде присутствует очень много таких ионов.

Цемент

Виды цемента

Цемент по своей сути представляет синтетическое вяжущее вещество, которое при добавлении определенных фракций становится пластичным и обладает свойствами повышенной прочности. Условно цемент классифицируется маркировкой, начиная от М-100 и заканчивая М-600. В нашей статье мы остановимся на наиболее распространённых видах цемента, которые чаще всего используются на строительных площадках, к таким можно отнести М-400, 500

В современной промышленности на протяжении продолжительного времени ведутся научные работы, с цементом пытаясь его усовершенствовать: дорабатывают структуру материала, ориентированного на различные сферы применения. Таким образом, существует множество модификаций при помощи, которых можно решать запланированные задачи. Прежде чем выбирать и останавливать свой выбор на определенной марки цемента необходимо учитывать, что каждая марка обладает своими качественными характеристика и соответственно предназначается для решения определенного значения задач. Допустим, приобретая цемент, выпускаемый под маркировкой М-200 невозможно заложить достаточно прочный фундамент, так как характеристика этого цемента соответствует больше для выполнения штукатурных и отделочных работ, а также широко используется для выравнивания напольного основания. Такая марка цемента является отличным решением для выполнения отделочных внутренних работ. В зависимости от решаемых задач необходимо выбирать конкретную маркировку цементной смеси.

Основные и вспомогательные элементы маркировки

Рекомендуемые марки цемента для тяжелого бетона.

Марки цемента различаются, прежде всего, по прочности. В зависимости от этого приоритетного показателя его разновидность обозначается буквами и цифрами. Аббревиатура М означает само слово «марка», ПЦ – «портландцемент». Последний является самым прочным видом. Рядом с буквой пишется численное обозначение, указывающее степень нагрузки в килограммах на квадратный см, которую способен выдержать цемент, например, М500 или ПЦ500. Вторым важным показателем считается наличие добавок и примесей, поскольку от этого зависит пластичность. Этот показатель обозначается буквой «Д» и цифрами в процентах – Д0 или Д20.

Кроме того, существуют виды со специфическими свойствами, полученными в результате разных вариантов соединения добавок и основы. В этом случае марка цемента дополняется вспомогательной аббревиатурой:

• ШПЦ – шлакопортландцемент (для строительных растворов);
• БЦ – белый цемент (для отделочных работ);
• Б – быстротвердеющий (для экстренных строительных работ);
• Н – нормированный (добавляют клинкер в строго нормированном составе для получения бетонного раствора с более прочными качествами);
• ПЛ – пластифицированный (для повышения морозостойкости бетона);
• СС – сульфатостойкий цемент (для гидротехнических сооружений).

При покупке цемента система маркировки позволяет сразу увидеть его основные физические и технические характеристики, что дает возможность еще на этапе выбора определиться с нужным видом строительного материала.

Выбор марки цементной смеси

Просроченный цемент провоцирует увеличение остальных компонентов раствора во время его приготовления в 2 раза и снижает качество.

В зависимости от уровня прочности цементы маркируют обозначениями от М100 до М1000. У каждой марки есть свои особенности:

Материал ниже марки М400 для ЖБК не используется.

• М100. Из него делают легкие бетоны для подготовительных работ.
• М200. Относится к штукатурно-кладочным смесям.
• М300. Используется для ряда монтажных работ и на строительстве жилых домов.
• М400—М500. Применяют для создания ЖБК, фундаментов.
• М600—М1000. Предназначаются для создания особо крепких бетонов. Используются в строительстве многоэтажных зданий, мостов, бункеров.

Состав бетона для фундамента

В разных строительных отраслях используют разные марки бетона, зависящие от марки цемента, используемого для приготовления раствора, номенклатуры и соотношения компонентов.

Марки бетона для различных типов фундаментов:

• М100, М150. Эти бетонные растворы невысокого класса прочности для заливки фундаментов практически не используют. Исключение – небольшие легкие каркасные или брусовые строения, как правило, хозяйственного назначения. Эти «тощие» бетоны могут применяться для создания подготовительного слоя под фундамент.
• М200. Применяется для сооружения ленточных или свайных фундаментов легких домов – каркасных, деревянных, а также ограждений.

• М250, М300. Может использоваться для заливки ленточных и плитных оснований для кирпичных, каменных зданий в 2-3 этажа.
• М400. Применяется для фундаментов многоэтажных зданий.

Таблица пропорций компонентов бетонов, используемых для устройства фундаментов в частном строительстве

Оптимальное водоцементное соотношение бетона составляет 0,4-0,6. В среднем берут значение 0,5, то есть количество воды должно быть примерно в 2 раза меньше количества цемента.

Где применяют бетон М200?

Бетон марки М200 обладает отличными техническими характеристиками, поэтому область его применения достаточно обширная.

Материал используют для строительства различных промышленных объектов и домов. Из него делают прочные стяжки и лестничные пролёты разной модификации. Кроме того, бетон необходим для заливки простых и ленточных фундаментов.

В частных домах из бетона М200 делают подпорные стены и лестницы, а также используют для благоустройства территории. Из материала получаются прочные дорожки и площадки, а также основания для беседок и других сооружений.

Современная маркировка цемента

Главная характеристика, на которую следует обращать внимание при покупке портландцемента — его марка. Данный параметр, выраженный в цифровой форме, характеризует прочностные качества готового бетона, набравшего не менее 95% паспортной прочности (через 28 суток затвердевания). Отечественные производители цемента присваивают продукту марку согласно ГОСТ Р 31108-2003 или традиционно придерживаются норм советского стандарта 1985 г. В первом случае прочность обозначают в мегапаскалях (МПа), во втором — в килограммах на квадратный сантиметр. В обоих вариантах данное значение соответствует пределу прочности конкретного материала на сжатие.

Старая маркировка портландцемента выражается цифрами, кратными 100 (100-900). Примеры такой маркировки

• М300, М400, М500. По новым (интернациональным) нормативам портландцемент маркируется иначе
• ЦЕМ 32,5; ЦЕМ 42,5 и т. п. После цифрового индекса обычно помещают буквенный символ Н (нормальнотвердеющий) либо Б (быстротвердеющий).

Маркировка цемента также отображает присутствие/отсутствие в сухой смеси особых добавок, называемых модификаторами. Их роль состоит в придании готовому бетону (раствору) отдельных специфических качеств: устойчивости к коррозии, невосприимчивости к влаге, морозостойкости, ускорения либо замедления застывания. О наличии модифицирующих добавок говорит дополнительный индекс Д0 — Д20, где цифра после буквы Д показывает массовый процент добавок в сухом материале.

Примеры расшифровки маркировочных надписей на упаковке портландцемента согласно старому и обновленному госстандартам:

• ПЦ М400 Д20Б — быстрозатвердевающий портландцемент марки 400 с модификаторами, содержание которых в смеси равно 20%.
• В современной версии идентичный материал обозначается как ЦЕМ II 32,5Б. Здесь римская цифра I или II перед цифрой показывает соответственно отсутствие или наличие добавок без конкретизации процентного содержания таковых.

Для нормально застывающего цемента марки 500 без добавок маркировка будет ПЦ М500 Д0Н (старая) или ЦЕМ I 42,5Н (новая). Для марки 300 индекс в МПа будет равен 22,5.

Классификация по видам

Помимо марок, классов, типов и степени помола, цементы принято различать на несколько основных видов, отличающихся между собой сочетанием отдельных компонентов и составом.

В их число входят:

• портландцемент; Получается из размола портландцементного клинкера – продукта обжига до состояния спекания сырьевой смеси, включающей известняк, глину и другие материалы типа доменного шлака, мергеля и т.п., с добавлением гипса и специальных добавок. Бывает чистый, с примесью минеральных добавок, шлакопортландцемент и т.д.
• пуццолановый; К этой категории относят группу цементов, имеющих в своем составе порядка 20% минеральных добавок. Получают способом совместного помола портландцементного клинкера, составляющего в общей массе готового состава около 60-80 %, минерального компонента активного типа, доля которого равняется 20-40 %, и гипса. Имеет повышенную коррозионную стойкость, меньшую скорость затвердения и небольшую морозостойкость.
• шлаковый; Производится путем совместного помола доменных шлаков и добавок-активаторов в виде гипса, извести, ангидрита и т.д. Бывает известково-шлаковым (с 10-30 % содержанием извести и 5 % содержанием гипса) и сульфатно-шлаковым (где гипс или ангидрит составляют 15-20 % от общей массы). Цементы данного вида находят применение в строительстве подземных и подводных сооружений.
• глиноземистый; Отличается высокой скоростью затвердения и хорошей огнеупорностью, что делает его незаменимым при изготовлении высокоплотных растворов и бетонов, обладающих повышенной водонепроницаемостью.
• цемент с наполнителями, романцемент; Материал, изготавливаемый способом измельчения обожженного сырья без подвергания его процессу спекания. Применяется для кладочных и штукатурных работ, а также производства бетонов низких марок.
• фосфат цемент; Разделяется на два основных подвида: твердеющие при нормальных температурах и при нагревании до температуры 373 – 573 К. Обладает большой механической прочностью.
• напрягающий; Имеет короткий период схватывания и хорошую прочность. Обладает высоким давлением в процессе твердения. Применяется для изготовления напорных труб, используемых для создания емкостных сооружений.
• гидроизоляционный; Разделяется на подвиды с проникающей и обмазывающей способностью. После застывания приобретает водонепроницаемые качества и крепость.
• магнезиальный; Представляет собой мелко дисперсионный состав порошкового типа, основу которого составляет оксид магния. Применяется для устройства бесшовных полов монолитного типа.
• тампонажный; Используется в ходе работ по цементированию газовых и нефтяных скважин.
• цинкфосфатный; Производится путем обжига шихты, в состав которой входят оксиды цинка, магния и кремнезем. Обладает высокой прочностью на сжатие, составляющей 80-120 МПа.
• силикофосфатный; Процесс производства заключается в обжиге шихты до ее полного расплавления, после чего состав подвергается резкому охлаждению в водяной бане. Имеет высокую прочность и стойкость.
• высокопрочный; Отличается очень высокой скоростью схватывания, обладает хорошей пластичностью и прочностью.
• облегченный и т.д.

Испытание цемента на прочность

Перед реализацией цементного раствора лаборатории предприятий, занимающихся его производством, проводят комплекс испытаний, по результатам которых выясняется, какая добавка в цемент для прочности способна положительно повлиять на технические характеристики изготавливаемой смеси и будущего объекта, созданного с ее применением.

Испытания длятся несколько дней, и период наблюдения может составлять от 3 до 28 суток. Цемент повышенной прочности подвергается первым испытаниям уже на 3 сутки, а затем спустя неделю. Исследования проводятся с учетом минералогического состава цемента, скорости твердения и других показателей, которые необходимы для выведения формулы, позволяющей осуществить определение прочности цемента. Различные марки и составы демонстрируют отличные друг от друга показатели, что связано с темпом твердения, возрастом смеси и модификациями ее прочности.

При предварительных исследованиях используют следующие методы определения прочности цемента: пропаривание, исследование минералогического состава, определение переходного коэффициента прочности, дополнение добавками.