Главная \ Виды цемента

Виды цемента

Портландцемент (ПЦ) – это самый распространенный вид строительного вяжущего (цемента). Своим названием он обязан английскому изобретателю Джозефу Аспдину и острову Portland, на котором добывался особый вид известняка используемого в строительстве. Благодаря похожести цвета полученного вяжущего и известняковой породы добываемой на Портландских каменоломнях, Аспдин в 1824 году наградил свое изобретение названием "Portland cement". Именно портландцемент продается в строительных магазинах и на рынках, он же является основным компонентом строительного раствора и товарного бетона. Несмотря на почти двухсотлетнюю историю цемента, основные принципы его производства применяются и по сей день.

image001.jpg  

Цемент – собирательное название группы веществ, получаемых путем помола клинкера, продукта обжига извести, глины и других веществ. Портландцементы – это цементы из клинкера определенного состава с преобладанием силикатов кальция с добавлением при помоле 1,5-3,5% гипса. Промышленностью выпускается множество разновидностей портландцемента:
По химико-минералогическому составу– с минеральными добавками и бездобавочный 
По срокам твердения – нормально и быстротвердеющий
Специальные портландцементы: гидрофобный, сульфатостойкий, пластифицированный, пуццолановый, белый, цветной.
Из перечисленных видов наиболее востребован ПЦ нормальных сроков твердения с добавками и без них, марок прочности М400 и М500 (по новому ГОСТу класса прочности 32,5 и 42,5). Специальные виды ПЦ используются главным образом для приготовления сухих смесей, бетонных изделий и специфических задач в строительстве и промышленности.

Глиноземистый цемент – это продукт обжига и помола клинкера из пород, богатых глиноземом в смеси с известняком или обожженной известью. Природный источник глинозема (оксида алюминия) – месторождения боксита. Так как в нашей стране почти нет естественных залежей боксита, его заменителем для производства глиноземистого цемента чаще всего служит доменный шлак.

Глиноземистый цемент является быстротвердеющим и гидрофобным, в нормальных условиях он полностью схватывается в сроки до 10 часов, а строительный бетон на его основе обладает повышенной водонепроницаемостью, морозостойкостью, стойкостью к агрессивным средам и высокой температуре.

Глиноземистый цемент отвердевает с выделением значительного количества тепла (в 1,5 раза больше, чем у портландцемента), поэтому он отлично подходит для бетонирования в зимних условиях без дополнительного подогрева. И напротив, бетонирование массивных конструкций в летнее время должно выполняться с принудительным охлаждением изделия.

Основные применения глиноземистого цемента:
Случаи, когда необходимы короткие сроки набора прочности (бетон на глиноземистом цементе марки ГЦ-40 в возрасте 3-х суток аналогичен по прочности бетону на портландцементе М400 после 28 суток)
Исходное сырье для производства расширяющегося, напрягающего, безусадочного и других специальных видов цемента, а также сухих строительных смесей
Производство жаростойкого бетона с глиноземистым цементом в качестве вяжущего и огнеупорных наполнителей
Бетонирование элементов глубоких нефтяных и газовых скважин (высокая температура и давление, агрессивная среда сульфатных пластовых вод)
 

Одна из проблем обычного цемента в том, что смеси на его основе, застывая, дают небольшую усадку. Это создает некоторые трудности в финишных отделочных работах, в производстве и ремонте массивных бетонных изделий, заделке и гидроизоляции стыков бетонных конструкций и т.д. Расширяющийся цемент не имеет этого недостатка: в ранние сроки созревания такого цемента происходит увеличение объема смеси, которое компенсирует усадку. 

Расширяющийся цемент состоит из смеси портландцемента или глиноземистого цемента (около 70% объема) с гипсом, гидроалюминатом кальция и другими добавками. Наличие в составе помола гипса уменьшает время схватывания цемента, поэтому расширяющийся цемент является также быстотвердеющим. Рост объема смеси по мере набора прочности связан с образованием кристаллов в результате реакции компонентов смеси с водой. Рост кристаллов, (и, как следствие – увеличение объема) происходит до тех пор, пока прочность образующегося цементного камня не останавливает этот процесс, для чего обычно требуется около 3-х суток.

При твердении расширяющегося цемента в ограниченном объеме происходит уплотнение смеси, которое позволяет получать строительный бетон с малой водопроницаемостью. Расширяющийся цемент широко используется в строительстве для заделки (омоноличивания) швов бетонных конструкций. Увеличение бетона в объеме способствует плотному прилеганию заливки к стыкуемым деталям, и гарантирует отсутствие усадочных трещин. Для твердения расширяющегося цемента необходима влажная среда. В условиях тепловлажностной обработки ЖБИ изделия из бетона на основе расширяющегося цемента набирают первоначальную прочность и готовы к распалубке вдвое быстрее, чем на основе обычного портландцемента.

Белый цемент придает изделиям на его основе беловатую окраску. Известно, что окраска изделия на основе цементного раствора определяется цветом самого мелкой фракции смеси, каковым в цементном растворе и бетоне является цемент. Бетон и раствор на основе белого цемента будут иметь выраженную светлую окраску, лишь в малой степени зависящую от вида и цвета наполнителей – песка, гравия и т.д. 

__________ 3
Белый цемент производится по особенной технологи, в целом повторяющей производство обычного цемента (помол клинкера, образованного путем спекания смеси глины, извести и других компонентов) и обладает всеми его свойствами. Исходным сырьем для производства белого цемента является маложелезистый клинкер, гипс и другие минеральные добавки. В мире не так много сырья, годного для производства такого цемента, технология его изготовления сложнее и затратнее, поэтому неудивительно, что он стоит вдвое дороже обычного серого портландцемента. По классу белизны существует три градации белого цемента, по марке прочности – две: М400 и М500.

Область применения – архитектурные, дизайнерские изыски, инструмент скульптора, дорожная и аэродромная разметка, составной компонент отделочных сухих смесей. Освоено производство бетонных стеновых панелей с внешним слоем из раствора на основе белого цемента. Также белый цемент может служить основой в производстве цветного цемента, получаемого при совместном помоле белого клинкера и соответствующих пигментов.

 Название тампонажного цемента происходит от термина, принятого в газо- и нефтедобыче для процесса заделки пространства между стволом скважины и обсадной колонной с целью защиты от грунтовых вод или разделения пластов нефти. Главное назначение тампонажного цемента – тампонирование нефтяных и газовых скважин. Аббревиатура для маркировки тампонажного цемента – ПЦТ с цифрой, обозначающей марку. 

Тампонажный цемент производится с добавкой помола гипсового камня в количестве 2-3,5% от массы цементного клинкера и небольшой доли других минеральных веществ. Тампонирование скважин осуществляется жидким цементным тестом (без добавления песка) с содержанием воды в растворе до 50% от массы цемента. При таких условиях сроки твердения обычного цемента увеличиваются, что в данном случае неприемлемо. Гипс ускоряет реакцию гидратации цемента и увеличивает прочность раствора на ранних сроках схватывания.

Величина зазора между стволом скважины и обсадной трубой составляет 15-50 мм при глубине в сотни и тысячи метров. Требования к раствору весьма жесткие: при скорости поступления цементного теста в шахту около 1,5 м/с, он должен сохранять первоначальную подвижность, а после окончания процесса набрать прочность как можно быстрее. По мере увеличения глубины шахты, в ней возрастают температура и давление.

Наибольшее влияние на сроки схватывания цемента оказывает температура, поэтому производится 2 вида тампонажного цемента – для горячих и холодных скважин. Также существуют специальные виды тампонажного цемента для сложных условий, наблюдающихся в глубоких скважинах при высоком давлении и температуре, воздействии агрессивных растворов солей, которые вызывают коррозию цементного камня и т.п. Это белитокремнеземистый, солестойкий, утяжеленный, облегченный, волокнистый и другие разновидности тампонажного цемента.