Марки цемента, их особенности, свойства и различия. В чем различие марок цемента и какой цемент выбрать

В строительной сфере применяют различные виды цементов, выполняющих вяжущую и скрепляющую функцию в растворах и бетонных смесях. Материал разнится составом, физико-техническими параметрами, определенной сферой применения, которая зависит от назначения конструкции и условий эксплуатации будущего объекта.

Содержит информацию о продукции, в том числе о добавках. Однако потребители не всегда обращают внимание на данный параметр. И напрасно. Поскольку разница цемента Д0 и Д20 заключается в составе продукта, что сказывается на определенных потребительских качествах вяжущего материала.

В чем разница между цементом Д20 и Д0

Согласно действующим нормативам при производстве цементов допускается использование добавок. Это вещества, регулирующие свойства продукта. В маркировке цемента их наличие обозначают литерой Д. Рядом с буквенным знаком присутствует числовое выражение, которое указывает на наличие добавок в процентном отношении по массе. Таким образом, отличие цемента Д0 от Д20 заключается в составе.

Ноль после Д свидетельствует о том, что материал полностью состоит из цементного клинкера, а цифра 20 отмечает присутствие в цементе активных компонентов, максимальная массовая доля которых достигает 20% по весу. Если расшифровать условное обозначение ПЦ М500-Д20-Б-ПЛ, то оно свидетельствует, что в портландцементе содержится не более 20% активной минеральной добавки, обеспечивающей быстрое твердение и пластичность.

Цемент Д0 получают измельчением клинкера – промежуточного продукта (обожженных при высоких температурах известняковых пород и отдельных сортов глины). Измельченную массу тщательно просеивают через сито с мельчайшими отверстиями, соединяют с гипсом (его количество по действующим нормам не превышает 1% от общей массы базового сырья).

В зависимости от марки цемент Д0 разнится соответствующими параметрами прочности. Особенно востребованы М400 Д0 и М500 Д0. Эти марки цемента Д0 отличают следующие характеристики:

• хороший уровень морозоустойчивости;
• средние показатели по времени твердения;
• умеренные деформации при усадке.

Что такое Д20 в цементе?

Модификация Д20 – 80% клинкерная порошкообразная масса, остальные 20% цементной смеси составляют добавочные компоненты.

В зависимости от определенного вида вводимых в вяжущее составляющих материал обретает:

• повышенную гидрофобность;
• сульфатостойкость;
• пластификацию и другие качества.

Добавки, входящие в состав стройматериала, сказываются на конкретных свойствах и удешевляют стоимость конечного продукта.

Какой цемент лучше, Д0 или Д20

Чтобы получить ответ на этот вопрос, подойдите к решению с точки зрения строительной цели. Область применения материала зависит от марки и состава цемента. Поэтому выбирая продукт, ориентируются на назначение объекта строительства, его конструктивные элементы и дальнейшие условия эксплуатации.

Например, характеристики цемента М400 Д0 подходят: для использования в технологиях монолитного строительства и изготовлении сборных конструкций в индивидуальном домостроении, при возведении высотных гражданских зданий и объектов промышленного назначения. Продукт М500 Д0 отличает долгосрочная прочность. Материал используют на работах повышенной сложности, где выдвигаются особые требования к параметрам прочности и надежности: при строительстве мостов, опор ЛЭП, железобетонных труб, аэродромных покрытий.

Чем отличается цемент Д0 от Д20 одинаковой марки?

Материал М400 Д20 и М500 Д20 уступает «чистым» аналогам без добавок в прочности, может отличаться временем застывания, показателями влагоустойчивости. Все зависит от конкретных добавок.

При этом физико-технические параметры позволяют использовать эти марки стройматериала в жилом и промышленном строительстве для заливки фундамента, устройства плит перекрытия, при изготовлении разнообразных конструкций из железобетона, в кладочных и штукатурных растворах, отделочных работах.

Если конструкции подвергаются агрессивным средам, то рационально использовать портландцемент с 20-процентной минеральной добавкой. Продукт хорошо себя ведет также при устройстве конструкций в климатических условиях попеременного замерзания и оттаивания. При ускоренных работах специалисты часто прибегают к быстротвердеющим портландцементам с компонентами-пластификаторами.

Отличия в составе цементов Д0 и Д20 влияют также на ценовой аспект. Чистый цементный продукт стоит дороже, чем варианты с модифицирующими веществами. Поэтому при выборе вяжущего: цемент Д0 или Д20 целесообразно учесть все нюансы, включая финансовую сторону вопроса.

Комментариев:

Цемент используют для выполнения многих строительных работ в качестве вяжущего вещества. Цемент Портланд считается самой распространенной его разновидностью. Этот материал относят к группе гидравлических вяжущих — он затвердевает при добавлении воды. Портланд цемент характеризуется отличными вяжущими свойствами и способностью увеличения предела своей твердости на открытом воздухе в результате совокупности протекающих в нем химических процессов.

Цемент Портланд обладает хорошими вяжущими свойствами и способностью на открытом воздухе увеличивать свой предел твердости.

Минералогический состав

Портландцемент получают путем тонкого помола клинкера, гипса и разнообразных добавок.

В большинстве случаев клинкер получают из искусственных смесей, потому что в природе сырье, содержащее примерно 75% карбоната кальция и 25% глины, встречается довольно редко. Большинство цементных заводов работают на специально приготовленных сырьевых смесях с оптимальным соотношением компонентов для получения качественного продукта.

Клинкерную смесь обжигают при высоких температурах (до 1500°С), получая на выходе гранулы, которые потом измельчаются. Процентное содержание гипса не превышает 5%. Его вводят в рабочую смесь для обеспечения подвижности цементного теста в течение 45 минут, требуемых для формовки изделий или выполнения определенных работ.

Чтобы обеспечить портландцементу необходимые технические характеристики, часто используют активные клинкерные минеральные добавки, доля которых может составлять 20 — 25% от общей массы сырья:

1. Алюминат — характеризуется высокой скоростью затвердевания и довольно низкими показателями прочности. Такие качества обуславливают его содержание в цементе не больше 15%.
2. Алюмоферрит — его добавка в пределах 10 — 18 % позволяет сократить время затвердевания. Действие этого минерала аналогично алюминату.
3. Белит — медленно твердеет и оказывает вяжущее воздействие, имеет средние характеристики прочности. Добавки белита позволяют регулировать время затвердевания (замедлить), однако слишком большое количество этого вещества может негативно сказаться на прочности цемента. В разных марках портландцемента его может содержаться от 15 до 37%.
4. Алит — его содержание в готовом портландцементе самое высокое — до 60%. Он обеспечивает быстрое твердение цементам высоких марок.

Вернуться к оглавлению

Марки и основные характеристики

Под маркой подразумевают предел прочности образца, проверяемого на сжатие, изгиб. Для его изготовления используют раствор из песка и цемента в пропорции 1:3, из которого формируют образец 4 х 4 х 16 см. Испытание проводят через 28 суток после заливки, причем его твердение должно происходить в условиях высокой влажности.

В противном случае прочность образца может значительно понизиться. Чтобы ускорить процесс затвердевания, допускается пропаривание образцов. В настоящее время самыми распространенными марками являются 400, 500, 600.

Кроме прочности портландцемент обладает следующими характеристиками:

1. Период схватывания. Качественный портландцемент при соблюдении пропорций после добавления воды должен схватываться за 40 — 45 минут. Прямое влияние на этот показатель оказывает тонкость помола, температура, минералогический состав.
2. Водопотребность — определяет количество жидкости для приготовления раствора оптимальной густоты. Обычно содержание воды находится в пределах 25%. Для понижения водопотребности могут использоваться пластификаторы или сульфитно-дрожжевая бражка.
3. Водоотделение — отжим воды в приготовленном растворе, происходящий под воздействием тяжести цементных частиц. Для снижения водоотделения часто используют специальные минеральные добавки.
4. Морозостойкость — это способность выдерживать определенное количество циклов замораживания и размораживания без потери прочности и целостности. В качестве добавок, способных повысить этот показатель, применяют смыленный древесный пек, абиетат натрия.
5. Тепловыделение — это способность цемента выделять тепло в процессе затвердевания. Цемент, который отличается слишком стремительным выделением тепла, оптимизируют при помощи активных минеральных добавок.
6. Коррозионная устойчивость напрямую зависит от степени пористости готового бетона и тонкости помола цемента.

Вернуться к оглавлению

Разновидности портландцемента

В зависимости от свойств и сферы использования портландцемент можно разделить на несколько основных групп:

1. Быстросохнущий цемент из-за специальных добавок шлаков и минералов твердеет уже в первые 3 дня. Это позволяет существенно сократить период выдержки монолита в опалубке. Марки быстротвердеющего портландцемента — М400, М500.
2. Нормальнотвердеющий цемент не содержит добавок, влияющих на строки затвердевания, и не требует особо тонкого помола. Данный продукт соответствует характеристикам, определенным в ГОСТ 31108-2003.
3. Пластифицированный портландцемент отличают специальные добавки-пластификаторы, обеспечивающие цементному раствору требуемую подвижность, плотность, термоустойчивость, минимальное поглощение влаги.
4. Гидрофобный цемент получают путем введения асидола, мылонафты и других гидрофобизирующих добавок. Его характеризует небольшое увеличение периода схватывания и способность не впитывать влагу.
5. Сульфатостойкий используют для получения морозоустойчивого бетона в строительстве сооружений, испытывающих воздействие сульфатных вод. Этот цемент предотвращает развитие сульфатной коррозии. Производятся марки 300, 400, реже — 500.
6. Портландцемент белый изготавливают из чистых известняков и белых глин. Для дополнительного отбеливания полученного клинкера его охлаждают водой. Цемент производится марок М400, М500. Основная сфера применения — отделочные и архитектурные работы, основа для цветного портландцемента.
7. Шлакопортландцемент используют для получения жароустойчивого бетона. Из-за низкого коэффициента морозоустойчивости его используют при возведении разных сооружений под водой, под землей и на земле. Для него характерно высокое содержание частичек металла из-за добавки доменных шлаков.
8. Шлакощелочной цемент содержит добавки щелочи и молотого шлака, возможно, с глинистыми включениями. Схватывается так же, как и обычный песчанистый портландцемент, но характеризуется высокой стойкостью к воздействию агрессивных сред, низких температур, имеет низкий показатель поглощения влаги.

Выделяют несколько марок цемента. В каждом случае материал обладает определенными характеристиками и имеет свое предназначение. Рассмотрим две таких марки, а точнее, выясним, чем отличается цемент М-400 от М-500.

Общие сведения

Цемент является необходимым материалом в строительной сфере. Изначально он представляет собой неорганическое порошкообразное вещество – смесь специальных компонентов. После добавления жидкости (воды или нужного раствора) цемент становится вязким, а затем затвердевает. Из упомянутого материала производят бетон и особые строительные составы.

Сравнение

Чтобы определить, в чем заключается отличие цемента М-400 от М-500, следует разобраться в маркировке. Под буквой «М», стоящей в начале, понимается максимальная нагрузка, которую способен воспринимать готовый цемент без разрушения. А цифры обозначают конкретные параметры прочности.

Чем выше число в правой части, тем больше способен выдержать материал. В нашем случае цемент М-400 является менее стойким. На его основе изготавливают железобетонные изделия. Продукт этой марки также применяется в штукатурных растворах и составах для заполнения пространства между кирпичами в процессе их кладки. Цемент М-400 отлично проявляет себя в рамках малоэтажного строительства.

А там, где к материалам предъявляются повышенные требования относительно их прочности, используют состав М-500. Цемент этой категории идет на возведение надежных сейсмостойких фундаментов, которые становятся основой многоэтажных зданий. Из него изготавливают бетон для сооружения жилых и промышленных объектов, а также таких подверженных нагрузке конструкций, как мосты, наземные плиты аэродромов, высотные строения.

Важной характеристикой цемента любой марки является скорость затвердевания. В чем разница между цементом М-400 и М-500 в этом отношении? В том, что материал первого образца застывает медленней. Это может расцениваться как преимущество, ведь риск образования дефектов при формировании изделий в таком случае минимален.

М-500 схватывается быстрей. Поэтому при работе с подобным материалом даже небольшое отклонение в соблюдении технологии способно привести к появлению внутренних пор или трещин на поверхности изделий. Вместе с тем благодаря сравнительно высокой скорости застывания цемент разряда М-500 становится незаменимым при проведении аварийно-ремонтных мероприятий.

Что такое Портландцемент?

Невозможно представить производство строительных работ без вяжущих материалов, соединяющих в монолитную конструкцию блоки, плиты, кирпич. Самым распространенным и востребованным в данной категории материалов является портландцемент.

Смешиваясь с водой или растворами различных солей, цемент образует эластичную массу, которая в процессе высыхания преобразуется в цементный камень. Без применения растворов на основе портландцемента невозможно изготовление железобетонных конструкций, монолитных сооружений, высококачественных смесей для каменных кладок и отделочных мероприятий.

Портландцемент получают путем соединения мелкоизмельченного клинкера с небольшим объемом гипса, который ускоряет процесс схватывания смеси. При производстве, в зависимости от предъявляемых к смеси требований, добавляются различные добавки, повышающие устойчивость материала к воздействиям негативных факторов.

Один из наиболее распространенных видов вяжущего вещества для бетонных смесей - портландцемент

Виды

Для придания готовому изделию определенных свойств, портландцемент обогащают минеральными добавками – белитом, алитом, целитом, браунмиллеритом. В зависимости от используемых минеральных составляющих портландцемент делится на следующие виды:

• Характеризующийся средней скоростью схватывания.
• Быстротвердеющий состав.
• Пластифицированный.
• Устойчивый к влаге, гидрофобный.
• С повышенной тепловой отдачей.
• Особо стойкий по отношению к химическим реагентам.
• Декоративный (цветной или белый), применяемый при отделочных работах.

Марки цемента

Опираясь на требования нормативной документации, предъявляемые к цементному образцу, подвергающемуся испытаниям на сжатие и изгиб, можно выделить основные марки портландцемента:

• М700 – особо прочный состав. Область применения ограничена изготовлением бетона с увеличенными прочностными характеристиками для возведения напряженных конструкций. Цена такого цемента высока, что делает его нерентабельным при ведении обычных строительных мероприятий;

Любой вид портландцемента марки 400 применяют для создания обычных и стандартных конструкций, не подвергающихся увеличенным нагрузкам

• М600 – состав увеличенной прочности. Область применения – производство ответственных железобетонных изделий и конструкций;
• М500 – цемент, обладающий достаточно хорошими прочностными показателями, что позволяет использовать его при реконструкции зданий и сооружений после аварий, возведении военно-технических объектов, укладке дорожного покрытия;
• М400 – самая доступная и широко используемая марка. Объясняется это тем, что заложенные показатели морозоустойчивости, влагостойкости позволяют применять его при возведении объектов любого назначения.

Предприятия-изготовители выпускают портландцемент марок М200 и М300, но в довольно ограниченном количестве. Такое ограничение закономерно, поскольку спрос на эти марки невелик.

Цифровой индекс, указанный в маркировке портландцемента, обозначает величину давления, которую способен воспринять эталонный образец материала. Например, портландцемент, маркируемый М500, воспринимает давление, превышающее 500 кг/см².

Используемое основное сырье

При изготовлении портландцемента используют известковые и глинистые породы в определенной пропорции, обеспечивающей требуемый химический состав для обжига.

Все виды портландцемента (ПЦ) изготавливают из разного сырья, общим компонентом для всех является только цементный клинкер

Из известковых пород наиболее часто применяют:

• Известняк, не содержащий включений кремния. Плотная порода с мелкокристаллической структурой.
• Мергель – переходная от известняковых к глинистым порода. Включает в свой состав мелкие частицы солей кальция с примесью полевого шпата, доломита и пр.
• Мел – податливая, легко измельчаемая осадочная порода.
• Ракушечный известняк.

К глинистой составляющей относятся:

• Глинистые сланцы. Благодаря своей слоистой структуре легко раскалываются, что значительно облегчает обработку.
• Лесс. Рыхлая мелкозернистая порода, содержащая большое количество карбоната кальция.
• Глина. Представляет собой смесь основного глинистого вещества – гидроалюмосиликата с соединениями железа, магния и других элементов.
• Суглинки. Отличаются от глины увеличенным содержанием песка.

Для экономии природных сырьевых ресурсов и удешевления производства цемента все чаще используются отходы металлургической промышленности (шлам, зола).

Минеральные составляющие клинкера

Для получения основного компонента портландцемента – клинкера, проводится обжиг сырьевой смеси (известняк + глина). В результате этой операции образуются минеральные соединения, процентное содержание которых не должно превышать допустимые значения.

В большинстве случаев клинкер получают из искусственных смесей, потому что в природе сырье, содержащее примерно 75% карбоната кальция и 25% глины, встречается довольно редко

К основным минералам, определяющим свойства получаемого клинкера относятся:

• быстро твердеющий алит. Этот компонент отвечает за скорость твердения состава и нарастание эксплуатационной прочности. Его количество регламентировано в пределах 45-60 процентов;
• медленно твердеющий белит. Его присутствие позволяет цементным составам достигать высоких прочностных показателей при длительном твердении. Чтобы белит не потерял вяжущих свойств, клинкер максимально быстро охлаждают. Количество минерала выдерживается в рамках 20-35 процентов, что позволяет достичь оптимальных сроков твердения;
• быстро гидратирующий трехкальциевый алюминат, ускоряет процесс гидратации, но параллельно с этим снижает прочностные характеристики и увеличивает возможность появления коррозии. Поэтому содержание ограничено 4-10 процентами;
• образующийся на определенной фазе обжига алюмоферрит, значительно не влияет на процессы твердения и тепловыделения. Его содержание в клинкере находится в пределе 10-18 процентов.

Поскольку портланд цемент получают из разного по химическому и минералогическому составу сырья, то на выходе получают цемент, отличающийся свойствами. Используя испытанные технологии производства, придерживаясь разработанных рекомендаций по процентному содержанию минеральных включений, предприятия-изготовители получат на выходе качественный продукт, отвечающий требуемым параметрам.

Технология производства

Споры по поводу, какой метод производства цементного состава лучше, не утихают долгие годы. Существует мнение, что, используя неоднородное по составу сырье повышенной влажности, предпочтительно воспользоваться мокрым способом. Параллельно с этим отстаивается позиция о применении сухого метода, как более экономически целесообразного, если предварительно подготовить должным образом шихту.

Клинкерную смесь обжигают при высоких температурах (до 1500°С), получая на выходе гранулы, которые потом измельчаются

Попытаемся разобраться в основных различиях существующих способов изготовления клинкера, из которого получают портландцемент. Известны три варианта получения смеси для обжига:

• Мокрый. Изначально проводят измельчение компонентов до нужной величины (известняк – размер частиц 8-10 мм, глина – куски до 10 см). Глину отмачивают до приобретения 70% влажности и отправляют в мельницы с известняком, где происходит смешивание.
• Сухой. Технология позволяет при уменьшенных затратах изготавливать портландцемент по сокращенному методу. Это обусловлено совмещением технологических стадий, обеспечивающих возможность одновременного выполнения сушки ингредиентов и их помола в специальных мельницах, в которые поступают горячие газы. Полученный шихтовый материал характеризуется порошкообразным составом.
• Полусухой (комбинированный). В данном методе совмещаются элементы сухой и мокрой технологии изготовления, которые используют производители цементных смесей. Допускается уменьшать влажность шихтового материала, произведенного мокрым методом, и получать шихтовой состав, влажность которого не превышает 18%. Согласно второму способу, готовится сухая смесь, которая насыщается водой до 14-процентной влажности, подвергается гранулированию и обжигается.

Свойства состава

Портландцемент обладает комплексом положительных характеристик, обеспечивающих его широкое применение в жилищном строительстве, при возведении промышленных конструкций. Главными характеристиками являются:

• удельный вес, зависящий от степени уплотнения состава. Для насыпных смесей составляет 1100 кг/м3, для уплотненных достигает величины 1600 кг/м3;
• гранулометрический состав, характеризующий тонкость цементной фракции и качество помола. Параметры влияют на эксплуатационные характеристики, интенсивность твердения раствора. Усредненный размер частиц цемента составляет порядка 40 микрон, что обеспечивает необходимую прочность и время твердения;

• потребление воды, влияющее на способность массива впитывать определенный объем жидкости. Недостаток влаги снижает прочность, а излишек – вызывает расслоение цементной массы. Согласно проверенной рецептуре, для замеса вводится 25-28 процентов воды от общего объема смеси;
• продолжительность схватывания, регламентированная стандартом, составляющая до 45 минут после смешивания с водой. Продолжительность окончательного твердения зависит от температурного режима и замедляется в зимний период;
• высокие прочностные характеристики, позволяющие воспринимать сжимающие нагрузки, что отражается в обозначении портландцемента.

Заключение

Представленная в статье информация о распространенном в строительной отрасли портландцементе знакомит с особенностями производства, свойствами, маркировкой и технологическими особенностями изготовления. Застройщики подтверждают, что это прочный материал, обеспечивающий высокий ресурс эксплуатации конструкций и сооружений.

Повышенные рабочие характеристики обеспечивают широкую сферу применения популярного материала.