Portlandski cement: tehnične lastnosti in uporaba

Trenutno je portlandski cement upravičeno priznan kot najpogostejša vrsta veziva za betonske raztopine. Izdelan je iz karbonatnih kamnin. Pogosto se uporablja pri proizvodnji betona. Danes bomo podrobno preučili, katere tehnične lastnosti so značilne za ta material, pa tudi, kako ga je mogoče uporabiti.

Preden razmislimo o značilnostih in značilnostih materiala, kot je portlandski cement, je vredno razumeti, kaj je.

Portlandski cement je vrsta cementa, ki je posebna hidravlična in vezivna snov. V večji meri je sestavljen iz kalcijevega silikata. Ta komponenta zavzema približno 70-80% takšne cementne sestave.

Ta vrsta cementne malte je priljubljena po vsem svetu. Ime je dobil po otoku, ki se nahaja na obali Velike Britanije, saj so kamni iz Portlanda popolnoma enake barve.

Portlandski cement ima prednosti in slabosti.

Za začetek je vredno razmisliti o prednostih tega materiala:

• Treba je opozoriti na odlične lastnosti trdnosti portlandskega cementa. Zato se najpogosteje uporablja pri izdelavi monolitnih armiranobetonskih konstrukcij in drugih podobnih objektov.
• Portlandski cement je odporen proti zmrzali. Ne boji se nizkih temperatur. V takih pogojih material ni podvržen deformacijam in ni pokrit z razpokami.
• Ta material je vodoodporen. Ne trpi zaradi stika z vlago in vlago.
• Portlandski cement se lahko uporablja tudi pri gradnji temeljev v težkih razmerah tal. Za takšne pogoje se uporablja raztopina, odporna na sulfate.
• Obstaja več vrst portlandskega cementa - vsak kupec lahko izbere najboljšo možnost zase. Kupite lahko spojino za hitro ali srednje strjevanje.
• Če ste kupili res visokokakovosten portlandski cement, potem ne morete skrbeti za njegovo kasnejše krčenje in deformacijo. Po namestitvi ne tvori razpok in drugih podobnih poškodb.

Portlandski cement nima veliko pomanjkljivosti. Praviloma so povezani z nekakovostnimi rešitvami, ki jih je danes v trgovinah veliko.

Med njimi so naslednji:

• Med popolnim strjevanjem je material nizke kakovosti podvržen deformacijam. To je treba upoštevati pri delu. Zagotoviti je treba tudi vse krčne šive.
• Te rešitve ne moremo imenovati okolju prijazno, saj je v njeni sestavi poleg naravnih veliko kemičnih sestavin.
• Pri delu s portlandskim cementom je potrebna previdnost, saj lahko stik z njim povzroči kemične opekline in draženje. Po mnenju strokovnjakov je v pogojih dolgotrajnega stika s tem materialom možno zboleti za pljučnim rakom.

Na žalost se danes številni kupci soočajo z nizko kakovostnimi rešitvami portlandskega cementa. Ta izdelek mora ustrezati GOST 10178-75. V nasprotnem primeru mešanica morda ne bo tako močna in zanesljiva.

Sestava sodobnega portlandskega cementa vsebuje apno, mavec in posebno klinker glino, ki je bila podvržena posebni obdelavi.

Tudi ta vrsta cementa je dopolnjena s korektivnimi komponentami, ki izboljšajo tehnične lastnosti raztopine:

• zagotovite mu ustrezno gostoto;
• določite eno ali drugo stopnjo strjevanja;
• narediti material odporen na zunanje in umetne dejavnike.

Proizvodnja te vrste cementa temelji na kalcijevih silikatih. Za prilagoditev nastavitve se uporablja mavec. Portlandski cement se proizvaja z žganjem (po posebni formuli) določene mešanice z veliko količino kalcija.

Pri proizvodnji portlandskega cementa so karbonatne kamnine nepogrešljive. Tej vključujejo:

• kos krede;
• apnenec;
• silicijev dioksid;
• aluminijev oksid.

Tudi v proizvodnem procesu se pogosto uporablja komponenta, kot je lapor. Je kombinacija glinenih in karbonatnih kamnin.

Če podrobneje razmislimo o proizvodnem procesu portlandskega cementa, lahko sklepamo, da je sestavljen iz mletja potrebnih surovin. Po tem se pravilno zmeša v določenih razmerjih in žge v pečeh. Hkrati se temperaturni režim vzdržuje pri 1300-1400 stopinjah.V takih pogojih je zagotovljeno praženje in taljenje surovin. Na tej stopnji dobimo izdelek, imenovan klinker.

Za pridobitev končnih izdelkov se cementna sestava ponovno zdrobiin nato zmešan z ometom. Nastali izdelek mora prestati vse preglede, da se potrdi njegova kakovost. Preverjena in zanesljiva sestava ima vedno ustrezne certifikate želenega tipa.

Za pridobitev visokokakovostnega portlandskega cementa se za njegovo ustvarjanje uporablja več metod:

• suho;
• polsuho;
• kombinirano;
• mokra.

Najpogosteje uporabljena suha in mokra metoda pridelave.

Ta proizvodna možnost vključuje ustvarjanje portlandskega cementa z dodatkom posebne karbonatne komponente (krede) in silikonskega elementa - gline.

Pogosto se uporabljajo dodatki železa:

• piritni žarki;
• pretvorniško blato.

Ta metoda izdelave trpežnega cementa se imenuje mokra, saj mletje vseh komponent poteka v vodi. Hkrati se na izhodu tvori mešanica, ki je suspenzija na vodni osnovi. Praviloma se njegova vlažnost giblje od 30% do 50%.

Po tem se izvede neposredno žganje mulja v peči. Na tej stopnji se iz njega sprošča ogljikov dioksid. Pojavile se kroglice klinkerja skrbno zmeljejo, dokler se ne spremenijo v prah, ki ga že lahko imenujemo cement.

Za polsuho metodo izdelave se uporabljajo komponente, kot sta apno in glina. Po standardni shemi se te komponente zdrobijo in posušijo.Nato jih premešamo, ponovno zdrobimo in prilagodimo z različnimi dodatki.

Na koncu vseh stopenj proizvodnje se glina in apno granulira in žge. Lahko rečemo, da je polsuhi način pridelave skoraj enak suhemu. Ena od razlik med tema metodama je velikost zmlete surovine.

Suha metoda izdelave portlandskega cementa je upravičeno priznana kot najbolj ekonomična. Njegova posebnost je, da se v vseh fazah proizvodnje uporabljajo surovine, ki so izključno v suhem stanju.

Tehnologija izdelave cementa je neposredno odvisna od fizikalnih in kemičnih lastnosti surovin. Najbolj priljubljena je proizvodnja materiala v posebnih rotacijskih pečeh. V tem primeru je treba uporabiti komponente, kot sta glina in apno.

Ko sta glina in apno popolnoma zdrobljena v posebnem drobilniku, se posušita do želenega stanja. Stopnja vlažnosti ne sme presegati 1%. Samo mletje in sušenje potekata v posebnem separatorju. Nadalje se nastala zmes prenese v ciklonske izmenjevalnike toplote in tam ostane zelo kratek čas - največ 30 sekund.

Sledi stopnja, med katero poteka neposredno žganje pripravljenih surovin. Po tem se prenese v hladilnik. Nadalje se klinker "premakne" v skladišče, pod katerim se temeljito zmelje in zapakira. V tem primeru bo predhodna priprava mavčne komponente in vseh dodatnih elementov ter prihodnje skladiščenje in transport klinkerja potekala na popolnoma enak način kot pri mokri proizvodni metodi.

V nasprotnem primeru se ta proizvodna tehnologija imenuje kombinirana. Z njim se blato pridobi z mokro metodo, nato pa se nastala zmes osvobodi odvečne vlage s posebnimi filtri. Ta postopek naj poteka, dokler vlažnost ne doseže 16-18%. Po tem se mešanica prenese na žganje.

Obstaja še ena možnost za mešano proizvodnjo cementne mešanice. V tem primeru je zagotovljena suha priprava surovin, ki se nato razredči z vodo (10-14%) in podvrže naknadni granulaciji. Potrebno je, da velikost granul ni večja od 15 cm, šele po tem začnejo žgati surovine.

Mnogi potrošniki se sprašujejo, kakšna je razlika med portlandskim cementom in običajnim cementom.

Takoj je treba omeniti, da je klinker cement ena od podvrst klasične malte. Praviloma se uporablja pri proizvodnji betona, ki je nepogrešljiv pri gradnji monolitnih in armiranobetonskih konstrukcij.

Najprej so razlike med obema rešitvama v videzu, zmogljivosti in lastnostih. Torej je portlandski cement bolj odporen na nizke temperature, saj vsebuje posebne dodatke. Pri preprostem cementu so te lastnosti precej šibkejše.

Portlandski cement je kljub svoji kemični sestavi bolj priljubljen in zahtevan kot običajni cement.Njegovi strokovnjaki priporočajo uporabo pri gradbenih delih, še posebej, če so obsežna.

Obstaja več vrst portlandskega cementa.

• Hitro sušenje. Takšna sestava je dopolnjena z minerali in komponentami žlindre, zato se v prvih treh dneh popolnoma strdi. Zahvaljujoč tej funkciji se čas zadrževanja monolita v opažu znatno zmanjša. Omeniti velja, da v procesu sušenja hitro sušeči portlandski cement poveča svoje trdnostne lastnosti. Označevanje hitro sušečih mešanic - M400, M500.
• Normalno utrjevanje. Sestava takega portlandskega cementa ne vsebuje nobenih dodatkov, ki vplivajo na čas strjevanja malte. Poleg tega ne potrebuje finega mletja. Takšna sestava mora imeti lastnosti, ki ustrezajo GOST 31108-2003.
• Plastificirano. Ta portlandski cement vsebuje posebne dodatke, imenovane mehčala. Cementu zagotavljajo visoko mobilnost, povečane trdnostne lastnosti, odpornost na različne temperaturne razmere in minimalno absorpcijo vlage.

• Hidrofobno. Podoben portlandski cement dobimo z dodajanjem komponent, kot so asidol, milonaft in drugi hidrofobni dodatki. Glavna značilnost hidrofobnega portlandskega cementa je rahlo povečanje časa strjevanja, pa tudi sposobnost, da ne absorbira vlage v svojo strukturo.

• Odporen na sulfate. Sulfatno odporna vrsta portlandskega cementa se uporablja za proizvodnjo visokokakovostnega betona, ki se ne boji nizkih temperatur in zmrzali.Ta material se lahko uporablja pri gradnji zgradb in objektov, ki so izpostavljeni sulfatnim vodam. Takšen cement preprečuje nastanek korozije na konstrukcijah. Stopnje sulfatno odpornega portlandskega cementa - 300, 400, 500.
• Kislinsko odporen. Vsebina tega portlandskega cementa vsebuje kremenčev pesek in natrijev silikofluorid. Te komponente se ne bojijo stika z agresivnimi kemikalijami.
• Aluminijev. Aluminasti klinker cement se odlikuje po sestavi, v kateri je glinica prisotna v visoki koncentraciji. Zahvaljujoč tej komponenti ima ta sestava minimalen čas strjevanja in sušenja.

• pucolan. Pucolanski cement je bogat z mineralnimi dodatki (vulkanskega in sedimentnega izvora). Te komponente zavzemajo približno 40% celotne sestave. Mineralni dodatki v pucolanskem portlandskem cementu zagotavljajo večjo vodoodpornost. Vendar pa ne prispevajo k nastanku eflorescence na površini že posušene raztopine.
• Bela. Podobne raztopine so narejene iz čistega apna in bele gline. Za večji učinek beljenja je klinker podvržen postopku dodatnega hlajenja z vodo. Beli portlandski cement se najpogosteje uporablja pri zaključnih in arhitekturnih delih ter barvi. Lahko deluje tudi kot osnova za barvno raztopino portlandskega cementa. Oznaka te kompozicije je M400, M500.

• Žlindra portland cement. Ta vrsta portlandskega cementa se uporablja za izdelavo toplotno odpornega betona. Takšen material ima nizek koeficient odpornosti proti zmrzovanju, zato se tako pogosto uporablja pri gradnji ne le zemeljskih, temveč tudi podzemnih in podvodnih objektov.

• Priključevanje. Poseben cement Portland cement se najpogosteje uporablja pri cementiranju plinskih in naftnih vrtin. Sestava tega cementa je mineraloška. Razredčimo ga z žlindro, kremenčevim peskom ali apnencem.

Obstaja več vrst tega cementa:

1. peščeno;
2. tehtano;
3. nizka giroskopija;
4. odporen na sol.

• Žlindra-alkalna. Tak portlandski cement ima dodatke iz alkalij, pa tudi zmlete žlindre. Obstajajo sestavki, v katerih so prisotne komponente gline. Žlindra-alkalni cement se strdi na enak način kot navaden portlandski cement s peščeno podlago, vendar je zanj značilna povečana odpornost na negativne zunanje dejavnike in nizke temperature. Tudi takšna rešitev ima nizko stopnjo absorpcije vlage.

Kot lahko vidite, se tehnične in fizikalne lastnosti različnih vrst portlandskega cementa med seboj zelo razlikujejo. Zahvaljujoč tako široki izbiri lahko izberete rešitev tako za gradnjo kot za zaključna dela v vseh pogojih.

Vse sorte portlandskega cementa se razlikujejo po svojih oznakah:

• M700 je zelo trpežna sestava. Prav on se uporablja pri izdelavi betona visoke trdnosti za gradnjo kompleksnih in velikih konstrukcij. Takšna mešanica ni poceni, zato se redko uporablja za gradnjo majhnih struktur.
• M600 je sestava povečane trdnosti, ki se najpogosteje uporablja pri izdelavi kritičnih armiranobetonskih elementov in kompleksnih konstrukcij.
• M500 - ima tudi visoko trdnost. Zaradi te kakovosti se lahko uporablja pri rekonstrukciji različnih objektov, ki so utrpeli hude nesreče in uničenje. Tudi sestava M500 se uporablja za polaganje cestnih površin.
• M400 - je najbolj dostopen in pogost. Ima dobre parametre odpornosti proti zmrzali in odpornosti proti vlagi. Klinker M400 lahko uporabite za gradnjo konstrukcij za kateri koli namen.

Kot je navedeno zgoraj, je portlandski cement napredna vrsta cementne malte. Nekatere tehnične lastnosti tega materiala so neposredno odvisne od neposredne vrste polnila. Tako se hitro sušeči portlandski cement z oznako 500 in 600 ponaša s hitrim utrjevanjem, zato ga vmešamo v beton za gradnjo masivnih in velikih konstrukcij, ki so lahko zemeljske in podzemne. Poleg tega se ta sestava pogosto uporablja v primerih, ko je potrebno najhitrejše utrjevanje. Najpogosteje se ta potreba pojavi pri vlivanju temeljev.

Portlandski cement z oznako 400 je upravičeno priznan kot najpogostejši. Je vsestransko uporaben. Uporablja se za ustvarjanje močnih monolitnih in armiranobetonskih delov, za katere veljajo povečane zahteve glede trdnosti. Ta sestava nekoliko zaostaja za portlandskim cementom razreda 500, vendar je cenejša.

Sulfatno odporno vezivo se pogosto uporablja za pripravo mešanic, ki sodelujejo pri gradnji različnih struktur pod vodo. Ta izboljšani portlandski cement je v takšnih razmerah nepogrešljiv, saj so podvodne strukture še posebej dovzetne za škodljive učinke sulfatnih voda.

Cement s plastifikatorjem in oznako 300-600 poveča lastnosti plastičnosti raztopine in poveča tudi njene trdnostne lastnosti. Z uporabo takega portlandskega cementa lahko prihranite približno 5-8% veziva, zlasti v primerjavi s preprostim cementom.

Posebne sorte portlandskega cementa se redko uporabljajo za manjša gradbena dela. To je posledica njihovih visokih stroškov. In ni vsak potrošnik seznanjen s takšnimi sestavami. Kljub temu se portlandski cement praviloma uporablja pri gradnji velikih in pomembnih objektov.

Portlandski cement daje navadnemu betonu posebne lastnosti in trdnost, zaradi česar je zelo priljubljen pri gradbenih delih (zlasti velikih). Vendar pa takšne rešitve ni mogoče uporabiti v tekočih rečnih kanalih, slanih rezervoarjih, pa tudi v vodah, za katere je značilna visoka vsebnost mineralov.

Portlandski cement je po sestavi bolj zapleten kot običajna malta.

Pri delu s takšnimi materiali morate poslušati nasvete in priporočila strokovnjakov:

• Da bi se malta čim prej strdila, je potrebno izbrati ustrezno mineraloško sestavo cementa ter uporabiti posebne dodatke. Pogosto se v takih primerih obrnejo na električno ogrevanje ali toplotno vlažno obdelavo.
• Za upočasnitev strjevanja se uporabljajo natrijev, kalijev in amonijev nitrat. E
• Upoštevati je treba čas strjevanja cementne paste.Začetek tega postopka ne poteka prej kot 30-40 minut, zaključek pa najkasneje 8 ur.
• Če je načrtovana uporaba portlandskega cementa za ureditev temeljev v težkih razmerah tal, potem strokovnjaki močno priporočajo izbiro sulfatno odporne malte, ki ima visoko vsebnost mineralnih sestavin.
• Barvni ali beli portlandski cement je idealen za talne obloge. Z uporabo takšne rešitve je mogoče ustvariti čudovite obloge iz mozaika, ploščic in breča.

• Portlandski cement ni redek. Lahko ga kupite v skoraj vsaki trgovini s strojno opremo. Za delo mora biti ustrezno pripravljen. Če želite to narediti, morate vzeti 1,4-2,1 vode na vsakih 10 kg cementa. Za izračun natančne količine potrebne tekočine morate biti pozorni na stopnjo gostote raztopine.
• Bodite pozorni na sestavo portlandskega cementa. Če so v njem prisotni različni dodatki za izboljšanje lastnosti odpornosti na vlago, se bodo lastnosti odpornosti proti zmrzali zmanjšale. Če izberete cement za vlažno podnebje, vam običajna malta ne bo ustrezala. Bolje je kupiti portlandski cement iz žlindre.
• Mešanice barvnega in belega klinkerja je treba transportirati in skladiščiti v posebnih posodah.
• Danes se v trgovinah prodaja veliko ponarejenih klinker spojin. Strokovnjaki močno priporočajo, da se pri nakupu seznanite s potrdili o kakovosti blaga, sicer se lahko izkaže, da je cement slabe kakovosti.

Postopek pridobivanja portlandskega cementa si lahko ogledate spodaj.