Portlandský cement: technické vlastnosti a použitie

V súčasnosti je portlandský cement právom uznávaný ako najbežnejší typ spojiva pre betónové roztoky. Vyrába sa z karbonátových hornín. Často sa používa pri výrobe betónu. Dnes sa bližšie pozrieme na to, aké technické vlastnosti sú tomuto materiálu vlastné, ako aj na to, ako ho možno použiť.

Pred zvážením vlastností a vlastností materiálu, akým je portlandský cement, stojí za to zistiť, čo to je.

Portlandský cement je druh cementu, čo je špeciálny hydraulický a spojivový prostriedok. Vo väčšej miere pozostáva z kremičitanu vápenatého. Táto zložka zaberá približne 70 až 80 % percent takejto cementovej kompozície.

Tento typ cementovej kaše je populárny po celom svete. Svoje meno dostal podľa ostrova, ktorý sa nachádza na pobreží Veľkej Británie, keďže skaly z Portlandu majú presne rovnakú farbu.

Portlandský cement má silné a slabé stránky.

Na začiatok je potrebné zvážiť, aké výhody má tento materiál:

• Treba poznamenať vynikajúce pevnostné vlastnosti portlandského cementu. Preto sa najčastejšie používa pri výrobe monolitických železobetónových konštrukcií a iných podobných predmetov.
• Portlandský cement je mrazuvzdorný. Nízkych teplôt sa nebojí. V takýchto podmienkach materiál nepodlieha deformácii a nepraská.
• Tento materiál je vodeodolný. Netrpí kontaktom s vlhkosťou a vlhkosťou.
• Portlandský cement možno použiť aj na stavbu základov v náročných pôdnych podmienkach. Pre takéto podmienky sa používa roztok odolný voči síranom.
• Existuje niekoľko druhov portlandského cementu - každý kupujúci si môže vybrať najlepšiu možnosť pre seba. Môžete si kúpiť rýchlo tvrdnúcu alebo stredne tvrdnúcu zmes.
• Ak ste si zaobstarali naozaj kvalitný portlandský cement, nemusíte sa obávať jeho následného zmršťovania a deformácie. Po montáži sa na ňom netvoria praskliny ani iné podobné poškodenia.

Portlandský cement nemá veľa nevýhod. Spravidla sa spájajú s nekvalitnými riešeniami, ktorých je dnes v obchodoch veľa.

Medzi nimi sú nasledujúce:

• Pri úplnom vytvrdnutí je nekvalitný materiál náchylný na deformáciu. Toto treba brať do úvahy pri práci. Mali by byť zabezpečené aj všetky zmršťovacie spoje.
• Toto riešenie nemožno nazvať šetrné k životnému prostrediu, pretože v jeho zložení je okrem prírodných aj veľa chemických zložiek.
• Pri manipulácii s portlandským cementom je potrebné postupovať opatrne, pretože kontakt s ním môže spôsobiť poleptanie a podráždenie. Podľa odborníkov je v podmienkach dlhodobého kontaktu s týmto materiálom možné získať rakovinu pľúc.

Bohužiaľ, dnes mnohí kupujúci čelia portlandským cementovým maltám nízkej kvality. Tento výrobok musí spĺňať normu GOST 10178-75. V opačnom prípade nemusí byť zmes taká silná a spoľahlivá.

Zloženie moderného portlandského cementu obsahuje vápno, sadru a špeciálny slinkový íl, ktorý prešiel špeciálnym spracovaním.

Tento typ cementu je tiež doplnený o korekčné zložky, ktoré zlepšujú technické vlastnosti malty:

• poskytnúť mu správnu hustotu;
• určiť jednu alebo druhú rýchlosť tuhnutia;
• urobiť materiál odolným voči vonkajším a technogénnym faktorom.

Výroba tohto typu cementu je založená na kalciumsilikátoch. Na úpravu nastavenia sa používa omietka. Portlandský cement sa vyrába pálením (podľa špeciálneho vzorca) určitej zmesi s veľkým množstvom vápnika.

Pri výrobe portlandského cementu sa človek nezaobíde bez uhličitanových hornín. Tie obsahujú:

• krieda;
• vápenec;
• oxid kremičitý;
• oxid hlinitý.

Vo výrobnom procese sa často používa aj komponent, ako je marl. Ide o kombináciu hliny a karbonátových hornín.

Ak podrobne zvážime proces výroby portlandského cementu, môžeme konštatovať, že spočíva v mletí potrebných surovín. Potom sa v určitých pomeroch riadne premieša a vypáli v rúrach. Súčasne zostáva teplotný režim 1300-1400 stupňov. Za takýchto podmienok je zabezpečené praženie a tavenie surovín. V tomto štádiu sa získa produkt nazývaný slinok.

Na získanie hotového výrobku sa cementová kompozícia opäť rozomeliea potom sa zmieša so sadrou. Výsledný produkt musí prejsť všetkými kontrolami na potvrdenie jeho kvality. Overené a spoľahlivé zloženie má vždy príslušné certifikáty požadovanej vzorky.

Na výrobu vysokokvalitného portlandského cementu sa používa niekoľko spôsobov:

• suché;
• polosuché;
• kombinované;
• mokré.

Najčastejšie sa používajú suché a mokré spôsoby výroby.

Táto možnosť výroby zahŕňa vytvorenie portlandského cementu s pridaním špeciálnej uhličitanovej zložky (krieda) a silikónového prvku - hliny.

Doplnky železa sa často používajú:

• pyritový popol;
• konvertorový kal.

Tento spôsob výroby silného cementu sa nazýva mokrý, pretože mletie všetkých komponentov prebieha vo vode. Súčasne sa na výstupe vytvorí náplň, ktorá je suspenziou na vodnej báze. Jeho vlhkosť sa zvyčajne pohybuje od 30% do 50%.

Potom sa kal vypáli priamo v peci. V tomto štádiu sa z neho uvoľňuje oxid uhličitý. Slinkové guľôčky, ktoré sa objavia, sa opatrne melú, kým sa nezmenia na prášok, ktorý sa už dá nazvať cementom.

Pre polosuchý spôsob výroby sa používajú komponenty ako vápno a hlina. Podľa štandardnej schémy sa tieto zložky rozdrvia a sušia. Potom sa zmiešajú, opäť rozdrvia a upravia sa rôznymi prísadami.

Na konci všetkých fáz výroby sa hlina a vápno granulujú a vypaľujú. Dá sa povedať, že polosuchý spôsob výroby je takmer rovnaký ako suchý. Jedným z rozdielov medzi týmito metódami je veľkosť mletej suroviny.

Suchý spôsob výroby portlandského cementu sa právom považuje za najúspornejší. Jeho charakteristickým znakom je, že vo všetkých fázach výroby sa používajú suroviny, ktoré sú výlučne v suchom stave.

Jedna alebo druhá technológia výroby cementu priamo závisí od fyzikálnych a chemických vlastností surovín. Najpopulárnejšia je výroba materiálu v podmienkach špeciálnych rotačných pecí. V tomto prípade by sa mali použiť komponenty, ako je hlina a vápno.

Keď sa hlina a vápno úplne rozdrvia v špeciálnom drviacom prístroji, vysušia sa do požadovaného stavu. V tomto prípade by vlhkosť nemala prekročiť 1%. Pokiaľ ide o priame mletie a sušenie, vykonávajú sa v špeciálnom separačnom stroji. Potom sa výsledná zmes prenesie do cyklónových výmenníkov tepla a zostane tam veľmi krátky čas - nie viac ako 30 sekúnd.

Nasleduje fáza, počas ktorej je pripravená surovina priamo vypálená. Potom sa prenesie do chladničky. Potom sa slinok „presunie“ do skladu, kde sa dôkladne pomelie a zabalí. V tomto prípade bude predbežná príprava sadrového komponentu a všetkých prídavných prvkov, ako aj budúce skladovanie a preprava slinku prebiehať rovnakým spôsobom ako pri mokrom spôsobe výroby.

V opačnom prípade sa táto výrobná technológia nazýva kombinovaná. Pomocou neho sa kal získava mokrou metódou a potom sa výsledná zmes zbaví prebytočnej vlhkosti pomocou špeciálnych filtrov. Tento proces by mal pokračovať, kým úroveň vlhkosti nie je 16-18%. Potom sa zmes prenesie na pálenie.

Existuje ďalšia možnosť pre zmiešanú výrobu cementovej zmesi. V tomto prípade je zabezpečená suchá príprava surovín, ktoré sa potom zriedia vodou (10-14%) a podrobia sa následnej granulácii. Je potrebné, aby veľkosť granúl nebola väčšia ako 15 cm, až potom začnú páliť surovinu.

Mnoho spotrebiteľov sa pýta, aký je rozdiel medzi portlandským cementom a konvenčným cementom.

Ihneď treba poznamenať, že slinkový cement je jedným z podtypov klasickej malty. Spravidla sa používa pri výrobe betónu, ktorý je zase nevyhnutný pri výstavbe monolitických a železobetónových konštrukcií.

Po prvé, rozdiely medzi týmito dvoma riešeniami spočívajú v ich vzhľade, výkone a vlastnostiach. Portlandský cement je teda odolnejší voči nízkym teplotám, pretože obsahuje špeciálne prísady. Pre jednoduchý cement sú tieto charakteristiky oveľa slabšie.

Portlandský cement je napriek svojmu chemickému zloženiu obľúbenejší a žiadanejší ako konvenčný cement. Práve jeho odborníci ho odporúčajú používať pri stavebných prácach, najmä ak sú rozsiahlejšie.

Existuje niekoľko druhov portlandského cementu.

• Rýchle schnutie. Takéto zloženie je doplnené o minerály a zložky trosky, preto počas prvých troch dní úplne vytvrdne. Vďaka tejto vlastnosti sa čas držania monolitu v debnení výrazne znižuje. Stojí za zmienku, že v procese sušenia rýchloschnúceho portlandského cementu zvyšuje jeho pevnostné charakteristiky. Označenie rýchloschnúcich zmesí - M400, M500.
• Normálne tvrdnutie. V zložení takéhoto portlandského cementu nie sú žiadne prísady, ktoré ovplyvňujú dobu tvrdnutia roztoku. Navyše nepotrebuje jemné mletie. Takéto zloženie musí mať vlastnosti, ktoré zodpovedajú GOST 31108-2003.
• Plastifikované. Tento portlandský cement obsahuje špeciálne prísady nazývané zmäkčovadlá. Poskytujú cementu vysokú pohyblivosť, zvýšené pevnostné vlastnosti, odolnosť voči rôznym teplotným podmienkam a minimálnu absorpciu vlhkosti.

• Hydrofóbne. Podobný portlandský cement sa získava zavedením zložiek, ako je asidol, mylonft a iné hydrofóbne prísady.Hlavnou vlastnosťou hydrofóbneho portlandského cementu je mierne predĺženie doby tuhnutia, ako aj schopnosť neabsorbovať vlhkosť do svojej štruktúry.

• Odolný voči sulfátom. Portlandský cement odolný voči síranom sa používa na získanie vysokokvalitného betónu, ktorý sa nebojí nízkych teplôt a mrazu. Tento materiál možno použiť pri stavbe budov a stavieb, ktoré sú ovplyvnené síranovými vodami. Takýto cement zabraňuje tvorbe korózie na konštrukciách. Druhy portlandského cementu odolného voči síranom - 300, 400, 500.
• Odolný voči kyselinám. Obsah tohto portlandského cementu obsahuje kremenný piesok a silikofluorid sodný. Tieto komponenty sa nebojí kontaktu s agresívnymi chemikáliami.
• Hliníkové. Aluminový slinkový cement sa vyznačuje zložením, v ktorom je oxid hlinitý prítomný vo vysokej koncentrácii. Vďaka tejto zložke má táto kompozícia minimálnu dobu tuhnutia a schnutia.

• pucolánový. Pucolánový cement je bohatý na minerálne prísady (vulkanického a sedimentárneho pôvodu). Tieto zložky tvoria približne 40 % celkového zloženia. Minerálne prísady v portlandskom puzolánovom cemente poskytujú vyššiu vodotesnosť. Neprispievajú však k tvorbe výkvetov na povrchu už vysušeného roztoku.
• Biely. Takéto roztoky sú vyrobené z čistého vápna a bielej hliny. Na dosiahnutie väčšieho bieliaceho efektu prechádza slinok procesom dodatočného chladenia vodou. Pri dokončovacích a architektonických prácach sa najčastejšie používa biely portlandský cement, ako aj farebný. Môže tiež slúžiť ako základ pre farebnú maltu z portlandského cementu. Označenie tohto zloženia je M400, M500.

• Troskový portlandský cement. Tento typ portlandského cementu sa používa na výrobu žiaruvzdorného betónu. Takýto materiál má nízky koeficient mrazuvzdornosti, a preto sa tak často používa pri výstavbe nielen pozemných, ale aj podzemných a podvodných stavieb.

• Zásyp. Na cementovanie plynových a ropných vrtov sa najčastejšie používa špeciálny portlandský cement z ropných vrtov. Zloženie tohto cementu je mineralogické. Zriedi sa kremenným pieskom alebo vápencovou troskou.

Existuje niekoľko druhov tohto cementu:

1. piesková;
2. vážený;
3. nízka hygroskopickosť;
4. odolný voči soli.

• Zásaditá troska. Takýto portlandský cement má prísady z alkálií, ako aj mletú trosku. Existujú kompozície, v ktorých sú prítomné zložky hliny. Troskovo-alkalický cement zachytáva rovnako ako bežný portlandský cement s piesčitým základom, vyznačuje sa však zvýšenou odolnosťou voči negatívnym vonkajším faktorom a nízkym teplotám. Takéto riešenie má tiež nízku úroveň absorpcie vlhkosti.

Ako vidíte, technické a fyzikálne vlastnosti rôznych typov portlandského cementu sa navzájom veľmi líšia. Vďaka tak širokému výberu si môžete vybrať riešenie pre stavebné aj dokončovacie práce v akýchkoľvek podmienkach.

Všetky odrody portlandského cementu sa líšia svojimi označeniami:

• M700 je veľmi odolná zmes. Je to on, kto sa používa pri výrobe vysokopevnostného betónu na stavbu zložitých a veľkých konštrukcií. Takáto zmes nie je lacná, preto sa veľmi zriedka používa na stavbu malých konštrukcií.
• М600 je kompozícia so zvýšenou pevnosťou, ktorý sa najčastejšie používa pri výrobe kritických železobetónových prvkov a zložitých konštrukcií.
• M500 je tiež vysoko odolný. Vďaka tejto kvalite môže byť použitý pri rekonštrukciách rôznych budov, ktoré utrpeli vážne havárie a deštrukcie. Kompozícia M500 sa tiež používa na kladenie povrchov ciest.
• M400 je najdostupnejší a najrozšírenejší. Má dobré parametre mrazuvzdornosti a odolnosti proti vlhkosti. Clinker M400 je možné použiť na stavbu konštrukcií na akýkoľvek účel.

Ako bolo uvedené vyššie, portlandský cement je vylepšený typ cementovej malty. Určité technické vlastnosti obsiahnuté v tomto materiáli priamo závisia od priameho typu plniva. Rýchloschnúci portlandský cement s označením 500 a 600 sa teda môže pochváliť rýchlym tvrdnutím, preto sa primiešava do betónu na stavbu masívnych a veľkorozmerných konštrukcií, ktoré môžu byť nadzemné aj podzemné. Okrem toho sa o tejto kompozícii často hovorí v prípadoch, keď sa vyžaduje najrýchlejší možný súbor pevnosti. Najčastejšie táto potreba vzniká pri nalievaní základu.

Portlandský cement s označením 400 sa právom považuje za bežnejší. Je všestranný vo svojej aplikácii. Používa sa na vytváranie výkonných monolitických a železobetónových dielov, ktoré podliehajú zvýšeným požiadavkám na pevnosť. Toto zloženie je mierne za portlandským cementom triedy 500, ale je lacnejšie.

Spojivo odolné voči síranom sa často používa na prípravu zmesí na stavbu rôznych konštrukcií pod vodou. Tento pokročilý portlandský cement je v týchto podmienkach nevyhnutný, pretože podvodné stavby sú obzvlášť náchylné na škodlivé účinky síranových vôd.

Cement so zmäkčovadlom a označením 300-600 zvyšuje plastické vlastnosti malty a tiež zvyšuje jej pevnostné vlastnosti. Použitím takéhoto portlandského cementu môžete ušetriť asi 5-8% spojiva, najmä v porovnaní s obyčajným cementom.

Špeciálne odrody portlandského cementu sa často nepoužívajú na stavebné práce malého rozsahu. Je to kvôli ich vysokým nákladom. A nie každý spotrebiteľ dobre pozná takéto formulácie. Portlandský cement sa však spravidla používa pri výstavbe veľkých a dôležitých zariadení.

Portlandský cement dodáva bežnému betónu špeciálne vlastnosti a pevnostné vlastnosti, vďaka čomu je veľmi obľúbený pri stavebných prácach (najmä vo veľkom meradle). Takéto riešenie však nemožno použiť v tečúcich korytách riek, slaných vodách, ako aj vo vode s vysokým obsahom minerálnych látok.

Portlandský cement má zložitejšie zloženie ako bežná malta.

Pri práci s takýmito materiálmi by ste mali dbať na rady a odporúčania odborníkov:

• Aby roztok vytvrdol čo najskôr, je potrebné zvoliť vhodné mineralogické zloženie cementu, ako aj aplikovať špeciálne prísady. V takýchto prípadoch sa často obracajú na elektrické vykurovanie alebo tepelné zvlhčovanie.
• Na spomalenie tvrdnutia sa používajú dusičnany sodné, draselné a amónne. NS
• Je potrebné vziať do úvahy čas tuhnutia cementovej pasty. Začiatok tohto procesu nastane najskôr po 30-40 minútach a dokončenie - najneskôr po 8 hodinách.
• Ak sa plánuje použitie portlandského cementu na usporiadanie základov v zložitých pôdnych podmienkach, odborníci dôrazne odporúčajú zvoliť roztok odolný voči síranom, ktorý má vysoký obsah minerálnych zložiek.
• Na podlahy je ideálny farebný alebo biely portlandský cement.Pomocou takéhoto riešenia môžete vytvoriť krásne mozaikové, obkladové a brekciové nátery.

• Portlandský cement nie je nezvyčajný. Môžete si ho kúpiť takmer v každom železiarstve. Na prácu musí byť riadne pripravený. Aby ste to dosiahli, musíte vziať 1,4-2,1 vody na každých 10 kg cementu. Ak chcete vypočítať presné množstvo potrebnej kvapaliny, musíte venovať pozornosť stupňu hustoty roztoku.
• Venujte pozornosť zloženiu portlandského cementu. Ak obsahuje rôzne prísady na zlepšenie vlastností odolných voči vlhkosti, mrazuvzdornosť sa zníži. Ak si vyberáte cement do vlhkého podnebia, potom vám bežná malta nebude fungovať. Je lepšie kúpiť troskový portlandský cement.
• Farebné a biele slinkové zmesi sa musia prepravovať a skladovať v špeciálnej nádobe.
• Dnes je v obchodoch veľa falošných zlúčenín slinku. Odborníci dôrazne odporúčajú, aby ste sa pri nákupe oboznámili s certifikátmi kvality tovaru, inak sa cement môže ukázať ako nekvalitný.

Proces získavania portlandského cementu je možné vidieť nižšie.