Цемент: состав, характеристики, виды

Цемент — популярный строительный материал, который играет роль вяжущего вещества. При контакте с водой в нем происходит ряд химических реакций с выделением тепла. В результате удается получить твердое вещество заданной формы. Вяжущее вещество имеет плотность 900-1300 кг/м3 в рыхлонасыпном состоянии, при уплотнении — 1400-2000 кг/м³. Цемент выпускается в виде мелкодисперсного порошка серого цвета различных оттенков.

Из чего состоит

Этот строительный материал не имеет единой химической формулы — производителями предлагается большое разнообразие видов. Они различаются эксплуатационными свойствами.

Цемент производят из горных пород, добываемых открытым способом:

• Карбонатная группа — представлена мелом, известняками-ракушечниками, доломитом, мергелем, туфом. Для промышленного производства используют преимущественно известняковые породы. На количество компонента влияют его свойства и минеральный состав.
• Глинистые — используют глину, глинистые сланцы, лесс, суглинки, монтмориллонит, чтобы получить готовый материал с высокой пластичностью.

Также вводят добавки в виде железа, кремния, глинозема и различных производственных отходов (например, доменная пыль).

Основной компонент для цемента — клинкер. Это вещество получают путем обжига используемых пород. Сырье плавят до состояния гранул, затем перемалывают и соединяют с добавками.

Основные характеристики цемента

Согласно действующим ГОСТам и нормативам, вяжущее вещество должно обладать такими свойствами:

• Прочность — основной показатель цемента, который определяют путем сжатия стандартных образцов. По новому ГОСТу 31108-2016 прочность характеризуется классом, по старым нормативам — маркой. Определяют этот показатель цементов разных классов в рамках испытаний через 2, 7, 28 суток после выпуска образца. Прочность зависит от минералогического состава, тонкости помола, количества активных добавок. В паспорте производителем указывается максимальный показатель, определяемый в возрасте 28 дней.
• Срок схватывания — стандартно не раньше, чем спустя 45 минут после заливки и не позже 12 часов. Данное свойство зависит от нескольких факторов: размерности помола, минералогического состава, степени обжига, соотношения в готовой смеси воды и цемента, температуры окружающей среды.
• Водопотребность — минимальное количество воды, которое необходимо цементу для приобретения нормальной густоты (проверяется с помощью пестика Тетмайера).
• Изменение объема — если этот процесс не будет происходить в соответствии с нормативами, то есть риск образования трещин в бетоне.
• Тепловыделение — происходит в ходе гидратации цемента. Вяжущее с быстрым выделением тепла не рекомендуется применять во время строительства массивных конструкций, поскольку температурные перепады внутри, снаружи провоцируют развитие значительных внутренних напряжений. В результате происходит растрескивание бетона.
• Коррозионная стойкость — может быть химической и физической. В первом случае улучшение данного свойства достигают путем уменьшения оксида алюминия, трехкальциевого силиката в составе цемента. Физическая коррозионная стойкость достигается при снижении пористости материала на основе вяжущего.

Какой бывает цемент

• Портландцемент — наиболее распространенный материал, использующийся в приготовлении строительных смесей, растворов. Может содержать пластификаторы для регулировки времени схватывания и других свойств готового продукта.
• Сульфатостойкий — отличается устойчивостью к агрессивным средам, подходит для бетонирования подземных, подводных объектов.
• Глиноземный — благодаря входящим в состав гипсу и глиноземистому шлаку цемент приобретает необходимую марочную прочность и способность к быстрой схватываемости. Такой тип вяжущего предпочитают использовать при возведении конструкций во влажных условиях.
• Кислотоупорный — состоит из кварцевого песка, кремнефтористого натрия. Для замешивания используют не воду, а жидкое стекло.
• Шлакопортландцемент — около 25% в составе приходится на гранулированный шлак. Такой тип вяжущего выбирают для крупномасштабного строительства.