Разновидности цементов

Белый и цветной цементы. Белый и цветной цементы можно также отнести к разновидностям портландцемента. Их применяют в архитектурно-отделочных работах.

Для производства белого цемента используются чистые известняки, каолиновые глины и клинкер, отбеленный резким охлаждением после обжига. Помол производят фарфоровыми шарами в специально футерованных мельницах, исключающих попадание в цемент оксидов железа. Возможно применение минеральных пластифицирующих и гидрофобных добавок, не снижающих белизну цемента. По степени белизны цементы разделяются на три сорта, высший, БЦ-1 и БЦ-2.

Цветной цемент может быть желтым, розовым, красным, коричневым, голубым, зеленым, черным. Его получают либо совместным помолом клинкера для белого цемента со светостойкими и щелочестойкими добавками (суриком, ультрамарином и др.), либо по специальной технологии, по которой получение необходимого цвета достигается подбором исходного сырья. Последний способ позволяет получить цементы редких цветов (синие, зеленые, бирюзовые) и более устойчивые.

Белые и цветные цементы выпускаются трех марок - 300, 400, 500.

Пуццолановый цемент - гидравлическое вяжущее вещество, получаемое совместным помолом цементного клинкера, гипса и активной минеральной добавки. Активные минеральные до6авки - это природные или искусственные вещества, которые при смешивании в тонкомолотом виде с известью придают ей свойства гидравлического вяжущего. Они бывают вулканического (пеплы, туфы, витрофиры, трассы) и осадочного (диатомиты, трепелы, опоки, глиежи) происхождения. В качестве искусственных используются доменные гранулированные и топливные шлаки, нефелиновый шлам, зола-унос.

Содержание в пуццолановом портландцементе активных добавок вулканического происхождения или топливной золы составляет 25 ... 40 %, а добавок осадочного происхождения - 20 ... 30 %.

Введенная добавка увеличивает водопотребность цемента, что приводит к ухудшению морозостойкости и увеличению расхода цемента. Процесс твердения замедляется, особенно в начальный период. С другой стороны, добавка, связывая свободный гидрат оксида кальция, придает цементному камню большую коррозионную стойкость, особенно водостойкость и сульфатостойкость. Поэтому пуццолановые цементы весьма эффективно использовать при возведении подводных и подземных сооружений. Хорошая эффективность достигается при использовании таких цементов в заводских условиях, где изделия подвергаются водотепловой обработке.

Цемент выпускается двух марок - 300 и 400.

Глиноземистый цемент - быстротвердеющее гидравлическое вяжущее, образующееся при помоле клинкера, полученного в результате обжига до плавления (реже до спекания) смеси, состоящей из бокситов и известняков. Бокситы - горная порода, содержащая до 80 % глинозема. Глиноземистый цемент составляют различные алюминаты кальция, основным из которых является однокальциевый.

Начало схватывания должно наступать не ранее 45 мин, конец - не позднее 12 ч. Прочность нарастает быстро - через 5 ... 6 ч и составляет 30 % марочной прочности. Марка цемента (марки 400, 500, 600) определяется в возрасте 3 суток твердения в нормальных условиях и характеризуется показателями предела прочности при сжатии, МПа: через 1 сутки - 23, 28, 33; через 2 суток - 40, 50, 60.

Процесс твердения глиноземистых цементов протекает быстро, с выделением теплоты, особенно в первые часы твердения. Однако нельзя допускать твердения глиноземистого цемента при температурах выше 25 ... 30 °С, так как могут образовываться различные непрочные гидроалюминаты. В процессе твердения глиноземистого цемента не образуется свободного гидрата оксида кальция, поэтому цементный камень хорошо противостоит коррозии минерализоваными водами, однако разрушается кислыми и сильнощелочными.

Обработка изделий на глиноземистом цементе в камерах пропаривания или автоклавах исключена.

Обладая рядом достоинств (быстрое твердение, способность выдерживать в затвердевшем состоянии высокие температуры, твердение с выделением теплоты, что делает его применение эффективным в зимнее время), глиноземистый цемент применяется в ограниченном количестве. Это объясняется в первую очередь его относительной дороговизной (в 3 .. .4 раза дороже портландцемента), а также особенностями технологии, так как для получения цемента клинкер, обладающий высокой твердостью, подвергается двухкратному дроблению и лишь затем помолу.

Применяется цемент при аварийных работах, для повышения сульфатостойкости бетона конструкций, при необходимости быстрого ввода сооружения в эксплуатацию, для получения жаростойкого бетона.

Расширяющиеся безусадочные и напрягающие цементы. Основным достоинством, обусловившим создание и применение расширяющихся цементов, является отсутствие усадки в процессе твердения. Все вяжущие вещества, за исключением гипсового, при твердении уменьшаются в объеме, это нередко приводит к появлению трещин, к уменьшению водонепроницаемости и долговечности. В расширяющихся цементах на основе сочетания гипса и алюминатной составляющей при затворении водой создаются предпосылки для образования в допустимых пределах трехкальциевых гидросульфоалюминатов, образование которых сопровождается увеличением объема. Это увеличение компенсирует усадку остальных составляющих цемента (безусадочные цементы) или даже доминируют над ними (расширяющиеся цементы).

Расширяющиеся цементы используются в ремонтных работах для заделки трещин, щелей, бетонирования, для зачеканки швов, устройства гидроизоляционных штукатурок, расширяющихся и безусадочных бетонов и растворов.
Используя способность цементов с большим содержанием алюминатной составляющей к увеличению объема при твердении, был создан напрягающий цемент. В процессе расширения этот цемент создает в арматуре предварительное напряжение. В зависимости от усилий, возникающих в бетоне при использовании таких цементов (разработана специальная методика), различают три разновидности напрягающих цементов НЦ-2, НЦ-4, НЦ-6. Начало схватывания этих цементов не ранее 30 мин, конец - не позднее 4 ч. Прочность через сутки - не менее 15 МПа, через 28 суток - 50 МПа.

Используются в сооружениях, где требуется повышенная газонепроницаемость, паронепроницаемость, водонепроницаемость.

Гипсоцементно-пуццолановые вяжущие вещества (ГЦПВ) обладают гидравлическими свойствами и способностью быстро твердеть. Так, бетоны на ГЦПВ, приготовленные с использованием высокопрочного гипса, достигают предела прочности при сжатии после 2 ... 3 ч твердения 9,4 ... 14,7 МПа, а через 7 ... 15 суток нормального твердения - 30 .. .40 МПа. Гипсоцементно-пуццолановые вяжущие вещества широко применяют для изготовления различных строительных конструкций (панелей, стен ванных комнат, санитарных кабин) и в строительстве малоэтажных зданий, особенно в сельской местности.

Нефелиновый цемент - гидравлическое вяжущее вещество, получаемое совместным измельчением нефелинового шлама (побочный продукт глиноземного производства), портландцементного клинкера и гипса. При этом содержание нефелинового шлама должно быть не менее 20 % и не более 80 %. Цемент выпускается марок 300, 400, 500. Нефелиновый цемент обладает пониженным водоотделением, низким тепловыделением при твердении, замедленной скоростью твердения. Области применения такие же, как и обычного портландцемента. Особенно эффективен при автоклавной обработке.

Известково-шлаковое вяжущее (изготовляют марок 50, 100, 150, 200) - гидравлическое вяжущее вещество, получаемое при совместном помоле или (что хуже) тщательном смешении в сухом виде тонкомолотых гранулированного доменного шлака и извести. Для регулирования сроков схватывания допускается добавка гипса до 5 %. Известково-шлаковое вяжущее - медленно схватывающееся и медленно твердеющее вяжущее вещество. Используют в растворах и бетонах при строительстве неответственных сооружений, не подвергающихся суровым климатическим воздействиям.

Сульфатно-шлаковый цемент - гидравлическое вяжущее вещество, получаемое совместным помолом или тщательным смешиванием тонкомолотых гранулированного доменного шлака (80 ... 85 %), гипса или ангидрита (15 ... 20 %), портландцементного клинкера (до 5 %) или извести (до 2 %). Этот цемент выпускают марок 150, 200, 250, 300. Применяют в неответственных сооружениях для приготовления растворов и бетонов низких марок.

Растворы и бетоны, приготовленные на сульфатно-шлаковом цементе, обладают повышенной стойкостью при воздействии на них углекислых и сульфатных вод. Указанное вяжущее является одним из самых дешевых местных вяжущих веществ.