Portlandcementis: techninės charakteristikos ir pritaikymas

Šiuo metu portlandcementis pagrįstai pripažįstamas kaip labiausiai paplitusi betono tirpalų rišiklio rūšis. Jis pagamintas iš karbonatinių uolienų. Jis dažnai naudojamas betono gamyboje. Šiandien mes atidžiau pažvelgsime į tai, kokios techninės charakteristikos būdingos šiai medžiagai, taip pat kaip ją galima pritaikyti.

Prieš svarstant tokios medžiagos, kaip portlandcementis, savybes ir ypatybes, verta išsiaiškinti, kas tai yra.

Portlandcementis yra cemento rūšis, kuri yra speciali hidraulinė ir rišamoji medžiaga. Didesniu mastu jį sudaro kalcio silikatas. Šis komponentas užima maždaug 70-80% tokios cemento sudėties procentų.

Tokio tipo cemento srutos populiarios visame pasaulyje. Jis gavo pavadinimą iš salos, esančios Didžiosios Britanijos pakrantėje, nes Portlando uolos yra lygiai tokios pat spalvos.

Portlandcementis turi stipriąsias ir silpnąsias puses.

Pirmiausia verta apsvarstyti, kokius privalumus turi ši medžiaga:

• Reikėtų pažymėti puikias portlandcemenčio stiprumo charakteristikas. Būtent todėl jis dažniausiai naudojamas monolitinių gelžbetoninių konstrukcijų ir kitų panašių objektų gamyboje.
• Portlandcementis yra atsparus šalčiui. Jis nebijo žemos temperatūros. Tokiomis sąlygomis medžiaga nesideformuoja ir neskilinėja.
• Ši medžiaga yra atspari vandeniui. Jis nenukenčia nuo sąlyčio su drėgme ir drėgme.
• Portlandcementis gali būti naudojamas net pamatų statybai sudėtingomis grunto sąlygomis. Tokiomis sąlygomis naudojamas sulfatams atsparus tirpalas.
• Yra keletas portlandcemenčio veislių – kiekvienas pirkėjas gali pasirinkti sau geriausią variantą. Galite įsigyti greitai kietėjantį arba vidutiniškai kietėjantį mišinį.
• Jei įsigijote tikrai aukštos kokybės portlandcementį, jums nereikės jaudintis dėl vėlesnio jo susitraukimo ir deformacijos. Sumontavus nesusidaro įtrūkimų ar kitų panašių pažeidimų.

Portlandcemenčio trūkumų nėra daug. Paprastai jie asocijuojasi su žemos kokybės sprendimais, kurių šiandien parduotuvėse yra labai daug.

Tarp jų yra šie:

• Visiško sukietėjimo metu žemos kokybės medžiaga gali deformuotis. Į tai reikia atsižvelgti dirbant. Taip pat turi būti visos susitraukimo jungtys.
• Šis sprendimas negali būti vadinamas ekologišku, nes jo sudėtyje, be natūralių, yra daug cheminių komponentų.
• Dirbdami su portlandcemenčiu reikia būti atsargiems, nes sąlytis su juo gali sukelti cheminį nudegimą ir sudirginimą. Specialistų teigimu, ilgalaikio sąlyčio su šia medžiaga sąlygomis galima užsidirbti plaučių vėžiui.

Deja, šiandien daugelis pirkėjų susiduria su žemos kokybės portlandcemenčio skiediniais. Šis gaminys turi atitikti GOST 10178-75. Priešingu atveju mišinys gali būti ne toks stiprus ir patikimas.

Šiuolaikinio portlandcemenčio sudėtyje yra kalkių, gipso ir specialaus klinkerio molio, kuris buvo specialiai apdorotas.

Taip pat šio tipo cementas papildytas korekciniais komponentais, pagerinančiais technines skiedinio charakteristikas:

• suteikti jam tinkamą tankį;
• nustatyti vienokį ar kitokį kietėjimo greitį;
• kad medžiaga būtų atspari išoriniams ir technogeniniams veiksniams.

Šio tipo cementas gaminamas kalcio silikatų pagrindu. Nustatymui reguliuoti naudojamas tinkas. Portlandcementis gaminamas deginant (pagal specialią formulę) tam tikrą mišinį su dideliu kalcio kiekiu.

Portlandcemenčio gamyboje neapsieinama be karbonatinių uolienų. Jie apima:

• kreida;
• kalkakmenis;
• silicio dioksidas;
• aliuminio oksidas.

Be to, dažnai gamybos procese dažnai naudojamas komponentas, pavyzdžiui, marlas. Tai molio ir karbonatinių uolienų derinys.

Jei išsamiai apsvarstysime portlandcemenčio gamybos procesą, galime daryti išvadą, kad tai yra būtinų žaliavų šlifavimas. Po to tam tikromis proporcijomis tinkamai išmaišoma ir iššaunama orkaitėse. Tuo pačiu metu temperatūros režimas išlieka 1300-1400 laipsnių. Tokiomis sąlygomis užtikrinamas žaliavų skrudinimas ir lydymas. Šiame etape gaunamas produktas, vadinamas klinkeriu.

Norint gauti gatavą produktą, cemento kompozicija vėl sumalamair tada sumaišyti su gipsu. Gautas produktas turi praeiti visus patikrinimus, kad būtų patvirtinta jo kokybė. Įrodyta ir patikima kompozicija visada turi atitinkamus reikiamo pavyzdžio sertifikatus.

Norint pagaminti aukštos kokybės portlandcementį, naudojami keli jo kūrimo būdai:

• sausas;
• pusiau sausas;
• kombinuotas;
• šlapias.

Dažniausiai naudojami sausi ir šlapi gamybos būdai.

Šis gamybos variantas apima portlandcemenčio sukūrimą, pridedant specialų karbonato komponentą (kreidą) ir silikono elementą - molį.

Geležies papildai dažnai naudojami:

• pirito pelenai;
• konverterio dumblas.

Šis tvirto cemento gamybos būdas vadinamas šlapiu, nes visi komponentai šlifuojami vandenyje. Tuo pačiu metu išleidimo angoje susidaro įkrova, kuri yra suspensija vandens pagrindu. Paprastai jo drėgnumas svyruoja nuo 30% iki 50%.

Po to dumblas deginamas tiesiai į krosnį. Šiame etape iš jo išsiskiria anglies dioksidas. Pasirodantys klinkerio rutuliukai kruopščiai malami, kol virsta milteliais, kuriuos jau galima vadinti cementu.

Pusiau sausam gamybos būdui naudojami tokie komponentai kaip kalkės ir molis. Pagal standartinę schemą šie komponentai susmulkinami ir išdžiovinami. Tada jie sumaišomi, vėl susmulkinami ir koreguojami įvairiais priedais.

Pasibaigus visiems gamybos etapams, molis ir kalkės yra granuliuojami ir deginami. Galima sakyti, kad pusiau sausas gamybos būdas beveik nesiskiria nuo sauso. Vienas iš šių metodų skirtumų yra sumaltos žaliavos dydis.

Sausas portlandcemenčio gamybos būdas pagrįstai pripažintas ekonomiškiausiu. Jo išskirtinis bruožas yra tas, kad visuose gamybos etapuose naudojamos tik sausos žaliavos.

Viena ar kita cemento gamybos technologija tiesiogiai priklauso nuo žaliavų fizikinių ir cheminių savybių. Populiariausias yra medžiagos gamyba specialių rotacinių krosnių sąlygomis. Tokiu atveju reikėtų naudoti tokius komponentus kaip molis ir kalkės.

Kai molis ir kalkės visiškai susmulkinami specialiu smulkinimo aparatu, jie išdžiovinami iki reikiamos būklės. Šiuo atveju drėgmės lygis neturi viršyti 1%. Kalbant apie tiesioginį šlifavimą ir džiovinimą, jie atliekami specialioje separatoriaus mašinoje. Tada gautas mišinys perkeliamas į cikloninius šilumokaičius ir ten išlieka labai trumpą laiką – ne ilgiau kaip 30 sekundžių.

Po to seka etapas, kurio metu paruošta žaliava yra tiesiogiai išdeginama. Po to jis perkeliamas į šaldytuvą. Tada klinkeris „perkeliamas“ į sandėlį, kur bus kruopščiai sumaltas ir supakuotas. Tokiu atveju preliminarus gipso komponento ir visų papildomų elementų paruošimas bei būsimas klinkerio sandėliavimas ir transportavimas vyks taip pat, kaip ir naudojant šlapio gamybos būdą.

Priešingu atveju ši gamybos technologija vadinama kombinuota. Su juo dumblas gaunamas šlapiuoju būdu, o po to gautas mišinys specialiais filtrais pašalinamas nuo drėgmės pertekliaus. Šis procesas turėtų tęstis tol, kol drėgmės lygis bus 16-18%. Po to mišinys perkeliamas į degimą.

Yra ir kita galimybė mišriai cemento mišinio gamybai. Šiuo atveju pateikiamas sausas žaliavų paruošimas, kuris vėliau praskiedžiamas vandeniu (10–14%) ir vėliau granuliuojamas. Būtina, kad granulių dydis būtų ne didesnis kaip 15 cm.Tik po to pradedama deginti žaliava.

Daugeliui vartotojų kyla klausimas, kuo portlandcementis skiriasi nuo įprasto cemento.

Iš karto reikia pažymėti, kad klinkerio cementas yra vienas iš klasikinio skiedinio porūšių. Paprastai jis naudojamas betono gamyboje, o tai, savo ruožtu, yra būtina monolitinių ir gelžbetoninių konstrukcijų statybai.

Visų pirma, šių dviejų sprendimų skirtumai yra jų išvaizda, veikimas ir savybės. Taigi, portlandcementis yra atsparesnis žemai temperatūrai, nes jame yra specialių priedų. Paprastam cementui šios savybės yra daug silpnesnės.

Portlandcementis yra populiaresnis ir paklausesnis nei įprastas cementas, nepaisant jo cheminės sudėties. Būtent jo ekspertai rekomenduoja jį naudoti statybos darbuose, ypač jei jie yra didelio masto.

Yra keletas portlandcemenčio rūšių.

• Greitas džiūvimas. Tokia kompozicija papildyta mineralais ir šlako komponentais, todėl visiškai sukietėja per pirmąsias tris dienas. Dėl šios savybės pastebimai sumažėja monolito laikymo laikas klojinyje. Verta paminėti, kad greitai džiūstančio portlandcemenčio džiovinimo procese jis padidina jo stiprumo charakteristikas. Greitai džiūstančių mišinių ženklinimas - M400, M500.
• Paprastai kietėja. Tokio portlandcemenčio sudėtyje nėra priedų, turinčių įtakos tirpalo kietėjimo laikotarpiui. Be to, jo nereikia smulkiai šlifuoti. Tokia kompozicija turi turėti charakteristikas, atitinkančias GOST 31108-2003.
• Plastikuotas. Šiame portlandcemelyje yra specialių priedų, vadinamų plastifikatoriais. Jie suteikia cementui didelį mobilumą, padidintas stiprumo savybes, atsparumą skirtingoms temperatūros sąlygoms ir minimalų drėgmės sugėrimą.

• Hidrofobiškas. Panašus portlandcementis gaunamas įvedant tokius komponentus kaip asidolis, mylonft ir kiti hidrofobiniai priedai.Pagrindinė hidrofobinio portlandcemenčio savybė yra šiek tiek pailgėjęs stingimo laikas, taip pat gebėjimas nesugerti drėgmės į savo struktūrą.

• Atsparus sulfatams. Sulfatui atsparus portlandcementis naudojamas aukštos kokybės betonui gauti, kuris nebijo žemos temperatūros ir šalčio. Ši medžiaga gali būti naudojama statant pastatus ir statinius, kuriuos veikia sulfatiniai vandenys. Toks cementas neleidžia susidaryti korozijai ant konstrukcijų. Sulfatui atsparaus portlandcemenčio klasės - 300, 400, 500.
• Atsparus rūgštims. Šio portlandcemenčio sudėtyje yra kvarcinio smėlio ir natrio siliciofluorido. Šie komponentai nebijo sąlyčio su agresyviomis cheminėmis medžiagomis.
• Aliuminis. Aliuminio oksido klinkerio cementui būdinga sudėtis, kurioje yra didelė aliuminio oksido koncentracija. Dėl šio komponento ši kompozicija turi minimalų stingimo ir džiūvimo laiką.

• Pozolanikas. Pozolaniniame cemente gausu mineralinių priedų (vulkaninės ir nuosėdinės kilmės). Šie komponentai sudaro apie 40% visos sudėties. Mineraliniai priedai Portland pucolaniniame cemente užtikrina didesnį atsparumą vandeniui. Tačiau jie neprisideda prie žiedynų susidarymo jau išdžiovinto tirpalo paviršiuje.
• Baltas. Tokie tirpalai gaminami iš grynos kalkių ir baltojo molio. Norint pasiekti didesnį balinimo efektą, klinkeris papildomai aušinamas vandeniu. Baltasis portlandcementis dažniausiai naudojamas apdailos ir architektūros darbuose, taip pat dažomas. Jis taip pat gali būti spalvoto portlandcemenčio skiedinio pagrindas. Šios kompozicijos žymėjimas yra M400, M500.

• Šlakas Portlandcementis. Šio tipo portlandcementis naudojamas karščiui atsparaus betono gamybai. Tokia medžiaga turi mažą atsparumo šalčiui koeficientą, todėl ji taip dažnai naudojama ne tik antžeminių, bet ir požeminių bei povandeninių konstrukcijų statybai.

• Užpildymas. Dujų ir naftos gręžinių cementavimui dažniausiai naudojamas specialus naftos gręžinių portlandcementis. Šio cemento sudėtis yra mineraloginė. Jis skiedžiamas kvarciniu smėliu arba kalkakmenio šlaku.

Yra keletas šio cemento veislių:

1. smėlio;
2. svertinis;
3. mažas higroskopiškumas;
4. atsparus druskai.

• Šlakas šarminis. Toks portlandcementis turi priedų iš šarmų, taip pat malto šlako. Yra kompozicijų, kuriose yra molio komponentų. Šlakinis-šarminis cementas griebia taip pat, kaip ir paprastas portlandcementis smėlio pagrindu, tačiau pasižymi padidintu atsparumu neigiamiems išorės veiksniams ir žemai temperatūrai. Be to, toks sprendimas turi žemą drėgmės sugėrimo lygį.

Kaip matote, įvairių rūšių portlandcemenčio techninės ir fizinės savybės labai skiriasi viena nuo kitos. Dėl tokio plataus pasirinkimo bet kokiomis sąlygomis galite pasirinkti sprendimą tiek statybos, tiek apdailos darbams.

Visos portlandcemenčio rūšys skiriasi savo ženklais:

• M700 yra labai patvarus junginys. Būtent jis naudojamas gaminant didelio stiprumo betoną sudėtingų ir didelių konstrukcijų statybai. Toks mišinys nėra pigus, todėl itin retai naudojamas mažų konstrukcijų statybai.
• М600 yra padidinto stiprumo kompozicija, kuris dažniausiai naudojamas kritinių gelžbetonio elementų ir sudėtingų konstrukcijų gamyboje.
• M500 taip pat yra labai patvarus. Dėl šios kokybės jis gali būti naudojamas rekonstruojant įvairius pastatus, patyrusius rimtų avarijų ir sunaikinimo. Taip pat kompozicija M500 naudojama kelio dangoms kloti.
• M400 yra labiausiai prieinamas ir plačiai paplitęs. Jis turi gerus atsparumo šalčiui ir atsparumo drėgmei parametrus. Klinkeris M400 gali būti naudojamas bet kokios paskirties konstrukcijų statybai.

Kaip minėta aukščiau, portlandcementis yra patobulintas cementinio skiedinio tipas. Tam tikros techninės charakteristikos, būdingos šiai medžiagai, tiesiogiai priklauso nuo tiesioginio užpildo tipo. Taigi greitai džiūstantis portlandcementis, pažymėtas 500 ir 600, gali pasigirti greitu kietėjimu, todėl jis maišomas į betoną masyvių ir didelių gabaritų konstrukcijų statybai, jos gali būti ir antžeminės, ir požeminės. Be to, ši kompozicija dažnai minima tais atvejais, kai reikalingas kuo greitesnis jėgos rinkinys. Dažniausiai toks poreikis iškyla liejant pamatą.

Portlandcementis su 400 ženklu pagrįstai pripažįstamas kaip labiau paplitęs. Jis yra universalus savo pritaikymu. Jis naudojamas kuriant galingas monolitines ir gelžbetonines dalis, kurioms keliami didesni stiprumo reikalavimai. Ši kompozicija šiek tiek atsilieka nuo 500 markės portlandcemenčio, tačiau yra pigesnė.

Sulfatams atsparus rišiklis dažnai naudojamas ruošiant mišinius, susijusius su įvairių konstrukcijų statyba po vandeniu. Tokiomis sąlygomis šis pažangus portlandcementis yra nepakeičiamas, nes povandeninės konstrukcijos yra ypač jautrios žalingam sulfatinio vandens poveikiui.

Cementas su plastifikatoriumi ir žymėjimu 300-600 padidina skiedinio plastiškumo savybes, taip pat padidina jo stiprumo charakteristikas. Naudodami tokį portlandcementį galite sutaupyti apie 5-8% rišiklio, ypač lyginant su paprastu cementu.

Specialios portlandcemenčio veislės nedažnai naudojamos nedidelio masto statybos darbams. Taip yra dėl jų didelių sąnaudų. Ir ne kiekvienas vartotojas yra gerai susipažinęs su tokiomis formuluotėmis. Vis dėlto portlandcementis, kaip taisyklė, naudojamas didelių ir svarbių objektų statybai.

Portlandcementis paprastam betonui suteikia ypatingų savybių ir stiprumo savybių, todėl jis labai populiarus statybos darbuose (ypač didelio masto). Tačiau tokio tirpalo negalima naudoti tekančiose upių vagose, sūraus vandens telkiniuose, taip pat vandenyje, kuriame yra daug mineralinių medžiagų.

Portlandcementis yra sudėtingesnės sudėties nei įprastas skiedinys.

Dirbdami su tokiomis medžiagomis turėtumėte atsižvelgti į ekspertų patarimus ir rekomendacijas:

• Kad tirpalas kuo greičiau sukietėtų, reikia parinkti tinkamą mineraloginę cemento sudėtį, taip pat naudoti specialius priedus. Dažnai tokiais atvejais jie kreipiasi į elektrinį šildymą arba apdorojimą karščiu.
• Kietėjimui sulėtinti naudojami natrio, kalio ir amonio nitratai. NS
• Būtina atsižvelgti į cemento pastos stingimo laiką. Šio proceso pradžia įvyksta ne anksčiau kaip po 30-40 minučių, o pabaiga – ne vėliau kaip po 8 valandų.
• Jei portlandcementį planuojama naudoti pamatams įrengti sudėtingomis dirvožemio sąlygomis, ekspertai primygtinai rekomenduoja pasirinkti sulfatams atsparų tirpalą, kuriame yra daug mineralinių komponentų.
• Spalvotas arba baltas portlandcementis idealiai tinka grindų dangai.Panaudojus tokį sprendimą galima sukurti gražias mozaikines, plyteles ir breciato dangas.

• Portlandcementis nėra neįprasta. Galite nusipirkti beveik bet kurioje techninės įrangos parduotuvėje. Jis turi būti tinkamai paruoštas darbui. Norėdami tai padaryti, 10 kg cemento turite paimti 1,4–2,1 vandens. Norėdami apskaičiuoti tikslų reikalingą skysčio kiekį, turite atkreipti dėmesį į tirpalo tankio laipsnį.
• Atkreipkite dėmesį į portlandcemenčio sudėtį. Jei jame yra įvairių priedų, gerinančių drėgmei atsparias savybes, atsparumo šalčiui savybės sumažės. Jei renkatės cementą drėgnam klimatui, įprastas skiedinys jums netiks. Geriau pirkti portlandcemenčio šlaką.
• Spalvoti ir balti klinkerio mišiniai turi būti gabenami ir laikomi specialioje talpykloje.
• Šiandien parduotuvėse yra daug netikrų klinkerio junginių. Ekspertai primygtinai rekomenduoja perkant susipažinti su prekių kokybės sertifikatais, kitaip cementas gali būti žemos kokybės.

Portlandcemenčio gavimo procesą galima peržiūrėti žemiau.