Цемента характеристики: технические характеристики, основные свойства, виды

22.03.2023

0 Comment

Содержание

Цемент: характеристики, виды и свойства

Цементом называют порошкообразное вяжущее вещество, обладающее гидравлическими свойствами. Производится на основе клинкера, в который в качестве присадок добавляются минеральные добавки, содержащие сульфат кальция.

Характеристики и свойства цементов

Для различных видов цемента присущи свои, уникальные характеристики, общими из которых считаются следующие свойства:

Стойкость цементного камня к коррозии – способность отвердевшего бетона противостоять агрессивному воздействию химических и щелочных сред. Для улучшения коррозиестойкости, при производстве в состав вводятся полимерные компоненты, снижающие пористость бетона.
Морозостойкость: устойчивость к отрицательным температурам, а также многоразовому замораживанию и оттаиванию. Качество цемента зависит от количества циклов, которое может выдержать отвердевший раствор без видимых разрушений. Для увеличения долговечности бетона используются различные минеральные присадки, увеличивающие его морозостойкость.
Прочность и предел прочности раствора определяется усилиями (измеряются в МПа), которые необходимо приложить для разрушения опытного образца. В зависимости от этого показателя цемент подразделяется на марки от М300 до М600. Для специальных объектов применяется продукция марки 700 или 1000.
Водопотребность: потребность сухого материала в определённом количестве воды для набирания необходимой подвижности готового раствора, обусловленной техническими условиями применения. При излишках воды в растворе, его поверхность получается недостаточно прочной, склонной к разрушению.
Тонкость помола – основная характеристика дисперсности цемента. Определяется количеством сухого остатка на сите после контрольного просеивания. Тонкость помола влияет на прочностные характеристики цементного камня и себестоимость производства.
Время схватывания определяется началом и окончанием отвердевания раствора. Этот показатель зависит от вида цемента, минеральных компонентов и модификаторов, входящих в состав, а также температурных и влажностных условий.

Выбор цемента: на какие характеристики обратить особое внимание

Все строительно-технические свойства цементов важны при проведении любых работ. Поэтому с уверенностью обозначить наиболее важные характеристики невозможно. Выбор производится по совокупности свойств и характеристик, наиболее полно подходящих для выполнения конкретных строительных или других задач. Именно поэтому существует довольно большое количество различных цементов, как общего, так и специального назначения.

Виды цементов

Классификация цементов на виды осуществляется в зависимости от вида клинкера и дополнительных компонентов, использующихся при изготовлении. Состав также влияет и на основную сферу применения.

Портландцемент

ПЦ – самый распространённый вид строительного материала, имеющий несколько разновидностей. Изготавливается из портландцементного клинкера, основой которого является двух и трёхкальциевый силикат, а также оксиды кремния и кальция.

ПЦ применяется в строительстве для изготовления отделочных и кладочных растворов, приготовления пенобетона, производства ж/б сборных и монолитных конструкций общего назначения.

Быстротвердеющий портландцемент

Одной из разновидностей ПЦ считается быстротвердеющий (БПЦ) материал, в состав которого кроме портландцементного клинкера входят минеральные компоненты, обеспечивающие интенсивный набор прочности на начальном этапе отвердения.

БПЦ применяется при производстве ж/б конструкций без пропаривающих камер, а также при скоростном (безостановочном) темпе строительства для приготовления кладочного раствора.

С гидрофобирующими добавками

Разновидность ПЦ с высокими водонепроницаемыми свойствами, которые достигаются путём введения в состав таких гидрофобных компонентов, как олеиновая кислота, асидол, мылонафт и так далее. Благодаря этим добавкам на поверхности цементного камня образуется гидрофобная плёнка, которая уменьшает гигроскопичность а, следовательно, влагопоглощающие свойства бетона.

Такие присадки используются при изготовлении раствора для фундаментов, ж/б конструкций, эксплуатируемых во влажных и мокрых условиях, в воде или когда есть угроза подтопления.

Цемент с ПАД

Поверхностно-активные добавки вводятся в состав в процессе помола. При перемешивании, ПАД образуют на зёрнах цемента тончайшую плёнку, предотвращающую сцепление частиц между собой. Это придаёт готовому раствору хорошую подвижность и пластичность, делает его удобоукладываемым.

Такой раствор применяется при создании сложных архитектурных конструкций, рельефных композиций, отлива декоративных элементов.

Тампонажный

Белитокремнезёмистый и низкогигроскопичный цементы изготавливаются с применением различных присадок, увеличивающих текучесть жидкого раствора, скорость схватывания и его прочность после окончательного застывания.

Применяются для защиты от грунтовых вод нефте- и газодобычных скважин методом их тампонирования.

Белый

Повышенное содержание таких силикатных и глинозёмистых компонентов, как глина, белый диатомит, каолин, известняк без окислов железа и марганца придают цементу белого оттенка. В процессе производства разогретый клинкер подвергают резкому охлаждению водой, что позволяет повысить белизну продукции.

Белый цемент используется при производстве искусственного камня, различных декоративных сухих смесей, изготовлении скульптур и других декоративных изделий, а также для устройства наливного пола.

Цветной

Если в цемент добавить сухой цветовой пигмент, получается цветной материал. Этот способ позволяет добиться практически любого оттенка и насыщенности раствора. Ещё один способ получения цветного портландцемента – технологический обжиг сырья. При определённой температуре клинкер меняет цвет на зелёный, жёлтый и чёрный. Особенность цветного продукта – большая усадка, выпадение солей и медленное затвердевание. Поэтому в раствор обычно добавляются пластификаторы и наполнители.

Применение цветных составов – оформление скульптур, декоративная штукатурка, производство цветной плитки и другие сферы.

Пуццолановый

Этот вид продукции включает в свой состав до 30% минеральных добавок и активные компоненты, которые вступают в химическую реакцию с цементом. Такие добавки делают готовый бетон стойким к сульфатам и пресной воде, а при изготовлении изделий автоклавным методом – очень прочным.

Изделия их пуццоланового цемента чаще всего используются при строительстве подземных или подводных коммуникаций и сооружений, так как они обладают слабой морозостойкостью.

Виды цементов

Портландцемент

Быстротвердеющий портландцемент

С гидрофобирующими добавками

Цемент с ПАД

Тампонажный

Применяются для защиты от грунтовых вод нефте- и газодобычных скважин методом их тампонирования.

Белый

Цветной

Если в белый цемент добавить сухой цветовой пигмент, получается цветной материал. Этот способ позволяет добиться практически любого оттенка и насыщенности раствора. Ещё один способ получения цветного портландцемента – технологический обжиг сырья. При определённой температуре клинкер меняет цвет на зелёный, жёлтый и чёрный. Особенность цветного продукта – большая усадка, выпадение солей и медленное затвердевание. Поэтому в раствор обычно добавляются пластификаторы и наполнители.

Пуццолановый

Шлаковый

Гидравлические вяжущие, входящие в этот вид материала, изготавливаются из помолотых шлаков доменных печей и некоторых активизаторов. Железобетонные конструкции, изготовленные из шлакового цемента, отличаются высокой прочностью, а раствор применяется для кладки фундаментов и других конструкций с несущими функциями.

В зависимости от применяемых активизаторов, выделяют два основных вида продукции на основе доменного шлака:

ШПЦ: продукт с добавлением портландцемента и гипсового наполнителя. Шлакопортландцемент отличается медленно нарастающей прочностью, низкой экзотермией и устойчивостью к агрессивным средам. Применяется при строительстве портов и других гидротехнических сооружений.
ИШЦ: материал с добавлением извести, может включать небольшое содержание гипса и портландцемента, что улучшает его прочностные характеристики. Известково-шлаковый материал применяется для изготовления низкомарочного бетона, устойчивого к воздействию пресной воды.

Глинозёмистый

Изготовляется из известняка и других видов сырья, богатых глинозёмом. Помолотое сырьё подвергается термической обработке, поэтому цемент имеет тёмно-коричневый и даже чёрный оттенок. При приготовлении раствора требуется на 10% больше воды, чем для обычного портландцемента. При застывании выделяет тепло.

Глинозёмистый материал используется при проведении зимних строительных работ, аварийного строительства, ремонта мостов, подземных и других коммуникаций. Благодаря высокой огнестойкости, применяется в качестве кладочного раствора при возведении печей, каминов, дымоотводных и вентиляционных каналов.

Расширяющийся

Этот вид цемента обладает уникальной способностью расширяться в процессе твердения. Приращение объёма происходит благодаря химической реакции между вяжущим веществом и специальной добавки. В качестве вяжущего применяется глинозёмистый цемент, гипс, портландцемент и алюминат кальция. Раствор отличается быстрой схватываемостью (в зависимости от вяжущего, от 10 до 30 минут), отличной водонепроницаемостью и прочностью.

Расширяющиеся цементы применяются для изготовления ж/б труб и других изделий, эксплуатация которых предусматривает постоянный контакт с влагой, а также при ремонте различных гидротехнических сооружений и для создания водонепроницаемых швов в строительных конструкциях.

Особенности маркировки

Чаще всего цемент фасуется в мешки по 25 и 50 кг из крафт-бумаги, на которые наносится соответствующая маркировка.

1. Прежде всего, указывается нормативный документ, согласно которому произведён данный вид цемента.

2. Класс цемента по прочности на сжатие: 22,5; 32,5; 42,5; 52,5, означающий максимальное давление в МПа, которое может выдержать опытный образец.

3. Состав входящих компонентов обозначается римскими цифрами:

I – портландцемент;
II – портландцемент с минеральными добавками;
III – шлакопортландцемент;
IV – пуццолановый;
V – композиционный цемент.

4. Маркировка цемента по видам производится следующими буквенными обозначениями:

ПЦ – портландцемент;
БЦ – белый;
ВРЦ – водонепроницаемый расширяемый;
СС – сульфатостойкий;
ПЛ – пластифицированный;
ШПЦ – шлакопортландцемент;
ГФ – гидрофобный.

5. В зависимости от скорости набирания цементом прочности, наносится следующая маркировка:

ЦЕМ I – цемент с максимальной скоростью набора прочности. 50% от проектной прочности набирается меньше чем за 48 часов. Может содержать не более 5% добавок.
ЦЕМ II – содержит от 6 до 35% добавок, влияющих на скорость затвердевания раствора. Чем больше добавок, тем медленнее происходит схватывания.
ЦЕМ III – шлакопортландцемент с нормальной скоростью схватывания. Содержит добавок от 36 до 65%.
ЦЕМ IV – цемент пуццолановый. Имеет среднюю скорость твердения. Содержит различных добавок от 21 до 35% от общей массы.
ЦЕМ V – цемент на основе композиционного сырья со средней скоростью твердения. Содержит небольшое количество дополнительных компонентов (11–30%).

Шлаковый

В зависимости от применяемых активизаторов, выделяют два основных вида продукции на основе доменного шлака:

ШПЦ: продукт с добавлением портландцемента и гипсового наполнителя. Шлакопортландцемент отличается медленно нарастающей прочностью, низкой экзотермией и устойчивостью к агрессивным средам. Применяется при строительстве портов и других гидротехнических сооружений.
ИШЦ: материал с добавлением извести, может включать небольшое содержание гипса и портландцемента, что улучшает его прочностные характеристики. Известково-шлаковый материал применяется для изготовления низкомарочного бетона, устойчивого к воздействию пресной воды.

Глинозёмистый

Особенности маркировки

1. Прежде всего, указывается нормативный документ, согласно которому произведён данный вид цемента.

3. Состав входящих компонентов обозначается римскими цифрами:

I – портландцемент;
II – портландцемент с минеральными добавками;
III – шлакопортландцемент;
IV – пуццолановый;
V – композиционный цемент.

4. Маркировка цемента по видам производится следующими буквенными обозначениями:

ПЦ – портландцемент;
БЦ – белый;
ВРЦ – водонепроницаемый расширяемый;
СС – сульфатостойкий;
ПЛ – пластифицированный;
ШПЦ – шлакопортландцемент;
ГФ – гидрофобный.

5. В зависимости от скорости набирания цементом прочности, наносится следующая маркировка:

ЦЕМ I – цемент с максимальной скоростью набора прочности. 50% от проектной прочности набирается меньше чем за 48 часов. Может содержать не более 5% добавок.
ЦЕМ II – содержит от 6 до 35% добавок, влияющих на скорость затвердевания раствора. Чем больше добавок, тем медленнее происходит схватывания.
ЦЕМ III – шлакопортландцемент с нормальной скоростью схватывания. Содержит добавок от 36 до 65%.
ЦЕМ IV – цемент пуццолановый. Имеет среднюю скорость твердения. Содержит различных добавок от 21 до 35% от общей массы.
ЦЕМ V – цемент на основе композиционного сырья со средней скоростью твердения. Содержит небольшое количество дополнительных компонентов (11–30%).

Марки цемента – классификация, характеристики и области применения

Главная
›
Статьи
›
Марки цемента: характеристики и особенности

09.01.2021

Цемент относят к разряду востребованных строительных смесей, на основе которых производят конструкции, материалы или используют его на различных этапах работ. Он представляет собой мелкозернистый вяжущий порошок серого оттенка. При взаимодействии с водой образует готовый цементный раствор, который при застывании превращается в прочный монолит.

Цемент используют для производства строительных смесей и конструкций

Существуют разные виды, у каждого свои характеристики, назначение и состав. Эта информация содержится в таком показателе, как марка. Важно понимать, как расшифровывается маркировка, чтобы конечное изделие обладало требуемым набором параметров.

Состав цемента и классификация

Смесь производят на основе известняка, глинистых пород, алюмосиликатов, добавок и присадок. Марка цемента и его основные эксплуатационные свойства отражены в ГОСТ, причем их несколько:

ГОСТ 10178-1985.
ГОСТ 31108-2003.
ГОСТ 52293-2016.

Производители пользуются всеми и из-за этого может возникать путаница.

В зависимости от состава выделяют такие виды цемента:

Портландцемент (ПЦI) – наиболее востребованный вид, чистый, без минеральных добавок.
Портландцемент с добавками минеральных веществ (ПЦII). Их процентное сочетание разное, поэтому дополнительно в маркировку включаются буквы А или А-Ш (количество примесей до 20%) и Б или Б-Ш (от 20 до 35%).

Пуццолановый цемент (ППЦ IV) – в его состав дополнительно входит природное вещество (пуццолан) вулканического происхождения.
Шлакопортландцемент (ШПЦ III)– в нем количество шлака и прочих примесей достигает 96%.
Цемент композиционный (КЦ V) – содержит несколько видов добавок.

Они еще маркируются римскими цифрами от I до V.

Важной характеристикой, по которой также классифицируется материал, является марка цемента по прочности. В старом стандарте для обозначения применялась буква М и цифры, которые показывали предел прочности на сжатие в единицах кг/см

2. Это значения от 100 до 1000 с промежутком в 100 единиц. В последней редакции ГОСТ цемент маркируется буквами ЦЕМ, римскими цифрами, которые соответствуют виду и числовым значением – пределом прочности на сжатие в МПа.

Соответствие старых марок цемента новым отражено в таблице:

Значение прочности по ГОСТ 10178-1985	Значение прочности по ГОСТ ГОСТ 52293-2016
100	7,5
200	15
300	22,5
400	32,5
500	42,5
600	52,5
700	62,5
Марка бетона	Марка цемента
М100-М200 ()	М300
М250	М400
М300-М350	М400, М500
М400	М500, М600
М450 и выше	М600 и выше

Информативным для определения качества цемента и его сферы применения является плотность. Она бывает насыпной и истинной. Выражается в кг/м³. Плотность марок цемента различна и чем выше значение прочности, тем выше и этот показатель. Также она зависит от состава, технологии производства, срока и условий хранения. Например, М100 –М200 будет иметь плотность 900 кг/м

3, М300-М500 – 1100 кг/м³.Расшифровка маркировки цемента

Для расшифровки маркировки стоит еще остановиться на дополнительных обозначениях. Могут встретиться буквы Д и цифры рядом. Они обозначают добавки и процент их от общего количества веществ. Д0 – нет добавок. Также после указывают буквы, обозначающие тип примесей:

Известняк (И).

Шлак (Ш).

Композит (К).

Зола (З).

Диоксид кремния (МК).

Глиежи (Г).

Пуццоланы (П).

Отдельно маркируется вид цемента в зависимости от свойств:

БЦ – отделочный белый цемент.

ВРЦ – водонепроницаемый расширяющийся.

СС – сульфатостойкий.

ПЛ – платифицированный.

Б – быстротвердеющий.

ГФ – гидрофорбный.

Н – нормированный.

Определение марки цемента
Прочность определяется в лаборатории. После окончания процесса производства отбирают контрольные пробы, из них в смеси с песком для строительства и водой изготавливают прямоугольные образцы, как правило, 6 штук. Далее они устанавливаются под пресс и тестируются на сжатие и изгиб. Марку присваивают по среднему арифметическому 4 проб с наивысшим значением предела прочности. Все показатели и характеристики отражаются в сертификате и паспорте продукта.
Паспорт на цемент
Сертификат на цемент
Марки цемента и их применение
Каждая марка имеет свои характеристики и сферу применения. Отдельно стоит сказать о производстве бетона, которое невозможно без этого материала.
Марка цемента для бетона выбирается исходя из необходимых параметров качества и эксплуатационных характеристик.Качественный бетон можно получить, правильно подобрав марку цемента
Соответствие отражено в таблице:

Марка бетона

Марка цемента

М100-М200 ()

М300

М250

М400

М300-М350

М400, М500

М400

М500, М600

М450 и выше

М600 и выше

Марка цемента для фундамента выбирается также в зависимости от класса бетона, который будет использоваться. Для подушки подойдет цемента М100 или М200, а вот для того, чтобы получить качественный бетон для фундамента лучше брать цемент М500, допускается М300 и М400.Другие области использования типов материала по прочности:

М100 – подготовительные работы для фундамента, дорог, установка бордюров.

М200 – стяжки для пола, укладка плитки, штукатурные работы, легкие фундаменты, заделка швов в бетонных изделиях, производство небольших форм (кирпичи).

М200 применяют для мелких строительных работ
М300 – монолитное строительство жилых сооружений, монтажные работы.

М400 – производство железобетонных конструкций, строительство транспортных, подземных, гидравлических и подводных сооружений.

М500 – возведение фундаментов, перекрытий, балок, производств ЖБИ.

М500 – хороший выбор для прочного фундамента

М600 – для реконструкции, аварийных и восстановительных работ.

М700 – для опор и фундаментов мостов и для строительства объектов особого назначения.

М700 применяют для строительства мостов и других прочных сооружений
М800-М1000 – восстановление гидротехнических и подземных сооружений, строительство военных объектов.

М800 применяют для объектов военной сферы
Чтобы узнать, какая марка цемента подойдет для ваших целей, Свяжитесь с нашими консультантами.
Физические и химические свойства цемента
Цемент, популярный вяжущий материал, является очень важным материалом для гражданского строительства. В этой статье рассматриваются физические и химические свойства цемента, а также методы проверки свойств цемента.
Физические свойства цемента
Различные смеси цемента, используемые в строительстве, характеризуются своими физическими свойствами. Некоторые ключевые параметры контролируют качество цемента. Физические свойства хорошего цемента основаны на:
ЧЕЛОВЕКА CEMENT
ЗВУКАНАНА
Консистенция
Прочность
Время настройки
Тепловы гидратации
Потеря зажигания
Торг. подробности в следующем сегменте. Кроме того, вы найдете имена тестов, связанные с этими физическими свойствами.
Крупность цемента
Размер частиц цемента – это его крупность. Требуемая крупность хорошего цемента достигается за счет измельчения клинкера на последнем этапе процесса производства цемента. Поскольку скорость гидратации цемента напрямую связана с размером частиц цемента, тонкость помола цемента очень важна.
Прочность цемента
Прочность относится к способности цемента не давать усадку при затвердевании. Цемент хорошего качества сохраняет свой объем после схватывания без замедленного расширения, вызванного избытком свободной извести и магнезии.
Тесты:
Непрочность цемента может проявиться через несколько лет, поэтому тесты для обеспечения прочности должны быть в состоянии определить этот потенциал.
Тест Ле Шателье
Этот метод, выполняемый с помощью аппарата Ле Шателье, проверяет расширение цемента из-за извести. Цементную пасту (нормальной консистенции) помещают между предметными стеклами и погружают в воду на 24 часа при температуре 20+1°С. Его вынимают для измерения расстояния между индикаторами, затем возвращают под воду, доводят до кипения через 25-30 мин и варят в течение часа. После охлаждения прибора снова измеряют расстояние между точками индикатора. В цементе хорошего качества расстояние не должно превышать 10 мм.
Автоклавное испытание
Цементное тесто (нормальной консистенции) помещают в автоклав (паровой аппарат высокого давления) и медленно доводят до 2,03 МПа, после чего выдерживают там 3 часа. Изменение длины образца (после постепенного доведения автоклава до комнатной температуры и давления) измеряют и выражают в процентах. Требование к цементу хорошего качества – автоклавное расширение не более 0,80%.
Стандартное автоклавное испытание : AASHTO T 107 и ASTM C 151: Автоклавное расширение портландцемента.
Консистенция цемента
Текучесть цементного теста определяется его консистенцией.
Измеряется тестом Вика.
В тесте Вика Цементное тесто нормальной консистенции отбирают в аппарате Вика. Плунжер аппарата опускают до касания верхней поверхности цемента. Плунжер проникает в цемент на определенную глубину в зависимости от консистенции. Говорят, что цемент имеет нормальную консистенцию, когда поршень проникает на 10 ± 1 мм.
Прочность цемента
Измеряются три типа прочности цемента – сжатие, растяжение и изгиб. На прочность влияют различные факторы, такие как водоцементное отношение, соотношение цемента и мелкого заполнителя, условия отверждения, размер и форма образца, способ формования и смешивания, условия нагрузки и возраст. При испытании на прочность необходимо учитывать следующее:
Прочность цементного раствора и прочность цементного бетона напрямую не связаны. Прочность цемента — это всего лишь мера контроля качества.
Испытания на прочность проводят на цементной смеси, а не на цементном тесте.
Цемент со временем набирает прочность, поэтому следует указать конкретное время проведения испытания.
Прочность на сжатие
Это наиболее распространенный тест на прочность. Берется образец для испытаний (50 мм) и подвергается сжимающей нагрузке до разрушения. Последовательность загрузки должна быть в пределах 20 секунд и 80 секунд.
Стандартные тесты:
AASHTO T 106 и ASTM C 109: Прочность на сжатие гидравлических цементных растворов (с использованием кубических образцов 50 мм или 2 дюйма)
ASTM C 349: Прочность на сжатие гидравлических цементных растворов (с использованием частей призм, сломанных при изгибе)
Прочность на растяжение
Хотя это тест был обычным явлением в первые годы производства цемента, теперь он не дает никакой полезной информации о свойствах цемента.
Прочность на изгиб
На самом деле это мера прочности на растяжение при изгибе. Испытание проводится в балке из цементного раствора 40 x 40 x 160 мм, которая нагружается в ее центральной точке до разрушения.
Стандартный тест:
ASTM C 348: Прочность на изгиб гидравлических цементных растворов
Время схватывания цемента
Цемент схватывается и затвердевает при добавлении воды. Это время схватывания может варьироваться в зависимости от множества факторов, таких как крупность цемента, соотношение цемента и воды, химический состав и примеси. Цемент, используемый в строительстве, должен иметь не слишком низкое начальное время схватывания и не слишком большое конечное время схватывания. Следовательно, измеряются два времени схватывания:
Начальное схватывание: Когда паста начинает заметно затвердевать (обычно это происходит в течение 30-45 минут)
Окончательное схватывание: Когда цемент затвердевает, способность выдерживать некоторую нагрузку (происходит менее 10 часов)
Опять же, время схватывания также может быть показателем степени гидратации.
Стандартные испытания:
AASHTO T 131 и ASTM C 191: время схватывания гидравлического цемента с помощью иглы Вика
AASHTO T 154: время схватывания гидравлического цемента с помощью иглы Гиллмора
ASTM C 266: Время схватывания гидравлического цементного теста с помощью игл Гиллмора
Теплота гидратации
Когда к цементу добавляется вода, происходит реакция, которая называется гидратацией. При гидратации выделяется тепло, которое может повлиять на качество цемента, а также способствовать поддержанию температуры отверждения в холодную погоду. С другой стороны, при большом выделении тепла, особенно в больших конструкциях, это может вызвать нежелательное напряжение. На теплоту гидратации больше всего влияет C ₃ S и C ₃ A присутствуют в цементе, а также по водоцементному отношению, крупности и температуре отверждения. Теплоту гидратации портландцемента рассчитывают путем определения разницы между сухим и частично гидратированным цементом (полученной путем сравнения их на 7-й и 28-й дни).
Стандартный тест:
ASTM C 186: Теплота гидратации гидравлического цемента
Потеря воспламенения
Нагревание образца цемента при 900–1000°C (т. е. до получения постоянной массы) вызывает потерю массы . Эту потерю веса при нагревании рассчитывают как потерю воспламенения. Неправильное и продолжительное хранение или фальсификация во время транспортировки или пересылки могут привести к предварительной гидратации и карбонизации, на оба из которых может указывать повышенная потеря воспламенения.
Стандартный тест:
AASHTO T 105 и ASTM C 114: Химический анализ гидравлического цемента
Насыпная плотность
Когда цемент смешивается с водой, вода заменяет участки, где обычно присутствует воздух. Из-за этого насыпная плотность цемента не имеет большого значения. Цемент имеет различный диапазон плотности в зависимости от процентного содержания цементного состава. Плотность цемента может составлять от 62 до 78 фунтов на кубический фут.
Удельный вес (относительная плотность)
Удельный вес обычно используется в расчетах пропорций смеси. Портландцемент имеет удельный вес 3,15, но другие типы цемента (например, портландцемент с доменным шлаком и портландцемент с пуццоланом) могут иметь удельный вес около 2,90.
Стандартный тест:
AASHTO T 133 и ASTM C 188: Плотность гидравлического цемента
Химические свойства цемента
Сырьем для производства цемента являются известняк (кальций), песок или глина (кремний), боксит ( алюминий) и железная руда, и могут включать ракушки, мел, мергель, сланцы, глину, доменный шлак, сланец. Химический анализ цементного сырья дает представление о химических свойствах цемента.
Трехкальциевый алюминат (C3A)
Низкое содержание C3A делает цемент устойчивым к сульфатам. Гипс уменьшает гидратацию С ₃ А, что высвобождает много тепла на ранних стадиях гидратации. C3A не обеспечивает больше, чем небольшое количество силы.
Цемент типа I: содержит до 3,5 % SO ₃ (в цементе, содержащем более 8 % C ₃ A)
Цемент типа II: содержит до 3 % SO ₃ (в цементе, содержащем менее 8 % С ₃ A)
Трехкальциевый силикат (C ₃ S)
C3S вызывает быструю гидратацию, а также затвердевание и отвечает за раннее увеличение прочности цемента при начальном схватывании.
Двухкальциевый силикат (C ₂ S)
В отличие от трехкальциевого силиката, который способствует раннему набору прочности, двухкальциевый силикат в цементе способствует набору прочности через неделю.
Феррит (C ₄ AF)
Феррит является флюсом. Это снижает температуру плавления сырья в печи с 3000°F до 2600°F. Хотя он быстро гидратируется, он не сильно влияет на прочность цемента.
Магнезия (MgO)
В процессе производства портландцемента магнезия используется в качестве сырья на заводах сухого способа. Избыточное количество магнезии может сделать цемент ненадежным и расширяющимся, но небольшое его количество может повысить прочность цемента. Производство цемента на основе MgO также вызывает меньшие выбросы CO2. Все цементы ограничены содержанием 6% MgO.
Триоксид серы
Триоксид серы в избыточном количестве может сделать цемент непригодным для использования.
Оксид железа/оксид железа
Помимо придания прочности и твердости, оксид железа или оксид железа в основном отвечает за цвет цемента.
Щелочи
Количество оксида калия (K ₂ O) и оксида натрия (Na ₂ O) определяет содержание щелочи в цементе. Цемент, содержащий большое количество щелочи, может вызывать определенные трудности при регулировании времени схватывания цемента. Цемент с низким содержанием щелочи при использовании с хлоридом кальция в бетоне может вызвать обесцвечивание. В шлако-известковом цементе измельченный гранулированный доменный шлак сам по себе не является гидравлическим, а «активируется» добавлением щелочей. Существует необязательный предел общего содержания щелочи 0,60%, рассчитанный по уравнению Na ₂ O + 0,658 K ₂ O.
Свободная известь
Свободная известь, которая иногда присутствует в цементе, может вызвать расширение.
Микрокремнезем
Кремнеземная пыль добавляется в цементный бетон для улучшения различных свойств, особенно прочности на сжатие, сопротивления истиранию и прочности сцепления. Хотя время схватывания увеличивается за счет добавления микрокремнезема, он может обеспечить исключительно высокую прочность. Следовательно, портландцемент, содержащий 5-20% микрокремнезема, обычно производится для портландцементных проектов, требующих высокой прочности.
Глинозем
Цемент с высоким содержанием глинозема обладает способностью выдерживать низкие температуры, поскольку глинозем химически устойчив. Это также ускоряет схватывание, но ослабляет цемент.
Свойства цемента

Физические свойства цемента
Различные смеси цемента, используемые в строительстве, характеризуются своими физическими свойствами. Некоторые ключевые параметры контролируют качество цемента. Физические свойства хорошего цемента основаны на:
1) Чистость цемента
2) Расположная
3) Консистенция
4) Прочность
5) Время установки
6) Тепло гидратации
7) 9) Удельный вес (Относительная плотность)
1) Крупность цемента
Размер частиц цемента является его крупностью. Требуемая крупность хорошего цемента достигается за счет измельчения клинкера на последнем этапе процесса производства цемента. Поскольку скорость гидратации цемента напрямую связана с размером частиц цемента, тонкость помола цемента очень важна.

2) Прочность цемента
Прочность относится к способности цемента не давать усадку при затвердевании. Цемент хорошего качества сохраняет свой объем после схватывания без замедленного расширения, вызванного избытком свободной извести и магнезии.
3) Консистенция цемента
Текучесть цементного теста – это консистенция.
Измеряется тестом Вика.
В тесте Вика Цементное тесто нормальной консистенции отбирают в аппарате Вика. Плунжер аппарата опускают до касания верхней поверхности цемента. Плунжер проникает в цемент на определенную глубину в зависимости от консистенции. Говорят, что цемент имеет нормальную консистенцию, когда плунжер проникает на глубину 10¡À1 мм.
4) Прочность цемента
Три типа прочности цемента измеряются на сжатие, растяжение и изгиб. На прочность влияют различные факторы, такие как водоцементное отношение, соотношение цемента и мелкого заполнителя, условия отверждения, размер и форма образца, способ формования и смешивания, условия нагрузки и возраст.
Прочность на сжатие: Это самый распространенный тест на прочность. Берется образец для испытаний (50 мм) и подвергается сжимающей нагрузке до разрушения. Последовательность загрузки должна быть в пределах 20 секунд и 80 секунд.
Прочность на растяжение: Хотя этот тест был обычным явлением в первые годы производства цемента, сейчас он не дает никакой полезной информации о свойствах цемента.
Прочность на изгиб: На самом деле это мера прочности на растяжение при изгибе. Испытание проводится в балке из цементного раствора 40 x 40 x 160 мм, которая нагружается в ее центральной точке до разрушения.
5) Время схватывания цемента
Цемент схватывается и затвердевает при добавлении воды. Это время схватывания может варьироваться в зависимости от множества факторов, таких как крупность цемента, соотношение цемента и воды, химический состав и примеси. Цемент, используемый в строительстве, должен иметь не слишком низкое начальное время схватывания и не слишком большое конечное время схватывания. Следовательно, измеряются два времени схватывания:
Начальное схватывание: Когда паста начинает заметно застывать (обычно это происходит в течение 30-45 минут)
Окончательное схватывание: Когда цемент затвердевает, способный выдерживать некоторую нагрузку (происходит менее 10 часов)
6) Теплота гидратации
Когда к цементу добавляется вода, происходит реакция, называемая гидратацией. Увлажнение выделяет тепло, которое может повлиять на качество цемента, а также способствовать поддержанию температуры отверждения в холодную погоду.
С другой стороны, сильное тепловыделение, особенно в больших конструкциях, может вызвать нежелательное напряжение.
На теплоту гидратации больше всего влияют C3S и C3A, присутствующие в цементе, а также водоцементное отношение, тонкость помола и температура отверждения.
Теплота гидратации портландцемента рассчитывается путем определения разницы между сухим и частично гидратированным цементом (полученной путем сравнения их на 7-й и 28-й дни).
7) Насыпная плотность
Когда цемент смешивается с водой, вода заменяет места, где обычно должен быть воздух. Из-за этого насыпная плотность цемента не имеет большого значения. Цемент имеет различный диапазон плотности в зависимости от процентного содержания цементного состава. Плотность цемента может составлять от 62 до 78 фунтов на кубический фут.