3. Теория бетонов

3.1. Что такое цемент и его виды

В качестве сырья для производства портландцемента используется смесь из известняка и глины. В редких случаях используется горная порода мергель, представляющая собой природную смесь известняка и глины в соотношении необходимом для получения портландцемента.

В XIX веке англичанин Аспдин на дороге, проходящей по мергелю, вблизи города Портленд, собрал дорожную пыль, сделал брикеты и обжог. Это и был первый портландцемент, и под этим названием Аспдин его запатентовал.

Цементные заводы имеют, как правило, собственные карьеры известняка и глины. Это позволяет выдерживать химический состав шихты с точностью до 0,1% , что очень важно для качества цемента.

Обжиг шихты приводится во вращающихся печах, диаметром от 3,6 до 7 м и длиной 100 - 150 м. В зоне спекания поддерживается температура 1450 С0.

Продуктом спекания является клинкер, представляющий собой округлые гранулы диаметром 5 - 100 мм.

Клинкер размалывается в шаровых мельницах до удельной поверхности 3000 см квадратных на 1 грамм. При помоле обязательно добавляется 5% двуводного гипса. Гипс выполняет роль регулятора сроков схватывания.

Без гипса получается, так называемый, быстряк. Такой цемент схватывается мгновенно, и из него невозможно приготовить тесто.

Все минералы клинкера взаимодействуют с водой с образованием новых соединений, называемых, гидратами. Гидраты образуют пространственную структуру, которая и создает цементный камень. Именно ноэтому, если при изготовлении пенобетона, для приготовления смеси взять 400 кг цемента получится пенобетон большей плотности!

Цемент применяют для кладки кирпича, фундамента и др. Его используют для получения бетона, а бетон, в свою очередь, для получения железобетона. Железобетон используют в строительстве жилых домов, зданий и других сооружений, так как он обладает особой прочностью. Подтверждением этому служит "Останкинская телебашня", которая сделана из железобетона. Все эти материалы нашли широкое применение в строительстве в настоящее время. Без них мы не можем представить себе современное сооружение.

Среди строительных материалов цементу принадлежит ведущее место. В современной строительной практике, роль цемента в выпуске новых прогрессивных материалов и изделий для полносборного домостроения, постоянно возрастает. Его применяют для изготовления монолитного и сборного бетона, железобетона, асбестоцемент-ных изделий, строительных растворов, многих других искусственных материалов, скрепления отдельных элементов (деталей) сооружений, жароизоляции и др. Крупными потребителями цемента являются нефтяная и газовая промышленность. Цемент и, получаемые на его основе, прогрессивные строительные материалы успешно заменяют в строительстве дефицитную древесину, кирпич, известь и другие традиционные материалы.

Рассмотрим основные виды цемента:

•Портландцемент

Вид цемента, получивший наибольшее распространение. Это порошок тонкого помола, получаемый в результате обжига до спекания известняково-глинистой смеси (клинкер) и последующего ее помола в тонкий порошок. Обычно, его выпускают в смеси с активными добавками, количество и вид которых может меняться, в зависимости от назначения портландцемента (например, гипса). Основная характеристика цемента - прочность при сжатии, это значение и является маркой цемента. Основные марки цемента М300, М400, М500, М600. Соответственно, прочность этих цементов варьируется от 30 до 60 МПа (или, если понятнее, от 300 до 600 кг/кв.см.). Цементная промышленность выпускает, в основном, цементы М400 - М500. Прочность цемента высоких марок нарастает быстрее, чем цемента низких. При длительном хранении цемента происходит снижение прочности. Например, через три месяца уменьшение прочности может быть около 10%.

Портландцемент - это цемент, не содержащий никаких добавок кроме гипса. Также, его выпускают в бездобавочном варианте.

•Сульфатостойкий цемент (портландцемент)

Сульфатостойкий цемент отличается от обычного повышенной стойкостью в агрессивной среде, пониженной эк-зотермией и замедленной интенсивностью твердения. В качестве исходного сырья должна применяться глина с низким содержанием глинозема. Исходное сырье должно содержать железо в ограниченных количествах. Этот цемент не должен содержать ни активных, ни инертных минеральных добавок. Сырье, удовлетворяющее указанным