Быстротвердеющий цемент: виды и применение

Особенности применения быстродействующего цемента

Материалы

Быстрому строительству конструкций необходимы эффективные средства производства. Быстротвердеющий бетон интенсифицирует процесс скрепления элементов сооружений в короткие сроки. Разработанный состав смеси с повышенным содержанием трёхпальцевого силиката и минеральный состав обеспечивают сокращение времени схватывания рабочего раствора. БТЦ набирает расчётные параметры прочности и устойчивости в течение первых трех суток.

Быстрозастывающий цемент — особенности материала

Основное условие в производстве быстросхватывающегося вида цемента – качественные сырьевые компоненты с минимальным содержанием примесей и однородным химическим составом. Немаловажное значение для взаимодействия имеет структура материалов, поэтому предпочтение отдается не кристаллическим, а аморфным компонентам.

В настоящее время существует две методики достижения эффекта быстрого твердения бетона:

специальная подготовка клинкера, основанная на помоле материала до размера частиц с уменьшенной площадью поверхности. На этом основано взаимодействие вяжущего вещества с водой;
применение минерализованного сырья представляет второй способ сокращения времени схватывания бетона в растворе.

Основным компонентом служит клинкер с высоким содержанием трёхпальцевых силикатов и солей алюминия. В качестве дополнительных химических элементов может быть использован гипс тонкого помола или хлористый кальций, о чем свидетельствует маркировка на упаковке.

Важно! Клинкер для производства цемента, получают обжигом определенного соотношения глины и извести при высоких температурах. Для повышения характеристик цемента к порошку клинкера делают присадки минеральных веществ, пластификаторов.

Особенности БТЦ

Быстротвердеющий цемент отличается от обычного следующими характеристиками:

интенсивным набором прочности, порядка (60-70) % марочной прочности в первые трое суток после заливки;
последующие дни, до 28 суток, нарастание прочности снижается, к установленному сроку процесс схватывания продолжается аналогично любому другому виду портландцемента;

Свойства и качество быстрого цемента установлены ГОСТом. В соответствии с существующей документацией быстротвердеющая малопластичная смесь на цементной основе для марок М400 и М500 через 3 дня должна обладать марочной прочностью на сжатие 25-28 Мпа, на изгиб 4-4,5 Мпа.

Важно! Дополнительной тепловой обработкой изделий БТЦ при температуре 700С и выше можно увеличить интенсивность твердения на порядок. В этом случае марочная прочность определяется до 80% в течение 5-6 часов.

Длительное пропаривание и тепловая обработка изделия в условиях температуры, превышающей 80 о С, замедляют процесс твердения и приводят к недобору расчетной прочности

Технология производства

В технологии производства быстротвердеющего цемента задействовано дорогостоящее оборудование:

Вращающаяся конструкция тепловых агрегатов (печей) для обжига клинкера. Необходимую температуру создает беззольное топливо: мазут, природный газ, высококалорийный каменный уголь.
Устройство, измельчающее твердые сырьевые компоненты бетонной смеси, отличающихся высокой однородностью.

Этапы производства быстротвердеющего портландцемента следующие:

известковый камень спекают в устройстве для обжига при высоких температурах до образования клинкера;
полученный промежуточный материал измельчают в барабанно-шаровом устройстве;
добавляют гипсовый камень в количестве рассчитанному по данным загрузки.

Быстро застывающие цементные смеси получают из портландцемента и клинкера более тонкого помола. значительно снижает расходы электроэнергии, повышение коэффициентов производительности оборудования, предупреждение его износ.

Области применения

Быстрые цементы применяют при выполнении следующих работ:

в процессе кладочных работ в быстром строительстве. Применением быстротвердеющих материалов ускоряют сроки сдачи строительного объекта, сокращают использование подъемной строительной техники (погрузчики, подъемные краны, подъемные краны);
в ремонте старых зданий цоколей, фундаментов старых зданий;
быстросхватывающим цементом в новом строительстве пользуются для быстрого крепления анкеров, металлических деталей, конструкций;
в изготовлении плит для перекрытия строительных конструкций, брусчатки, бордюров, электрических столбов, оград, конструкций, требующих устойчивости, прочности;
быстротвердеющий портландцемент применяют для бетонирования в холодное время года, благодаря теплу, выделяющемуся в процессе гидратации бетонной смеси,
Важно.

БТЦ характеризуется высоким индексом схватывания, обусловленного активацией реакции гидратации, взаимодействия смеси с водой. На время высыхания быстрого цемента влияет состав смеси и условия окружающей среды – температура и уровень влажности.

Преимущества и недостатки быстросохнущего цемента

Характеристики быстросохнущего портландцемента имеют значительные преимуществ сравнительно с обычным бетоном. Этот вид бетона применяют в следующих экстренных случаях:

быстросохнущий вид цемента применяют при возведении высотных сооружений. Это основано на возможности исключения процедуры пропаривания, что сокращает длительность технологического процесса;
ускорение сдачи объектов за счет сокращения перерывов, практически непрерывная очередность этапов строительства.

Однако ряд существенных недостатков, технологии производства быстрого цемента, оставляют обычный цемент работать на строительном рынке:

применение дорогого оборудования в производстве БТЦ;
сырье и примеси высокого качества.

Важно! Бетонная смесь с характеристиками быстрого схватывания, после заливки на воздухе застывает в течение 4 часов. Поэтому можно снимать опалубку, не опасаясь за разрушение бетонной конструкции. Спустя сутки прочность бетона увеличивается и достигает 2/3 марочной прочности.

Виды быстросохнущего цемента и их маркировка

Вид и марка цементных растворов ориентируют пользователей в правильном выборе строительной смеси. Ассортимент быстродействующих цементов с различной скоростью твердения на строительном рынке:

Особо быстротвердеющий цемент, строительный материал с минимальным содержанием присадок. Такой цемент твердеет за 24 часа до плотности 30 Мпа, затем в течение 48 часов этот параметр возрастет на 10 Мпа. Для производства этого вида цемента применяют клинкер помола 4000 см2/г, содержащим 8% целита 68% алита.
Сверх быстротвердеющий вид цемента в первые сутки после заливки достигает марочную прочность близкую к 70%. В период от 2 до 4 часов плотность строительной смеси достигает 10 Мпа, что позволяет выполнить демонтаж конструкции. Для такой смеси используется клинкер особого помола, площадью не меньше 8000 см2/г.

Важно! Государственными стандартами установлена обязательная маркировка быстротвердеющего цемента с индексом Б на упаковке и указанием его марки М400 и М500. Такие индексы предполагают наличие минеральных добавок, устойчивость к воздействию сульфатов.

Для маркировки быстросохнущего цемента существует общая формула, содержащая обозначение типа цемента (XXX), марку, процентное содержание добавок (Y0), Z — обозначение вида — Б. Вид формулы:

Как использовать такой цемент в строительстве

Приступая к возведению объекта, нужно определить, какая марка цемента подходит для работы, учесть характеристики строительного материала, сопоставляя их с конкретными задачами строительства, условиями, в которых будет вестись строительство.

Прежде всего следует учитывать:

климатические условия;
диапазон колебания сезонных температур;
состав воды на строительстве объектов на суше.

Важно! На строительный рынок поставляется два вида бетона БТЦ. Это бетон, маркированный как М400 Д20Б и бетон марки М500 Д20Б, отличающийся более высокой прочностью.

Строительный рынок предоставляет пользователям универсальные и специализированные виды цемента:

для скоростного строительства и возведения железобетонных объектов – портландцемент быстротвердеющий;
цемент с гидрофобными компонентами для строительства сооружений в водной среде;
портландцемент с увеличенной подвижностью, которую обеспечивают добавки поверхностно-активных веществ, для сооружения архитектурных конструкций особой сложности;
составом пуццоланового портландцемента бетонируют сооружения в подземных и подводных средах;
БТЦ входит в состав гидроизоляционных смесей для защиты и ремонта конструкций из бетона и железобетона.

На современных строительных площадках без цемента, обладающего короткими сроками затвердевания, может затрудниться процесс возведения многих объектов. Его способность набора марочной прочности более быстро, позволяет получать результат с высокими показателями характеристик объектов практически за несколько минут.

Где применяется быстротвердеющий (быстросохнущий) цемент

Быстротвердеющий цемент – это бетонный раствор, в котором благодаря составу и особенностям производства происходит ускоренная гидратация, что значительно сокращает срок набора прочности и полного цикла затвердевания смеси. Такой цемент используют в строительстве высотных сооружений, монолитов, железобетонных конструкций, в ситуациях, когда нельзя или нецелесообразно ждать 28 суток набора прочности бетона.

Быстросохнущий цемент обладает главным преимуществом – сокращение сроков затвердевания, что существенно сокращает время выполнения работ, позволяет избежать простоя и продолжать строительство. Несмотря на данное достоинство, такой цемент вряд ли когда-либо вытеснит с рынка обычные смеси, так как производится на дорогом оборудовании (что соответственно сказывается на цене материала), из высококачественного сырья (этот фактор также повышает стоимость), предполагает определенные требования к технологии заливки.

Быстрозастывающий цемент маркируется индексом Б на упаковке, выпускается в двух вариантах – М400 и М500, может предполагать добавление минеральных компонентов, обладать сульфатостойкостью, водонепроницаемостью и другими важными свойствами.

Быстротвердеющий портландцемент предполагает преобладание алитовой фазы в минералогическом составе с ограниченным количеством С3А (максимум 8%). Интенсивное застывание даже в начальном этапе гарантирует уже по прошествии 2 суток набор прочности в диапазоне 15-25 МПа (почти половина показателя по марке).

ГОСТ 10178-62 устанавливает предел прочности на изгиб минимум 40 кгс/см3 – уже через 3 дня железобетонные конструкции достигают в обычных условиях данного показателя. Сегодня на рынке представлены два вида быстросхватывающегося бетона – М400 Д20Б и более прочный М500 Д20Б (используется чаще – в заливке фундамента, кладке стен).

Область применения

Обычно быстросхватывающийся цемент применяют в производстве железобетонных изделий там, где нельзя поддавать конструкцию пропариванию в камере. К примеру, это может быть изготовление фундаментных блоков.

Важны свойства раствора и в процессе кладочных работ при быстром строительстве – в таком случае удается избежать простоев и существенно сэкономить на времени использования спецтехники, оплате труда работников, уменьшении сроков реализации проекта.

Также актуально использование раствора быстрого твердения при производстве брусчатки, реже бетонных бордюров, плит для перекрытия и других конструкций. Основное назначение быстросхватывающегося цемента – ускорить процесс выполнения работ без потери характеристик прочности, стойкости к разным воздействиям.

Изготовление быстротвердеющего бетона

Процесс производства цемента с ускоренным твердением предполагает более тонкий помол ингредиентов. Чем более мелкие гранулы, тем большей получается площадь взаимодействия их с реагентом, что ускоряет гидратацию. Так, удельная поверхность быстросохнущего цемента находится в диапазоне 3500-4000 см2/г, у обычного – 2800-3000 см2/г вещества. Есть и особо быстротвердеющие цементы, где активная площадь достигает 7000-9000 см2/г.

При застывании в природных условиях быстрозастывающая цементная смесь через 3-4 часа после заливки уже позволяет демонтировать опалубку (бетон демонстрирует прочность 100 кг/см2), а на следующий день бетон набирает две трети прочности.

Тонкий помол БТЦ предполагает более быстрый износ оборудования, большее время производства цемента, что сказывается на стоимости материала. Некоторые производители для придания нужных свойств цементу практикуют ввод в состав минеральных добавок (кремнезем оксида кальция, к примеру), но такой вариант не дает той скорости застывания, что созданный на базе цемента тонкого помола бетон.

Виды быстросохнущего цемента и маркировка

Всего существует два вида цемента с высокой скоростью схватывания и твердения – особобыстротвердеющий и сверхбыстротвердеющий. Они отличаются определенным особенностями в составе и свойствах.

Особобыстротвердеющий – здесь почти нет минеральных добавок, клинкер мелется до показателя в 4000 см2/г, включает около 8% целита и 68% алита. Плотность бетона через сутки равна 30 МПа, через трое суток – 45 МПа.
Сверхбыстротвердеющий цемент – его состав строго стандартизирован, включает галогеносодержащие вещества, приводящие к увеличению алюминатов. Нормативная тонкость помола составляет примерно 8000-9000 см2/г. Через 2-4 часа после заливки бетонных изделий можно демонтировать опалубку (бетон набирает прочность в пределах 10 МПа), через сутки бетон набирает до 70% нормативной прочности.

Быстросохнущий цемент обозначается буквой Б, которая стоит рядом с указанием марки. Содержание минеральных и иных добавок отображается в процентах и указывается рядом с буквой Д.

ПЦ – портландцемент (может также быть ШПЦ – шлакопортландцемент)
400 – показатель марки, который говорит, что образец при тестах продемонстрировал стойкость к нагрузке до 400 кг/см2
Д30 – в составе есть минеральные добавки в количестве 30% от общего веса (если Д0 – наполнителей нет)
Б – быстросохнущий

Также могут быть указаны индексы: ВРЦ – водонепроницаемость, СС – сульфатостойкость, Н – нормальнотвердеющий цемент.

Также стоит помнить, что в 2004 году ввели новые обозначения международного образца, но маркировочные данные остались теми же – БТЦ Москва и область реализует со старым типом маркировки, к примеру. Тем не менее, если на упаковке указано ЦЕМ (CEM) I (II) 32.5 Б (Н), это значит: I – добавок нет, II – добавки есть, 32.5 – класс прочности, Б – быстротвердеющий бетон, Н – нормальнотвердеющий.

Сколько сохнет цемент

Процесс высыхания бетона и полного набора прочности включает две основные стадии. Сначала проходит процесс схватывания быстросохнущего цемента – в минимальные сроки, занимает около 2-3 часов. При температуре +20 градусов хватает часа для схватывания, при 0 – около 20 часов. Начинается процесс в быстросохнущих растворах и бетонах уже через 7-10 минут после заливки.

Если процесс происходит в специальных камерах для пропаривания, бетон схватывается за 20 минут. Потом происходит твердение бетона – тут все зависит от типа выбранного цемента и нормативных показателей. Обыкновенный раствор затвердевает и набирает прочность в течение 28 суток, быстросохнущий – в течение двух-трех.

Быстротвердеющий цемент – востребованный материал, который может быть незаменим в ситуации необходимости ускорить строительство и выполнить заливку определенных конструкций. При выборе такого типа цемента необходимо тщательно ознакомиться с правилами работы с ним.

Быстротвердеющий цемент (БТЦ)

При работе с крупными бетонными конструкциями и наличии необходимости выполнить задачу в короткие сроки потребуется быстротвердеющий цемент. Его состав и особенности изготовления позволяют достичь установленной прочности намного быстрее.

Основные свойства

Товар производится по ГОСТу 10178-62. Чтобы цемент относили к категории быстротвердеющих, он должен за 1-2 суток набирать до половины прочности, указанной в марке.

В зависимости от типа цемента, различается его прочность на сжатие, жаростойкость, устойчивость к растрескиванию, плотность и другие параметры. По основным показателям состав мало отличается от смеси, твердеющей в обычном режиме.

Состав и метод изготовления

Основными марками цемента при производстве смеси выступают М200, М300, М400 и М500. В них добавляют присадки, чтобы ускорить процесс застывания. При изготовлении раствора, используют заполнитель мелкой фракции, хорошо очищенный песок и воду.

Секрет производства быстросхватывающегося цемента – в более мелком помоле его компонентов. Уменьшение размеров гранул, составляющих смесь, приводит к тому, что площадь взаимодействия с реагентом становится больше. Гидратация существенно ускоряется.

Чтобы достичь нужных показателей схватываемости, удельная поверхность помола должна составлять не менее 3500-4000 см 2 /г.

На производстве может использоваться несколько методов, позволяющих ускорить схватывание конечной смеси:

Домол до нужного состояния с применением специальной техники. В процессе иногда могут применяться специальные гипсовые присадки.
Использование модификаторов. Химические вещества, вводимые в материал, ускоряют процесс гидратации. Одна из самых популярных примесей – хлористый кальций.
При производстве конечной смеси иногда можно обойтись без добавок. Это достигается за счет уменьшения количества воды, добавляемой в бетон.

Сферы применения

Основная область использования – монолитное строительство. При возведении высотного жилого дома или других сооружений важна скорость. Здесь быстротвердеющий раствор на основе цемента показывает себя с лучшей стороны.

Раствор может использоваться при создании кирпичной кладки. Иногда необходимость его применения объясняется сроками строительства, наступлением зимы или осени. Когда команда на начало строительства дается слишком поздно, приходится использовать смесь как альтернативу обычной.

Ограничений по применению нет, потому что характеристики цемента аналогичны смесям с обычным временем твердения.

Виды быстросохнущего цемента и маркировка

Основной параметр отличия – марки цемента, использованные при производстве смеси. От них будут зависеть эксплуатационные характеристики после твердения.

По скорости твердения выделяют два вида:

Особобыстротвердеющий. Его главное отличие – минимум присадок. Чтобы смесь получить качественной, нужно мелко помолоть клинкер – до удельной поверхности 4000 см 2 /г. Допускается добавление алита и целита. Уже в первые сутки после заливки плотность будет составлять 30 МПа. Еще через двое суток этот показатель увеличится на 10 МПа.
Сверхбыстротвердеющий. Часто применяется при создании несущих конструкций. Сохнет значительно быстрее описанного выше – за сутки набирает до 70% марочной прочности. Плотность в 10 МПа, достаточная для демонтажа опалубки, набирается за период от 2 до 4 часов. На скорость твердения влияют температура и влажность окружающей среды. Нужные характеристики достигаются за счет уменьшения удельной поверхности помола до 8000-9000 см 2 /г.

Маркировка смеси выглядит так: XXX 000 Y0 Z, где:

XXX – обозначение основного типа цемента – портландцемент, шлакопортландцемент, глиноземистые, гипсоглиноземистые и другие разновидности.
000 – тип марки, показывающий максимально допустимую нагрузку в кг/см 2 .
Y0 – процентное соотношение минеральных добавок к общей массе смеси.
Z – быстросохнущий цемент, обозначается буквой «Б».

Марки и производители

Среди наиболее известных производителей, представленных на рынке:

ЮНИС. Выпускает одну из самых доступных марок – ПЦБ 2-400-Д0.
Dauer Zement. Производит марку ЦЕМ II/А-Ш 42,5Б с быстрым схватыванием.
Lafarge. Основная марка – ШПЦ М400 Д5 Б. В изготовлении применяется шлакопортландцемент.
«Михайловцемент». Поставляет на рынок смесь марки ЦЕМ II/А-Ш 32,5Б с высоким уровнем прочности.

Срок высыхания и правила использования

На сроки высыхания влияет состав смеси, а также внешние условия – уровень влажности, температура.

Минимальный срок, за который набирается начальная прочность – около трех часов. Сверхбыстросохнущему цементу, этого времени хватает, чтобы можно было снять опалубку. Основную прочность состав добирает за трое суток использования.

Если вы используете быстротвердеющий водонепроницаемый цемент, важно, чтобы соблюдались требования по свежести смеси, не было прямого контакта с водой в процессе набора прочности. Заливку лучше проводить при сухой погоде и температуре не ниже +20 градусов.

Наша компания предлагает купить водостойкий бетон. Готовы организовать быструю отгрузку и доставку по Санкт-Петербургу. Позвоните, чтобы уточнить подробности.

Строитель с 20-летним стажем
Эксперт завода «Молодой Ударник»

В 1998 году окончил СПбГПУ, учился на кафедре гражданского строительства и прикладной экологии.

Занимается разработкой и внедрением мероприятий по предупреждению выпуска низкокачественной продукции.

Разрабатывает предложения по совершенствованию производства бетона и строительных растворов.

Марки и виды цемента

Редкое строительство или ремонт зданий обходится без использования готовых изделий или растворов, полученных на основе цементно-песчаных смесей. Эта статья посвящена классификации цементов по их техническим характеристикам, компонентному составу и назначению. Полученная информация поможет вам лучше подготовиться к предстоящим работам, закупив подходящие материалы.

Цементы по назначению

Цемент является самым распространенным связующим компонентом, который входит в состав растворов для кирпичной или каменной кладки, штукатурных смесей, стандартных железобетонных изделий, разных видов искусственного камня, возводимых по месту строительства монолитных конструкций.

В процессе его производства сначала получают основной полуфабрикат – клинкер. Он представляет собой обожженную при температурах более 1450 о С смесь известняка и глины. После остывания его перемалывают до мелкодисперсного состояния.

Измельчение клинкера.

Свойства готового продукта во многом зависят не только от минерального состава исходного сырья, но и от дополнительных добавок, которые подмешивают на завершающей технологической стадии.

Общестроительный цемент

Цементы общестроительного назначения производят на основе смеси из примерно 75% известняка и 25% глины. Полученный из такого сырья клинкер состоит в основном из окиси кальция CaO. Именно она при контакте с водой вступает в реакцию гидратации с образованием прочного гидроксида кальция Ca(OH)₂.

Общестроительный цемент.

Специальный цемент

Специальные марки цемента применимы к определенным видам работ или входят в состав монолитных конструкций, эксплуатируемых в специфических условиях. Они отличаются от обыкновенного портландцемента наличием в клинкере модифицирующих добавок.

Для быстротвердеющих смесей повышают процент содержания трехкальциевого силиката C3S и трехкальциевого алюмината C3A.
При производстве сульфатостойких цементов для гидротехнических конструкций, работающих в постоянном взаимодействии с водой, доля C3A наоборот снижается до минимума.

Цементы по виду клинкера

Поскольку свойства цемента во многом определяются химическим составом клинкера, именно он лег в основу классификации данного строительного материала.

Портландцемент

Портландцемент – это основной вид цемента, который применяется при общестроительных работах и производстве стандартных железобетонных изделий. Он является универсальным вяжущим компонентом, обычно используемым в смеси с разнообразными минеральными наполнителями. Его получают помолом цементного клинкера с гипсом и незначительным количеством других добавок.

Портландцемент.

Исходным сырьем для портландцементного клинкера служит смесь известняка и глины, в которую допускается добавлять мергель, доменный шлак и прочие компоненты. Уже на стадии перемалывания клинкера в него добавляют от 1,5 до 3,5% двуводного гипса, который влияет на время схватывания цементных растворов.

Глиноземистый цемент

Глиноземистый цемент – быстро набирающее твердость вяжущее вещество, применяемое при изготовлении бетонных конструкций повышенной плотности и водонепроницаемости.

Смеси на его основе быстро схватываются, выделяя при этом заметное количество тепла. Полученные монолитные детали характеризуются высокой огнеупорностью и стойкостью к воздействию коррозионно-активной среды.

Глиноземистый цемент.

Клинкер для глиноземистого цемента получают обжигом смеси известняка с бокситами. В зависимости от содержания в продукте оксида алюминия Al₂O₃ принято подразделять цементы этого класса на обычные (до 55%) и высокоглиноземистые (до 70%). Основная стадия их производства происходит во вращающихся электропечах при температурах соответственно 1450-1480 о С или 1700-1750 о С.

Сульфатостойкий портландцемент

Бетоны, полученные с использованием обычного портландцемента, разрушаются от длительного контакта с сульфатной водой. Это происходит из-за взаимодействия во влажной среде сернокислого кальция с трехкальциевым алюминатом.

Продуктом реакции является гидросульфоалюминат кальция, резко увеличивающийся в объеме. Рост его кристаллов приводит к появлению внутренних напряжений и растрескиванию монолита.

Сульфатостойкий портландцемент.

Сульфатостойкий цемент значительно более устойчив к эксплуатации в водной среде с растворенными в ней сульфатами. Это объясняется пониженным содержанием в нем трехкальциевого алюмината (не более 5%) за счет повышения доли трехкальциевого силиката (до 50%).

Типы цементов на основе портландцементного клинкера

Отдельные марки портландцемента существенно различаются по компонентному составу.

По данному параметру их разделяют на пять типов:

1. Тип I – портландцемент, состоит только из портландцементного клинкера без дополнительных минеральных примесей.

Применение. Его применяют при изготовлении бетонных и железобетонных конструкций общего назначения, работающих в наземном, подземном или подводном состоянии.

2. Тип II/А – портландцемент с минеральными добавками, производится из портландцементного клинкера с минеральными добавками, доля которых может составлять от 6 до 20%.

Тип II/В – портландцемент с минеральными добавками, включает в себя смесь портландцементного клинкера с минеральными компонентами и шлаком в количестве от 21 до 35%.

Применение. Цементы этих двух подтипов используются при создании бетонных и железобетонных монолитов.

3. Тип III – шлакопортландцемент, такое название получил из-за того, что кроме портландцементного клинкера в него добавляют от 36 до 65% доменных, электротермофосфорных или топливных шлаков.

Применение. Его можно использовать при изготовлении армированных монолитных конструкций, эксплуатируемых в условиях стабильной влажности. Цемент этой категории нельзя применять в производстве морозостойкого бетона.

4. Тип IV – пуццолановый цемент, содержит добавки минералов вулканического происхождения (пепла, пемзы, туфа), имеющих общее название «пуццолан». Их массовая доля ограничивается интервалом 21-35%.

Применение. Пуццолановый цемент неплохо работает в составе монолитов подземного или подводного расположения. Его не применяют в составе морозостойких бетонов. Из него не производят конструкций, которые должны набирать твердость в условиях недостаточной влажности или эксплуатироваться с чередованием периодов увлажнения и сушки.

5. Тип V – композитный цемент, смешанный из измельченного портландцементного клинкера, шлака, пуццолана или мелкодисперсной золы-уноса, количество которых может составлять 22-60%.

Применение. Область применения такого строительного материала сильно зависит от компонентного состава.

Примечание. При разработке новых марок цемента их состав и принадлежность к конкретному типу уточняется в нормативной документации.

Классы цемента по прочности на сжатие

Готовое бетонное изделие набирает до 98% своей твердости за 28 суток с момента изготовления. Именно по истечении данного периода лабораторными методами определяют ее прочностные характеристики.

По ГОСТ 30515-2013 цементы подразделяются на следующие классы, соответствующие прочности при испытаниях на сжатие, которая выражается в МПа: 22,5; 32,5; 42,5; 52,5.

Допускается при изготовлении отдельных видов продукции устанавливать дополнительные классы прочности, что должно отражаться в технической нормативной документации.

В соответствии с действовавшим ранее ГОСТ 10178-85 разновидности цемента маркировались последовательностью букв и цифр, например М200.

Численное значение устанавливалось с интервалом 100 единиц и могло находиться в диапазоне от 100 до 700. Чем оно больше, тем выше предел прочности материала. Старое обозначение все еще остается в употреблении. Оценить соответствие старой и новой маркировки поможет таблица №1.

Таблица 1. Классы прочности различных марок цемента

Класс	Ближайшая марка	Прочность на сжатие в возрасте 28 суток, не менее МПа
22,5	М300	225
32,5	М400	325
42,5	М500	425
52,5	М600	525

Цементы по скорости твердения

Возможность начала эксплуатации под нагрузкой монолитной бетонной или железобетонной конструкции зависит от срока набора твердости.

По этому показателю различают несколько категорий цемента:

Нормальнотвердеющий цемент (обозначается – Н) почти полностью отвердевает в течение месяца. Лабораторные испытания контрольных образцов для него производят через 2(7) и 28 суток со дня изготовления детали.
Быстротвердеющие цементы (обозначаются – Б) твердеют быстрей нормального, что особенно заметно в первые дни. Уже через трое суток они обладают значительной прочностью. Контрольные испытания для них также проводят в возрасте 2 и 28 суток. Для цемента этого типа, как и для марок М500 и выше, характерна высокая однородность готовой смеси и очень тонкий помол.
Особо быстротвердеющий портландцемент (обозначается – ОБТЦ) характеризуется еще более быстрыми темпами набора твердости в первые сутки с момента замеса.
Медленнотввердеющие цементы (обозначаются – М) применяются в ситуациях, когда скорость твердения не имеет существенного значения. Их проверяют на прочность в возрасте 7(2) и 28 суток. При этом полученные показатели значительно уступают образцам нормальных марок.

Цементы по срокам схватывания

Сразу после приготовления цементно-песчаного раствора или жидкой бетонной смеси начинает протекать реакция гидратации, в ходе которой входящие в состав цемента вещества взаимодействуют с водой с образованием твердого продукта и выделением некоторого количества тепла.

Процесс гидратации цемента:

1. Цемент с водой образуют цементный клей вокруг зерен заполнителя.

2. Цемент вступает в химическую реакцию с водой, из цементного клея образуются кристаллы.

3. Кристаллизирующиеся зерна цемента срастаются друг с другом и образуют цементный камень.

Процесс происходит не мгновенно, а с течением длительного времени. Его скорость зависит от компонентного состава заверителя, степени его измельчения, температуры, влажности воздуха и других параметров. В современных материалах время схватывания регулируется введением соответствующих добавок.

При понижении на строительной площадке температуры воздуха ниже +5 о С реакция гидратации останавливается. По этой причине в холодное время года над возводимыми монолитными конструкциями воздвигают шатры, обкладывают их теплоизоляционными материалами и устраивают обогрев с использованием энергии пара, теплофикационной воды или электричества.

Переход раствора в твердое состояние происходит в течение нескольких часов, а на полный набор твердости требуются недели.

По срокам схватывания все цементы делятся на:

медленносхватывающиеся со сроком начала отвердевания более 2 часов;
нормальносхватывающиеся, у которых на этот процесс уходит от 45 минут до 2 часов;
быстросхватывающиеся, переходящие в твердое состояние менее чем за 45 минут.

ГОСТ 30515-2013 допускает возможность отклонений отдельных партий товара от нормативного времени начала схватывания, которые для первых двух категорий из приведенного списка не должно отклоняться далее минус 15 минут, а для последнего – плюс 5 минут.

Марки и маркировка цемента

Свойства полученного бетона сильно зависят от марки использованного цемента. Его обычно фасуют в плотные бумажные мешки, а основную техническую информацию размещают на их наружных поверхностях. Правила маркировки упаковки изложены в ГОСТ 10178-85 и ГОСТ 30515-2013.

По старому стандарту сведения о цементе должны содержать:

Сокращенное название материала. Общепринятые буквенные обозначения для портландцемента – ПЦ, белого цемента – БЦ, шлакопортландцемента – ШПЦ.
Марку прочности, определяемую на 28 сутки с момента приготовления раствора. Она начинается с прописной буквы М, за которой следует числовое выражение прочности на сжатие, выраженное в кгс/см 2 : М200, М300, М400 и далее.
Количество дополнительных примесей. Обозначение состоит из заглавной буквы Д и цифр, расположенных за ним. Надпись Д0 означает отсутствие добавок, Д15 – в смеси есть 15% шлаков, Д20 – доля минеральных добавок составляет 20%.
Особые качества вяжущего вещества, обозначаемые буквами ГФ для гидрофобных и ПЛ для пластифицированных марок.
Ссылку на нормативный документ, по которому изготовлен материал.

Старая маркировка.

По новому стандарту маркировка должна включать сведения о полном названии строительного материала, код из букв и цифр, характеризующий состав цемента. Группы смесей по типу использованных добавок обозначаются буквами А, В, С.

После названия группы идет буквенный код присадки. Затем указывается класс прочности и принадлежность к одной из категорий по скорости набора твердости. В конце следует ссылка на ГОСТ, по нормам которого был изготовлен цемент.

Расшифровка типичной маркировки представлена на рисунке №1.

Рисунок 1. Состав, значение и порядок нанесения маркировочных символов

Маркировка цемента.

Быстротвердеющий цемент (бетон): свойства и области применения

Быстротвердеющий цемент (БТЦ) – один из самых используемых видов портландцемента в стройке. Главное отличие БТЦ от обычного портландцемента заключается в увеличенном количестве трёхкальциевого силиката (C₃S) в составе цемента, который способствует ускоренному набору прочности за начальный период твердения.

Для получения быстротвердеющего цемента увеличивают количество зёрен мелких фракций в растворе.

Характеристика и назначение: плюсы и минусы

Быстротвердеющий цемент легче и дороже портландцемента. Высокая стоимость обусловлена повышенными характеристиками прочности и более высокой скоростью застывания, что является необходимым условием при ускоренной застройке в условиях работы при низких температурах.

Ещё одно преимущество БТЦ состоит в устойчивости к сульфатным атакам разного рода.

Набор прочности БТЦ за три дня эквивалентен семидневному набору прочности портландцемента, тогда как водоцементное соотношение для обоих цементов является одинаковым. Увеличенный показатель набора прочности обусловлен большим содержанием трёхкальциевого силиката (C3S) и более тонким помолом цементного камня в растворе.

Недостатки: из-за выделения большего количества тепла при затвердевании БТЦ не подходит для больших объемов бетонирования.

Марки

Согласно ГОСТу №10178-85, быстротвердеющий цемент имеет марку М 400 (М400) и М 500 (М500). М500 имеет большую востребованность в связи с доступностью цены и широкой сферой применения.

Состав (компоненты и пропорции)

Состоит быстротвердеющий цемент из:

60-65% известнякового клинкера;
MgO – не более 5%;
гипсового камня – не более 3,5%;
гранулированных шлаков – не более 15%;
и активных минеральных добавок – не более 10% для регулировки основных свойств и функций цемента.

Допускается замена минеральных добавок органическими (например: кренты, ферритные и сульфоферритные продукты, опаленные квасцовые камни и белая глина) в целях повышения прочности и ускорения твердения. Суммарная доля органических добавок – не более 5% на всю массу цемента.

Способ производства

Процесс замешивания быстротвердеющего цементного раствора

Для производства быстротвердеющего цемента понадобятся:

вращающиеся печи для обжига керамики;
беззольное топливо;
вода;
барабанно-шаровая мельница;
сырьевые материалы, входящее в состав БТЦ.

При создании быстротвердеющего цемента используется сырьё с высокой однородностью и наименьшим процентом нежелательных добавок – для уменьшения химического колебания структуры шлама. Предпочтительно использовать сырьевые материалы некристаллической структуры, поскольку химическая реакция происходит в них лучше, нежели чем в кристаллической.

Процесс приготовления

В БТЦ в качестве сырья используют известковый камень, который нагревают при высоких температурах до образования клинкера. Клинкер мелко измельчают, а затем смешивают с небольшим количеством гипсового камня для получения цементного раствора.

Обжиг помола следует производить во вращающихся печах на беззольном горючем. После обжига в помол добавляется флюорит для ускорения процесса клинкерообразования, после чего полученная смесь остужается.

Полученный состав должен содержать не менее 50% С₃S. Далее в цемент добавляются активные минеральные добавки (до 10%) и доменные, либо электротермофосфорные остатки (до 15%), которые способствуют реакции С₃S. Чтобы избежать лишних выбросов и добиться правильного увеличения прочности добавляют 5-10% (от массы цемента) трепела.

Для увеличения эффективности минеральных веществ, ускоряющих твердение, и оказывающих положительное воздействие на гидратацию и сольволиз зёрен, необходимо произвести помол зёрен цемента до удельной поверхности в 3500 см 2 /г вместо обычных 3000 см 2 /г.

Увеличение скорости набора прочности

Скорость нарастания прочности можно увеличить добавлением сульфата натрия (Na₂SO₄) и хлористого кальция (CaCl₂) – не больше 1-2% на всю массу цемента.

Введение затравочных кристаллов из предварительно гидратированного цемента также будет способствовать ускоренному набору прочности цементного раствора при бетонировании.

Для ускорения процесса твердения цемента можно использовать гидротепловую обработку, общая длительность которой занимает от 12 до 13 часов при температуре 80°С.

Особо быстротвердеющий цемент (ОБТЦ)

Не так давно начали изготавливать особо быстротвердеющий цемент с увеличенной устойчивостью. Такой цемент содержит не менее 55% С₃S, а помол обладает удельной поверхностью не менее 4000 см 2 /г. В отличие от БТЦ, ОБТЦ обладает более интенсивными темпами набора прочности за начальный период.

Области применения

БТЦ имеет общестроительное назначение, и подходит для заполнения трещин и заделки пустот.

БТЦ используется в постройках, требующих ускоренного затвердевания и увеличенной прочности, где опалубка должна быть удалена как можно раньше.

Быстротвердеющий цемент хорошо зарекомендовал себя при создании трасс, при производстве бетонных панелей, плит, электрических столбов, ограждений и бордюров. БТЦ нередко применяется для бетонирования в холодную погоду, поскольку обильное выделение тепла во время гидратации защищает бетон от замерзания.

Существует ли быстротвердеющий цемент?

Быстротвердеющий цемент — раствор, у которого состав и технология производства обеспечивают максимально ускоренную гидратацию. Благодаря этому существенно сокращается срок полного процесса затвердевания бетонного монолита. Быстрозастывающий материал используют при возведении высотных сооружений, железобетонных конструкций, когда отсутствует возможность ждать четыре недели, пока бетон наберет прочность.

Что собой представляет быстротвердеющий цемент

Рисунок 1. Быстротвердеющий цемент

Для этого вида цемента подбирают качественные сырьевые материалы с максимально однородным химическим составом при минимуме нежелательных примесей. Аморфная их структура помогает легче взаимодействовать, нежели в ситуации с кристаллами.

Помол сырья выполняют очень скрупулезно, получая однородную смесь. Обжиг проводят при повышенной температуре. В состав вводят ускорители (плавиковый шпат), после чего клинкер быстро охлаждают. Быстротвердеющий портландцемент содержит максимум 10% активных добавок, а также 15% гранулированных шлаков. Они связывают гидрат окиси кальция, ускоряя поглощение им воды.

Виды быстросохнущего цемента и маркировка

Быстросохнущий цемент выпускают в двух вариантах. Они отличаются свойствами и особенностями состава:

особо быстротвердеющая смесь практически не содержит минеральных добавок, плотность бетона уже спустя сутки 30 МПа;
сверх быстротвердеющий материал имеет строго стандартизированный состав с галогеносодержащими компонентами, которые увеличивают содержание алюминатов.

Преимущества и недостатки быстротвердеющий цемент

Материал активно применяют при возведении высотных сооружений. Использование продукта в изготовлении железобетонных изделий позволяет производителям пропускать этап пропаривания конструкций, что существенно ускоряет время технологического процесса.

Преимущества цемента очевидны при выполнении монолитного строительства. Его использование нивелирует ограничения, вызывающие простои в работе. Не делая значительных перерывов, мастера приступают к выполнению очередных этапов работы.

Но быстротвердеющий цемент не способен вытеснить традиционные марки, поскольку не лишен определенных недостатков:

его производство требует наличия современного оборудования;
для производства необходимо высококачественное сырье;
получаемый бетон требователен к соблюдению правил заливки.

Состав

Отменные эксплуатационные свойства смеси достигаются благодаря присутствию в продукте следующих ингредиентов:

порообразователей;
ускорителей;
разжижителей.

Последние компоненты увеличивают пластичность раствора, позволяют воде в нем равномерно распределяться. Первые добавки и ускорители уменьшают срок выведения из раствора влаги. Их использование снижает механические характеристики (предельную прочность и пластичность) у будущей поверхности.

Изготовление быстротвердеющего бетона

Рисунок 2. Изготовление быстротвердеющего цемента

При выпуске материала, обладающего свойством ускоренного твердения, необходим тончайший помол компонентов. Мелкие гранулы увеличивают площадь взаимодействия с влагой, ускоряя гидратацию. Быстросхватывающийся цемент имеет удельную поверхность 3500 кв. см/г, а обычный продукт — 2800. Особо быстротвердеющий состав вообще обладает активной площадью до 9000 кв. см/г. Когда такая цементная пыль застывает в естественных условиях, через 3 часа уже разрешено демонтировать опалубку, а спустя сутки бетон имеет две трети завершающей прочности.

Общие правила применения — быстротвердеющий цемент

Использовать быстросохнущие растворы невероятно просто. Нужно только замешать из них раствор, добавив гранулированный песок с водой. Состав требуется израсходовать за час, поэтому его необходимо замешивать небольшими порциями.

Смесь наносят на предварительно подготовленную поверхность без пыли, жирных пятен, каждый слой необходимо выравнивать. Мероприятие рекомендуют выполнять при температурном диапазоне 10–25° тепла. Нельзя допускать воздействие на стяжку солнца и сквозняков минимум 3 суток.

Твердение бетона наступает сразу после схватывания смеси. Чтобы гарантировать требуемую марку материала, необходимо выждать четыре недели. Сохнет цемент по-разному — все зависит от компонентов. Если присутствуют активные добавки, они при контакте с водой ускоряют химическую реакцию, благодаря чему бетон твердеет гораздо быстрее.

Заключение

Быстротвердеющий цемент — очень востребованный материал, часто являющийся незаменимым продуктом при необходимости ускорить процесс любого строительства. Выбирая именно такой типа продукции, желательно скрупулезно изучить требования по ее использованию.