Portlandský cement: technické vlastnosti a použití

V současné době je portlandský cement právem uznáván jako nejběžnější typ pojiva pro betonová řešení. Vyrábí se z karbonátových hornin. Často se používá při výrobě betonu. Dnes se blíže podíváme na to, jaké technické vlastnosti jsou tomuto materiálu vlastní a jak jej lze použít.

Před zvážením vlastností a vlastností materiálu, jako je portlandský cement, stojí za to zjistit, co to je.

Portlandský cement je druh cementu, což je speciální hydraulický a pojivový prostředek. Ve větší míře se skládá z křemičitanu vápenatého. Tato složka zaujímá přibližně 70 až 80 % procent takové cementové kompozice.

Tento typ cementové kaše je oblíbený po celém světě. Své jméno dostal podle ostrova, který se nachází na pobřeží Velké Británie, protože skály z Portlandu mají úplně stejnou barvu.

Portlandský cement má silné a slabé stránky.

Pro začátek je třeba zvážit, jaké výhody má tento materiál:

• Je třeba poznamenat vynikající pevnostní vlastnosti portlandského cementu. Proto se nejčastěji používá při výrobě monolitických železobetonových konstrukcí a dalších podobných objektů.
• Portlandský cement je mrazuvzdorný. Nízkých teplot se nebojí. V takových podmínkách materiál nepodléhá deformaci a nepraská.
• Tento materiál je voděodolný. Netrpí kontaktem s vlhkostí a vlhkostí.
• Portlandský cement lze použít i pro stavbu základů v obtížných půdních podmínkách. Pro takové podmínky se používá roztok odolný vůči síranům.
• Existuje několik druhů portlandského cementu - každý kupující si může vybrat nejlepší volbu pro sebe. Můžete si zakoupit rychle tvrdnoucí nebo středně tvrdnoucí směs.
• Pokud jste si zakoupili opravdu kvalitní portlandský cement, pak se nemusíte bát jeho následného smršťování a deformace. Po instalaci se netvoří praskliny ani jiná podobná poškození.

Nevýhod portlandského cementu není mnoho. Zpravidla jsou spojeny s nekvalitními řešeními, kterých je dnes v obchodech spousta.

Mezi nimi jsou následující:

• Při úplném vytvrzení je nekvalitní materiál náchylný k deformaci. To je třeba vzít v úvahu při práci. Rovněž by měly být zajištěny všechny smršťovací spoje.
• Toto řešení nelze nazvat šetrným k životnímu prostředí, protože v jeho složení kromě přírodních existuje mnoho chemických složek.
• Při manipulaci s portlandským cementem je třeba postupovat opatrně, protože kontakt s ním může způsobit chemické popáleniny a podráždění. Podle odborníků je v podmínkách dlouhodobého kontaktu s tímto materiálem možné vydělat si rakovinu plic.

Bohužel dnes mnoho kupujících čelí nekvalitním portlandským cementovým maltám. Tento výrobek musí odpovídat GOST 10178-75. V opačném případě nemusí být směs tak pevná a spolehlivá.

Složení moderního portlandského cementu obsahuje vápno, sádru a speciální slínkovou hlínu, která prošla speciálním zpracováním.

Tento typ cementu je také doplněn korekčními složkami, které zlepšují technické vlastnosti malty:

• poskytnout mu správnou hustotu;
• určit jednu nebo druhou rychlost tuhnutí;
• aby byl materiál odolný vůči vnějším a technogenním faktorům.

Výroba tohoto typu cementu je založena na kalciumsilikátech. K úpravě nastavení se používá omítka. Portlandský cement se vyrábí vypalováním (podle speciální receptury) určité směsi s velkým množstvím vápníku.

Při výrobě portlandského cementu se člověk neobejde bez uhličitanových hornin. Tyto zahrnují:

• křída;
• vápenec;
• oxid křemičitý;
• oxid hlinitý.

Ve výrobním procesu se také často používá součást, jako je opuka. Jedná se o kombinaci jílu a karbonátových hornin.

Pokud podrobně zvážíme proces výroby portlandského cementu, můžeme dojít k závěru, že spočívá v mletí potřebných surovin. Poté se v určitých poměrech řádně promíchá a vypálí v pecích. Současně zůstává teplotní režim 1300-1400 stupňů. Za takových podmínek je zajištěno pražení a tavení surovin. V této fázi se získá produkt zvaný slínek.

Pro získání hotového výrobku se cementová kompozice znovu melea poté smíchán se sádrou. Výsledný produkt musí projít všemi kontrolami, aby se potvrdila jeho kvalita. Osvědčené a spolehlivé složení má vždy příslušné atesty požadovaného vzorku.

K výrobě vysoce kvalitního portlandského cementu se používá několik metod:

• suchý;
• polosuché;
• kombinovaný;
• mokré.

Nejčastěji se používají suché a mokré způsoby výroby.

Tato možnost výroby zahrnuje vytvoření portlandského cementu s přidáním speciální uhličitanové složky (křídy) a silikonového prvku - jílu.

Doplňky železa se často používají:

• pyritové oharky;
• konvertorový kal.

Tento způsob výroby silného cementu se nazývá mokrý, protože mletí všech složek probíhá ve vodě. Současně se na výstupu tvoří náplň, která je suspenzí na vodní bázi. Obvykle se jeho obsah vlhkosti pohybuje od 30 % do 50 %.

Poté je kal vypálen přímo v peci. V této fázi se z něj uvolňuje oxid uhličitý. Kuličky slínku, které se objeví, se pečlivě melou, dokud se nepřemění v prášek, který již lze nazvat cementem.

Pro polosuchý způsob výroby se používají komponenty jako vápno a jíl. Podle standardního schématu jsou tyto složky rozdrceny a vysušeny. Poté se smíchají, znovu rozdrtí a upraví různými přísadami.

Na konci všech fází výroby se hlína a vápno granulují a vypalují. Dá se říci, že polosuchý způsob výroby je téměř stejný jako suchý. Jedním z rozdílů mezi těmito metodami je velikost mleté ​​suroviny.

Suchý způsob výroby portlandského cementu je právem uznáván jako nejekonomičtější. Jeho charakteristický rys spočívá v tom, že ve všech fázích výroby se používají suroviny, které jsou výhradně v suchém stavu.

Jedna nebo druhá technologie výroby cementu přímo závisí na fyzikálních a chemických vlastnostech surovin. Nejoblíbenější je výroba materiálu v podmínkách speciálních rotačních pecí. V tomto případě by měly být použity komponenty, jako je jíl a vápno.

Když jsou hlína a vápno zcela rozdrceny ve speciálním drtícím zařízení, jsou vysušeny do požadovaného stavu. V tomto případě by úroveň vlhkosti neměla překročit 1%. Pokud jde o přímé mletí a sušení, provádějí se ve speciálním separátoru. Poté se výsledná směs přenese do cyklónových výměníků tepla a zůstane tam velmi krátkou dobu - ne více než 30 sekund.

Následuje etapa, během které je připravená surovina přímo vypálena. Poté se přemístí do chladničky. Poté je slínek „přesunut“ do skladu, kde bude důkladně rozemlet a zabalen. V tomto případě bude předběžná příprava sádrové složky a všech doplňkových prvků, stejně jako budoucí skladování a přeprava slínku, probíhat stejným způsobem jako u mokrého způsobu výroby.

Jinak se tato technologie výroby nazývá kombinovaná. S ním se kal získává mokrou metodou a poté je výsledná směs zbavena přebytečné vlhkosti pomocí speciálních filtrů. Tento proces by měl pokračovat, dokud úroveň vlhkosti nedosáhne 16-18%. Poté se směs převede na vypalování.

Další možností je smíšená výroba cementové směsi. V tomto případě je zajištěna suchá příprava surovin, které jsou následně zředěny vodou (10-14%) a podrobeny následné granulaci. Je nutné, aby velikost granulí nebyla větší než 15 cm. Teprve poté začnou pálit surovinu.

Mnoho spotřebitelů se ptá, jaký je rozdíl mezi portlandským cementem a konvenčním cementem.

Ihned je třeba poznamenat, že slínkový cement je jedním z podtypů klasické malty. Zpravidla se používá při výrobě betonu, který je zase nepostradatelný při stavbě monolitických a železobetonových konstrukcí.

Za prvé, rozdíly mezi těmito dvěma řešeními spočívají v jejich vzhledu, výkonu a vlastnostech. Portlandský cement je tedy odolnější vůči nízkým teplotám, protože obsahuje speciální přísady. U jednoduchého cementu jsou tyto vlastnosti mnohem slabší.

Portlandský cement je navzdory svému chemickému složení populárnější a žádanější než konvenční cement. Právě jeho odborníci jej doporučují používat při stavebních pracích, zvláště pokud jsou velkého rozsahu.

Existuje několik druhů portlandského cementu.

• Rychlé schnutí. Takové složení je doplněno o minerály a struskové složky, proto během prvních tří dnů zcela vytvrdne. Díky této vlastnosti se znatelně zkracuje doba držení monolitu v bednění. Stojí za zmínku, že v procesu sušení rychleschnoucího portlandského cementu zvyšuje jeho pevnostní vlastnosti. Značení rychleschnoucích směsí - M400, M500.
• Normálně tvrdnoucí. Ve složení takového portlandského cementu nejsou žádné přísady, které ovlivňují dobu tuhnutí roztoku. Navíc nepotřebuje jemné mletí. Takové složení musí mít vlastnosti, které odpovídají GOST 31108-2003.
• Plastifikované. Tento portlandský cement obsahuje speciální přísady zvané plastifikátory. Poskytují cementu vysokou pohyblivost, zvýšené pevnostní vlastnosti, odolnost vůči různým teplotním podmínkám a minimální absorpci vlhkosti.

• Hydrofobní. Podobný portlandský cement se získává přidáním složek, jako je asidol, mylonft a další hydrofobní přísady.Hlavním rysem hydrofobního portlandského cementu je mírné prodloužení doby tuhnutí a také schopnost neabsorbovat vlhkost do své struktury.

• Odolný vůči sulfátům. Portlandský cement odolný vůči síranům se používá k získání vysoce kvalitního betonu, který se nebojí nízkých teplot a mrazu. Tento materiál lze použít při stavbě budov a konstrukcí, které jsou ovlivněny síranovými vodami. Takový cement zabraňuje tvorbě koroze na konstrukcích. Druhy portlandského cementu odolného vůči síranům - 300, 400, 500.
• Odolný vůči kyselinám. Obsah tohoto portlandského cementu obsahuje křemičitý písek a silikofluorid sodný. Tyto komponenty se nebojí kontaktu s agresivními chemikáliemi.
• Hliníkové. Aluminový slínkový cement se vyznačuje složením, ve kterém je oxid hlinitý přítomen ve vysoké koncentraci. Díky této složce má tato kompozice minimální dobu tuhnutí a schnutí.

• pucolánový. Pucolánový cement je bohatý na minerální přísady (vulkanického a sedimentárního původu). Tyto složky tvoří přibližně 40 % celkové kompozice. Minerální přísady v portlandském pucolánovém cementu poskytují vyšší vodotěsnost. Nepřispívají však k tvorbě výkvětů na povrchu již vysušeného roztoku.
• Bílý. Takové roztoky jsou vyrobeny z čistého vápna a bílé hlíny. Pro dosažení většího bělícího účinku prochází slínek procesem dodatečného chlazení vodou. Bílý portlandský cement se nejčastěji používá při dokončovacích a architektonických pracích, stejně jako barevný. Může také sloužit jako základ pro barevnou maltu z portlandského cementu. Označení tohoto složení je M400, M500.

• Struskový portlandský cement. Tento typ portlandského cementu se používá k výrobě žáruvzdorného betonu. Takový materiál má nízký koeficient mrazuvzdornosti, proto se tak často používá při stavbě nejen pozemních, ale i podzemních a podvodních staveb.

• Zásyp. Pro cementování plynových a ropných vrtů se nejčastěji používá speciální portlandský cement pro ropné vrty. Složení tohoto cementu je mineralogické. Ředí se křemičitým pískem nebo vápencovou struskou.

Existuje několik druhů tohoto cementu:

1. písčitý;
2. vážený;
3. málo hygroskopický;
4. odolný vůči soli.

• Struska alkalická. Takový portlandský cement má přísady z alkálií a také mletou strusku. Existují kompozice, ve kterých jsou přítomny jílové složky. Strusko-alkalický cement chytne stejně jako běžný portlandský cement s písčitým základem, vyznačuje se však zvýšenou odolností vůči negativním vnějším faktorům a nízkým teplotám. Také takové řešení má nízkou úroveň absorpce vlhkosti.

Jak vidíte, technické a fyzikální vlastnosti různých typů portlandského cementu se od sebe velmi liší. Díky tak široké nabídce si můžete vybrat řešení jak pro stavební, tak pro dokončovací práce v jakýchkoli podmínkách.

Všechny odrůdy portlandského cementu se liší svým označením:

• M700 je velmi odolná směs. Je to on, kdo se používá při výrobě vysokopevnostního betonu pro stavbu složitých a velkých konstrukcí. Taková směs není levná, proto se pro stavbu malých konstrukcí používá velmi zřídka.
• М600 je kompozice se zvýšenou pevností, který se nejčastěji používá při výrobě kritických železobetonových prvků a složitých konstrukcí.
• M500 je také vysoce odolný. Díky této kvalitě může být použit při rekonstrukcích různých objektů, které utrpěly vážné havárie a destrukce. Kompozice M500 se také používá pro pokládku vozovek.
• M400 je nejdostupnější a nejrozšířenější. Má dobré parametry mrazuvzdornosti a odolnosti proti vlhkosti. Clinker M400 lze použít pro stavbu konstrukcí pro jakýkoli účel.

Jak bylo uvedeno výše, portlandský cement je vylepšený typ cementové malty. Některé technické vlastnosti, které jsou tomuto materiálu vlastní, přímo závisí na přímém typu plniva. Rychleschnoucí portlandský cement s označením 500 a 600 se tedy může pochlubit rychlým tvrdnutím, proto se přimíchává do betonu pro stavbu masivních a velkorozměrových konstrukcí, které mohou být nadzemní i podzemní. Navíc se o této kompozici často mluví v případech, kdy je vyžadována co nejrychlejší sada pevnosti. Nejčastěji tato potřeba vzniká při nalévání základů.

Portlandský cement s označením 400 je právem uznáván jako běžnější. Je všestranný ve svém použití. Slouží k vytváření výkonných monolitických a železobetonových dílů, na které jsou kladeny zvýšené požadavky na pevnost. Toto složení je mírně za portlandským cementem třídy 500, ale je levnější.

Pojivo odolné vůči síranům se často používá k přípravě směsí pro stavbu různých konstrukcí pod vodou. Tento pokročilý portlandský cement je v těchto podmínkách nepostradatelný, protože podvodní stavby jsou zvláště citlivé na škodlivé účinky síranových vod.

Cement s plastifikátorem a označením 300-600 zvyšuje plastické vlastnosti malty a také zvyšuje její pevnostní vlastnosti. Použitím takového portlandského cementu můžete ušetřit asi 5-8% pojiva, zejména ve srovnání s obyčejným cementem.

Speciální odrůdy portlandského cementu se pro stavební práce malého rozsahu často nepoužívají. To je způsobeno jejich vysokou cenou. A ne každý spotřebitel je s takovými formulacemi dobře obeznámen. Portlandský cement se však zpravidla používá při výstavbě velkých a důležitých zařízení.

Portlandský cement propůjčuje běžnému betonu speciální vlastnosti a pevnostní vlastnosti, díky čemuž je velmi oblíbený ve stavebních pracích (zejména ve velkém měřítku). Takový roztok však nelze použít v tekoucích korytech řek, slaných vodách, stejně jako ve vodách s vysokým obsahem minerálních látek.

Portlandský cement má složitější složení než běžná malta.

Při práci s takovými materiály byste měli věnovat pozornost radám a doporučením odborníků:

• Aby roztok co nejdříve vytvrdl, je nutné zvolit vhodné mineralogické složení cementu a také aplikovat speciální přísady. Často se v takových případech obracejí na elektrické vytápění nebo tepelné zvlhčování.
• Ke zpomalení tuhnutí se používají dusičnany sodné, draselné a amonné. NS
• Je nutné počítat s dobou tuhnutí cementové pasty. Začátek tohoto procesu nastane nejdříve po 30-40 minutách a dokončení - nejpozději po 8 hodinách.
• Pokud se plánuje použití portlandského cementu pro uspořádání základů ve složitých půdních podmínkách, odborníci důrazně doporučují zvolit roztok odolný proti síranům, který má vysoký obsah minerálních složek.
• Pro podlahy je ideální barevný nebo bílý portlandský cement.Pomocí takového řešení můžete vytvořit krásné mozaikové, kachlové a brecciované nátěry.

• Portlandský cement není neobvyklý. Můžete si jej koupit téměř v každém železářství. Na práci musí být řádně připraven. K tomu je třeba vzít 1,4-2,1 vody na každých 10 kg cementu. Chcete-li vypočítat přesné množství požadované kapaliny, musíte věnovat pozornost stupni hustoty roztoku.
• Věnujte pozornost složení portlandského cementu. Pokud obsahuje různé přísady pro zlepšení vlastností odolných vůči vlhkosti, pak se vlastnosti mrazuvzdornosti sníží. Pokud vybíráte cement do vlhkého klimatu, pak vám běžná malta nebude fungovat. Je lepší koupit struskový portlandský cement.
• Barevné a bílé směsi slínku je nutné přepravovat a skladovat ve speciálním kontejneru.
• Dnes je v obchodech spousta falešných sloučenin slínku. Odborníci důrazně doporučují, abyste se při nákupu seznámili s certifikáty kvality zboží, jinak se cement může ukázat jako nekvalitní.

Proces získávání portlandského cementu lze vidět níže.