Cement – druhy a vlastnosti, výroba, značky a použití

Cement je jedním z nejdůležitějších stavebních materiálů. Používá se jako pojivo při přípravě malt, betonu, stavebních materiálů a konstrukcí.

Při interakci cementu s kapalinou se nejprve vytvoří plastická hmota, která se po vytvrzení změní na umělý kámen.

Suroviny a hlavní komponenty

Surovinou pro výrobu cementu jsou přírodní horniny:

• vápenec nebo jeho modifikace (křída, opuka, lastura, dolomit), těžený vrtáním a odstřelem. Struktura vápence zajišťuje interakci materiálu s ostatními složkami;
• jílovité horniny sedimentárního původu (jíly, hlíny, břidlice na jílové bázi), poskytující plasticitu a bobtnání při kontaktu s vodou;
• sádrovec (CaSO4 · 2H2O) – používá se k regulaci doby tuhnutí a řízení výkonu cementu. Do kompozice se nezavádí více než 5 % celkové hmoty;
• inertní látky (písek nebo štěrk) se přidávají pro přidání objemu a zlepšení jeho fyzikálních vlastností;
• přísady – používají se ke zlepšení vlastností cementu, jako je doba tuhnutí, pevnost, tažnost, přilnavost, odolnost vůči změnám teploty atd.

V závislosti na požadovaných vlastnostech a účelu cementu se může jeho složení lišit.

Například k výrobě portlandského cementu se používají vysoce kvalitní suroviny a proces vypalování je přísně kontrolován. K výrobě směsných cementů, pucolánů (popel, sklo atd.), plniv a dalších složek lze použít.

Složení surovin se liší v závislosti na značce a účelu cementu.

Výrobní kroky

Tabtváře 1. Technologie výroby cementu zahrnuje několik hlavních fází.

Příprava surovin	Složky se drtí, drtí a míchají v požadovaných poměrech v drtírnách a mlýnech. Poměr použitých materiálů závisí na značce a účelu cementu.
Hořící	Připravené suroviny se nakládají do speciálních pecí, kde dochází k výpalu při vysokých teplotách (cca 1500°C). V důsledku tepelné expozice dochází k chemické reakci, při které vzniká slínek – hlavní složka cementu.
Chlazení	Granule slínku jsou intenzivně chlazeny vzduchem z 1000°C na 100°C (pro stabilizaci a zpevnění).
Broušení slínku	Vychlazené suroviny jsou smíchány se sádrou a dalšími minerálními přísadami (podle receptury) a mlety v mlýnech do práškového stavu.
Balení a doprava	Vychlazené suroviny jsou smíchány se sádrou a dalšími minerálními přísadami (podle receptury) a mlety v mlýnech do práškového stavu.

Materiál je expedován ze sil v automobilových nebo železničních cisternách cementu nebo krytých vozech. Cement se také balí do pytlů a odesílá do skladů cementu nebo přímo ke spotřebiteli. Existuje řada výrobních metod, včetně mokré, suché, kombinované.

Závod na výrobu cementu.

Technologie výroby

Tabulka 2. V závislosti na způsobu přípravy suroviny lze cementové kompozice vyrábět pomocí následujících technologií:

Směs vápence a jílu se míchá, suší, drtí na speciálním zařízení a vypaluje v peci při 1400-1500°C.

Po vypálení se vzniklý slínek mele na mouku. Do kompozice se přidávají speciální přísady v závislosti na typu cementu. Směs se dále drtí, balí do připravených nádob a odesílá ke spotřebiteli nebo skladu.

Suchá metoda je nejoblíbenější a nejekonomičtější, vyznačuje se nižšími výrobními náklady, úsporou paliva 35-40 % (díky eliminaci mokrých procesů) a snížením spotřeby čerstvé vody a objemu pecních plynů.

Suroviny (silikátová hlína a uhličitanová křída) se rozdrtí a smíchají s vodou. Komponenty obsahující železo mohou být přidány do kompozice ve formě konvertorového kalu, zbytků pyritu atd. V důsledku toho se získá vsázka s obsahem kapaliny asi 40 %.

Směs se vypaluje v rotačních pecích při teplotách nad 1000°C. Výsledný slínek se mele se sádrou do práškového stavu.

Mokrá metoda je méně populární než suchá, protože vyžaduje značné náklady na energii, ale umožňuje přesněji vybrat složení surovin.

Tato technologie kombinuje suché a mokré metody.

Suroviny se rozdrtí a smíchají s vodou, aby se získala pastovitá hmota. Pasta prochází přes filtry, aby se odstranila vlhkost, a posílá se do sušící jednotky, aby se snížil obsah kapaliny.

Vysušená směs se vypaluje v peci při teplotě 1300–1450°C. Po rychlém ochlazení se slínková hmota smíchá se sádrou, minerálními přísadami a rozemele.

Tato technologie umožňuje snížit náklady na energii.

Volba technologie závisí na místních podmínkách, dostupných surovinách, ekonomické efektivitě a požadavcích na kvalitu produktu.

Vlastnosti a vlastnosti

Mezi hlavní vlastnosti cementu, které určují jeho kvalitu a vhodnost použití, patří:

• pevnost, která umožňuje konstrukcím odolávat těžkým nákladům a udržovat své vlastnosti pod vlivem vnějších faktorů;
• sklon k tuhnutí – schopnost rychlého přechodu z plastického stavu do pevného, ​​což zajišťuje fixaci materiálů a vytvoření pevné vazby mezi prvky a strukturami;
• dobrá přilnavost cementu k jiným materiálům, jako je písek, štěrk a kámen, zajišťuje pevnost spoje a stabilitu konstrukcí;
• odolnost vůči chemikáliím (kyseliny, zásady, soli) a agresivnímu prostředí;
• požární odolnost – schopnost odolávat vysokým teplotám, což z něj činí nepostradatelný materiál při konstrukci požárně odolných konstrukcí;
• odolnost proti deformaci – schopnost zachovat svůj objem při změně okolní teploty a vlhkosti.

V závislosti na výrobci, složení a značce cementu se jeho vlastnosti liší.

Druhy cementu

Trh stavebních materiálů nabízí velký výběr značek a druhů cementu.

portlandský cement

Nejběžnější typ pojiva.

Vyrábí se z hlinitých hornin, vápenců a korekčních přísad vypalováním při vysokých teplotách.

V jeho složení dominují křemičitany vápenaté (až 80 %). Pro regulaci rychlosti tuhnutí se do kompozice přidává až 3,5 % sádry. Pro zlepšení technických vlastností se zavádějí aktivní minerální přísady. Jejich obsah může dosáhnout 15 % celkové hmoty.

Hustota portlandského cementu je 3,0-3,2 g/cm3.

Druhy portlandského cementu – 400, 500, 550, 600.

M 400 se používá k výrobě malt a železobetonových výrobků. Pro výrobu předpjatých a vysokopevnostních železobetonových konstrukcí se používají pojiva vyšších tříd.

Pro stavbu podvodních a podzemních staveb, které jsou neustále vystaveny mořské a mineralizované vodě, je vysoce nežádoucí používat běžný portlandský cement. Pro takové konstrukce existují speciální cementy.

Struskový cement

Jako složky struskového cementu se používají společně mletá granulovaná vysokopecní struska, stavební sádra, vápno a anhydrid.

Strusková pojiva se liší

• vysoká odolnost vůči agresivním vlivům;
• pomalé tuhnutí a tuhnutí;
• vysoká mechanická pevnost,
• mrazuvzdornost.

Materiál se používá pro přípravu betonu a malt používaných při výstavbě podzemních a podvodních staveb.

Rychle tuhnoucí cement: Poskytuje vysokou pevnost v krátké době a rychle tvrdne. Tento typ se obvykle používá v situacích, kdy je potřeba rychlé upevnění nebo oprava.

Bílý cement.

hlinitý cement

Vyrábí se hydratací prášku oxidu hlinitého (oxid hlinitý) a vápence. Suroviny jsou podrobeny tepelnému zpracování a poté rozdrceny.

Vyznačuje se vysokou požární odolností a odolností proti korozi v kyselém (síranovém) prostředí. Jeho hustota je 1–1,2 g/cm3

Hlinitanový cement se používá ve stavebnictví nebo při urgentních opravách:

• mosty a hydraulické stavby;
• struktury pracující v síranové, mořské nebo minerální vodě;
• základy pro technická zařízení;
• doly a další podzemní stavby.

Je vhodný pro vysokorychlostní ucpávání ropných a plynových vrtů, zimní betonářské práce a utěsnění otvorů v námořních plavidlech.

Hlinitanový cement je široce používán při výrobě žáruvzdorných materiálů, keramiky a brusných výrobků.

Bílý cement

Varianta portlandského cementu, která minimalizuje obsah železa a dalších nečistot, které mu dodávají šedou barvu. Surovinami jsou vápenec, kaolinový jíl, sádrovec, křemičitý písek, minerální přísady a soli.

Dostupné ve třech stupních: nejvyšší, BC-1, BC-2. Marky 400 a 500.

• fasádní a dokončovací práce;
• výroba štukových lišt, bordur a jiných dekorativních prvků;
• montáž samonivelačních podlah;
• výroba drobných architektonických forem a soch;
• značení povrchů silnic a letištních drah.

Suché dekorativní směsi se vyrábějí na bázi bílého cementu.

Proces jeho výroby se mírně liší od způsobu výroby šedého výrobku, ale je mnohem dražší.

Existují další typy cementů speciálně navržených pro určité podmínky nebo úkoly, jako jsou tepelně izolační, vodotěsné, plastifikované, rychle tvrdnoucí, hydrofobní, expandující atd.

Značky

Pevnost je nejdůležitější vlastností každého cementu.

Značka je označena písmenem „M“ a číselnou hodnotou od 200 do 600, která vyjadřuje sílu v kilogramech na centimetr čtvereční.

Pevnost cementu se zjišťuje v laboratoři a udává zatížení, které standardní vzorek vydrží. Zátěž 300 kg/cm3 odpovídá značce M300, zátěž 400 kg/cm3 odpovídá M400 atd.

Čím vyšší třída cementu, tím pevnější, odolnější a kvalitnější malta nebo beton z něj vyrobené.

V současné době se spolu se značením objevilo i rozdělení do pevnostních tříd, vyjádřené v megapascalech (MPa).

Tabulka 3. Korespondence značek a pevnostních tříd.

Třída cementu, kg/cm3

Třída cementu, MPa

Pokud je značka považována za průměrný ukazatel, pak je třída přesnější a poskytuje 95% záruku souladu se stanovenými údaji.

Cementové značení

Značení upravuje GOST 30515-2013 „Cementy“. Všeobecné technické podmínky“. Zahrnuje následující označení:

1. Druh cementu.

• CEM 0 – cement bez přísad;
• CEM 1 – minimální obsah nečistot;
• CEM 2 – minerální nečistoty;
• CEM 3 – Portlandský struskový cement;
• CEM 4 – pucolán;
• CEM 5 – kompozit.

2. Procento přídatných látek.

Všechny druhy cementů, kromě TsEM 0 a TsEM 1 (které neobsahují nečistoty), jsou označeny písmeny udávajícími procento obsahu nečistot.

• A – 36-65 %;
• B – 66-80 %;
• C – 81-95 %.

• A – 11-35 %;
• B – 35-55 %.

• A – 36-60 %;
• B – 61-80 %.

• I – vápenec;
• P – popel;
• Ш – struska;
• Z – pucolány;
• M – mikrosilika.

4. Rychlost kalení:

• N – normálně tvrdnoucí;
• B – rychle tvrdnoucí.

Za označením značky a procenta přísad mohou být různé zkratky označující typ cementu: PC – portlarndský cement, BC – bílý, GF – hydrofobní atd.

Například: označení CEM III/A-Sh 32,5B označuje rychle tvrdnoucí portlandský cement obsahující struskové přísady od 6 do 20 %; třída pevnosti v tlaku 32,5 MPa.

Vytvrzování cementové malty

Čerstvě připravený roztok má měkkou plastickou konzistenci. To umožňuje vytvářet struktury různých tvarů litím směsi do bednění.

Během několika dní po interakci betonu s vodou dochází k chemické reakci doprovázené uvolňováním tepla. Během hydratace se mění struktura cementu, zvyšuje se hustota a pevnost výsledné malty nebo betonu.

Cementová malta po určité době dosáhne maximální pevnosti, zpevní a může nahradit kámen.

Pevnost a kvalita monolitických konstrukcí závisí na správné péči o beton během procesu tvrdnutí.

Betonové konstrukce dosáhnou za normálních podmínek 75–80 % své návrhové pevnosti během 28 dnů.

Výroba cementové malty.

Сферы применения

Cement je široce používán ve stavebnictví k výrobě betonu, zdicích a omítkových malt a výrobě železobetonových výrobků a konstrukcí.

Budovy, mosty, silnice, tunely, vodní stavby a další infrastrukturní zařízení se staví pomocí pojiv.

Materiál se používá pro lití základů a vytváření podzemních staveb, jako jsou doly, studny, tunely, podchody.

Různé typy cementu mají vlastnosti přizpůsobené k provádění konkrétních úkolů:

• Portlandský cement je nejuniverzálnější materiál používaný v občanské a průmyslové výstavbě. Používá se pro zalévání základů, stavbu obvodových konstrukcí stěn, stropů a výrobu zdicích a omítkových malt.
• Bílý cement se používá pro dokončování místností, vytváření štukových lišt, sochařských kompozic a dalších dekorativních prvků.
• Vodotěsné – používá se pro výrobu základů a suterénních stěn ve vodou nasycených půdách, stavbu vodních staveb a izolaci staveb od vody.
• Alumina – poptávka pro urgentní a nouzové práce. Rychle tuhne na vzduchu i ve vodě. Není ovlivněn kyselinami a solemi. Lze jej použít k utěsnění děr v lodích, hydroizolaci intervalů plynových a ropných vrtů a provozní izolaci poryvů doprovázených vydatným průtokem vody.
• Odolné vůči kyselinám – používá se při výrobě nádrží, mořicích lázní, vodárenských věží a dalších konstrukcí vystavených kyselinám, jakož i pro izolaci, nátěry a nátěry odolné vůči kyselinám.
• Magnesia – vyznačuje se odolností proti opotřebení, nesrážlivostí, trvanlivostí, odolností vůči agresivnímu prostředí. Nepostradatelný při výrobě bezešvých hořčíkových podlah a potěrů pro průmyslové podniky. Malé architektonické formy a dekorativní prvky jsou jedním z použití tohoto typu cementu.

Existují další vysoce specializované cementy, například cementový cement – určený pro těsnění plynových nebo ropných vrtů; pucolánové – pro použití v agresivním prostředí podzemních vod apod.

Typ cementu se volí v závislosti na stanovených úkolech, klimatu konkrétního regionu, bezprostředním místě stavebních prací a plánovaných provozních podmínkách budovaných staveb a staveb.

Podvodní betonování.

Rady pro skladování

Místo skladování cementu je důležitým faktorem ovlivňujícím kvalitu materiálu.

Vlivem vlhkosti se vlastnosti mění a účinnost pojiva klesá. Mokrý cement tvrdne a nelze jej použít pro zamýšlený účel.

Měl by být skladován v čistých, suchých prostorách, na paletách nebo v těsně uzavřených nádobách.

Pro skladování v továrnách se používají speciální silověže. V takových silech je cement uměle nasycen vzduchem, což umožňuje jeho dlouhodobé skladování bez spékání.

Vysoce kvalitní cementy vyžadují pečlivější péči, protože jsou nejvíce náchylné k hrudkování.

Dlouhodobé skladování cementu i za příznivých podmínek vede ke ztrátě jeho aktivity. Po třech měsících se jeho aktivita může snížit o 20% a po roce – o 40-50%.

Skladování cementu v pytlích.

Výběr cementu

Chcete-li vybrat vysoce kvalitní cement, dodržujte několik pravidel:

• Zkontrolujte neporušenost obalu, nepřítomnost cizích skvrn a známek vlhkosti – to vás ochrání před nákupem nekvalitního produktu.
• Hmotnost, značka, složení, jméno a adresa výrobce, datum vydání – všechny tyto údaje musí být uvedeny na obalu. Doporučuje se nakupovat cement vyrobený ne více než před třemi měsíci.
• Kvalitu posuďte vizuálně tak, že budete držet cement v pěsti. Nově vyrobený materiál vám prosákne mezi prsty a starý materiál se stlačí do hrudky.
• Barva vysoce kvalitního cementu je světle šedá. Tmavé a bažinaté tóny ukazují na dlouhodobé nebo nesprávné skladování.
• Před nákupem si přečtěte recenze produktů výrobce. Seriózní výrobci certifikují své výrobky – to je záruka dodržování všech norem.

Je lepší koupit cement v pytlích vyrobených ze dvou vrstev papíru odolného proti vlhkosti – je více chráněn před vnějšími vlivy a déle si zachovává své provozní a technické vlastnosti.

Nedostatek údajů na obalu může naznačovat, že se jedná o nekvalitní výrobek vyrobený v řemeslných podmínkách.

Odborné poradenství

Jaký je rozdíl mezi třídou cementu a jeho značkou?

Třída i třída udávají pevnost cementu. Třída zaručuje, že síla odpovídá zadaným údajům s přesností 95%, zatímco značka udává průměrný ukazatel. Třída cementu je stanovena v MPa, jakost – v kg/cm3.

Cement se objevil v době římské říše a dodnes nemá obdoby. Samozřejmě jako každý jiný stavební materiál podléhá změnám. Například od ledna 2022 doznala změn příslušná norma týkající se výroby cementu. Mnohé se změnilo a pro kupující může být obtížné tyto úpravy pochopit. Tento článek má být pomocníkem v procesu výběru nejoptimálnějšího produktu v každé konkrétní situaci.

DŮLEŽITÉ! Technické parametry cementu zůstaly stejné. Změny se dotkly názvu výrobku s důležitým uvedením podrobného složení, typu použitého cementu a celkového objemu přítomných přísad. Pojďme společně přijít na to, jak dešifrovat čísla a zkratky!

Rozdíly mezi starými a novými značkami cementu

Tak jak to bylo

Obvyklé zkratky uvedené na obalu byly PC (portlandský cement), dále SHPC (struskový portlandský cement) a známý PCP (portlandský pískový cement). Následovala čísla udávající jedno z hlavních kritérií v procesu výběru vhodného výrobku – pevnost v tlaku, udávaná v kg na čtvereční viz. Dále následovalo písmeno D (které znamenalo ADITIVY) a jejich odpovídající procento – od 0 do 20 procent. V tomto případě D0 indikovalo, že cement neobsahuje žádné přísady, D20 indikovalo, že cement obsahuje 20 procent přísad.

Co se změnilo v lednu 2022

Na nových obalech cementu se objevila tři důležitá písmena v azbuce – ЦЕМ (CEMENT). Dovážený výrobek je označen obdobně – CEM (CEMENT je anglické slovo).

Dále následují některé důležité postavy. Označují celkové množství přísad přítomných v produktu:

1. CEM 0 znamená moderní portlandský cement bez přísad, vysoce kvalitní materiál.
2. CEM I znamená portlandský cement, ve kterém přísady tvoří nejvýše 5 procent.
3. CEM II označuje portlandský cement, ve kterém se podíl přítomných minerálních přísad pohybuje od 6 do 35 procent.

Značení CEM III (struskový portlandský cement, ve kterém může mít struska následující poměr – od 36 do 65 procent), CEM IV (pucolánový cement) a CEM V (kompozitní výrobek) jsou mnohem méně obvyklé. Cement odolný proti síranům je v současné době také oblíbeným produktem.

Písmena za lomítkem poskytují podrobnější informace o přísadách:

• A znamená, že cement obsahuje 6 až 20 procent přísad.
• B znamená, že procento přísad se může pohybovat od 21 do 35 procent.

Jdeme dál. Velká písmena v azbuce, umístěná za pomlčkou, určují přísady přítomné ve složení:

• P – pucolán;
• Ш – struska;
• Mk – mikrosilika;
• Z – popel;
• C – pálená břidlice;
• G – gliesh;
• A – vápenec.

Například označení CEM II/B-Sh udává, že se jedná o portlandský cement s odpovídajícím podílem přísad – více než 21 procent. V tomto případě je přísadou granulovaná struska.

Tak jsme se dostali k poslednímu důležitému ukazateli. V souladu s novou současnou normou musí být za přímým názvem, jakož i uvedením složení cementu s podrobnostmi o přísadách uvedena třída pevnosti v tlaku výrobku v MPa – 22,5; 32,5; 42,5; 52,5.

DŮLEŽITÉ! 22,5 nyní odpovídá předchozímu dalšímu označení – 300; 32,5 – 400; 42,5 – 500; 52,5 – 600, resp.

Poslední velké písmeno označuje důležitou rychlost tuhnutí cementu:

• H – normální vytvrzovací produkt;
• M – pomalu tvrdnoucí cement;
• B – rychle tuhnoucí variace.

Nyní tedy můžete poměrně rychle a snadno dešifrovat další značku – CEM I 42,5 N. Jedná se o normálně tvrdnoucí cement s minimálním objemem přítomných přísad. A pevnost v tlaku je 42,5 MPa.

Závěry a důležité body o starých a nových značkách cementu

Nové a staré značení se samozřejmě neshoduje. Dnes podrobnější informace o složení cementu naleznete na obalu.

Důležité body k zapamatování:

• Typy PC s následujícími přísadami – do 5 % (PC400 D0 až D5, PC500 D0 až D5) v současnosti odpovídají CEM I.
• Typy PC s přísadami více než 5 % (například PC500 D20) jsou nyní označeny jako CEM II.

Podle tohoto příkladu je PC400 D5 dnes CEM I 32,5, PC400 D15 je CEM II/A-Sh 32,5, PC500 D0 je CEM I 42,5, PC500 D20 je CEM I/A-Sh 42,5, ShPC 300 je CEM III22,5 a tak dále od XNUMX.

Naši odborníci zodpoví jakýkoli dotaz