Цемент — это основной компонент смеси для получения искусственного камня. Состав цемента очень разнообразен и зависит от цели его применения.
Ранее на страницах kamsaddeсo.com уже рассматривались различные цементные смеси для изготовления садового декора. В эти смеси обычно входил или портландцемент, или белый цемент с повышенным содержанием гипса.
Сегодня рассмотрим и другие цементы, которые могут применяться в работах на приусадебном участке.
Самый простой негидравлический
Менее распространенной формой цемента является негидравлический цемент , такой как гашеная известь (оксид кальция, смешанный с водой). Она затвердевает путем карбонизации при контакте с углекислым газом , присутствующим в воздухе.
Сначала оксид кальция (известь) получают из карбоната кальция (известняка или мела). Его прокаливают при температуре выше 825 °C в течение примерно 10 часов при атмосферном давлении:
CaCO3⟶СаО+СО2
Затем оксид кальция гасится путем смешивания его с водой для получения гашеной извести (гидроксида кальция):
СаО+Н2О⟶Ca(ОН)2
После того, как лишняя вода полностью испарится, начинается карбонизация:
Ca(ОН)2+СО2⟶CaCO3+Н2О
Эта реакция медленная, так как давление углекислого газа в воздухе низкое. Реакция карбонизации требует, чтобы сухой цемент подвергался воздействию воздуха. Поэтому гашеная известь является негидравлическим цементом и не может использоваться под водой.
Гидравлический цемент
Наиболее распространенным типом цемента является гидравлический цемент , который затвердевает за счет гидратации клинкерных минералов при добавлении воды. Гидравлические цементы (например, портландцемент) изготавливаются из смеси силикатов и оксидов. Четыре основные минеральные фазы клинкера следующие :
C 3 S: алит (3CaO·SiO2);
C2S : белит (2CaO· SiO2 );
C 3 A: трикальциевый алюминат (3CaO·Al 2 O 3 ) (целит);
C 4 AF: браунмиллерит (4CaO·Al 2 O 3 ·Fe 2 O 3 ).
Целит и браунмиллерит поддерживают гидравлический цемент в жидкой форме до тех пор, пока он не будет готов. Алит и белит — связующие вещества. Они добавляют прочность и долговечность камню после затвердевания.
Портландцемент
Портландцемент, разновидность гидравлического цемента, на сегодняшний день является наиболее распространенным типом цемента.
Он производится путем нагревания известняка (карбоната кальция) с другими материалами (такими как глина ) до 1450 °C . При этом из карбоната кальция высвобождается молекула диоксида углерода с образованием оксида кальция или негашеной извести. Эта реакция была приведена ранее.
СаО соединяется с другими материалами в смеси с образованием силикатов кальция и других цементных соединений. Полученное твердое вещество называется «клинкером». Оно измельчается с небольшим количеством гипса ( CaSO4 · 2H2O ) в порошок для изготовления обычного портландцемента. Портландцемент является основным ингредиентом бетона, раствора и большинства неспециализированных затирок. Наиболее распространенным применением портландцемента является изготовление бетона. Портландцемент может быть серым или белым.
Гидрофобный портландцемент
Гидрофобный портландцемент гидравлическое вяжущее вещество. Оно получается в результате тонкого измельчения портландцементного клинкера совместно с гипсом и гидрофобизующей добавкой. В качестве последней используется мылонафт, олеиновая кислота, окисленный петролатум, остатки синтетических жирных кислот и др.
Добавка, вводимая в количестве 0,1-0,3% от массы цемента, образует на поверхности его частиц тончайшие гидрофобные плёнки. Они уменьшают гигроскопичность цемента и поэтому предохраняют его от порчи при длительном хранении, даже в условиях повышенной влажности.
Бетоны и растворы на гидрофобном цементе отличаются меньшим водопоглощением, большей морозостойкостью и водонепроницаемостью, чем на обычном цементе. Наряду с портландцементом можно гидрофобизировать также шлаковые, глиноземистые и другие виды цемента.
Смеси портландцемента
Портланд-пуццолановый цемент — это тип гидравлического цемента, который производится путем смешивания портландцемента с пуццолановыми материалами, такими как зола-уноса или микрокремнезем. Пуццолановые материалы улучшают обрабатываемость и долговечность цемента, делая его пригодным для различных строительных применений.
Портланд-пуццолановый также включает в себя цементы, изготовленные из других природных или искусственных пуццоланов. В странах, где доступен вулканический пепел (например, Италия, Чили, Мексика, Филиппины), эти цементы часто являются наиболее распространенной формой использования.
Добавление микрокремнезема может дать исключительно высокую прочность. Иногда производятся цементы, содержащие 5–20% микрокремнезема. Считается, что оптимальная добавка составляет 10%. На практике микрокремнезем чаще добавляют в цементную смесь при ее приготовлении.
Портланд-пуццолановый получают совместным помолом портландцементного клинкера (60-80%), активной минеральной добавки (20-40%) и небольшого количества гипса. От обычного портландцемента он отличается повышенной коррозионной стойкостью (особенно в мягких и сульфатных водах), меньшей скоростью твердения и пониженной морозостойкостью. Портланд-пуццолановый применяют в основном для получения бетонов используемых в подводных и подземных сооружениях.
Шлаковый цемент
Шлаковый цемент — название цементов, получаемых совместным помолом гранулированных доменных шлаков с добавками-активизаторами (известь, строительный гипс и др.) или смешением этих раздельно измельченных компонентов. Различают шлаковый как известково-шлаковый с содержанием извести 10-30% и гипса до 5% от массы цемента и сульфатно-шлаковый с содержанием гипса или ангидрита 15-20%, портландцемента до 5% или извести до 2%. Шлаковый применяют для получения строительных растворов и бетонов, используемых преимущественно в подземных и подводных сооружениях. Известково-шлаковый наиболее эффективен в производстве автоклавных материалов и изделий.
Расширяющийся
Расширяющийся цемент — название группы цементов, обладающих способностью увеличиваться в объёме в процессе твердения. У большинства расширяющихся цементов увеличение размера происходит в результате образования в среде гидратирующегося вяжущего вещества высокоосновных гидросульфоалюминатов кальция. Их объём значительно превышает объём исходных твёрдых компонентов. Полное расширение цемента составляет 0,2-2%.
Наибольшее распространение среди расширяющихся цементов получили водонепроницаемый расширяющийся, глиноземистый портландцемент, а также напрягающий цемент. Все расширяющиеся цементы лучше твердеют и показывают большее расширение во влажных условиях. Благодаря высокой водонепроницаемости, расширяющиеся цементы применяются для заделки стыков сборных железобетонных конструкций, создания надёжной гидроизоляции при возведении некоторых гидротехнических сооружений и т.п.
Расширяющиеся цементы содержат, помимо портландского клинкера, расширяющиеся клинкеры (обычно сульфоалюминатные клинкеры) и предназначены для компенсации эффектов усадки при высыхании, обычно встречающихся в гидравлических цементах. Этот цемент может использоваться для изготовления бетона для плит перекрытий (площадью до 60 м2) без усадочных швов.
Водонепроницаемый расширяющийся
Водонепроницаемый расширяющийся цемент представляет собой быстросхватывающее и быстротвердеющее гидравлическое вяжущее вещество. Оно производится путем совместного помола и смешивания измельченных глиноземистого цемента, гипса и высокоосновного гидроалюмината кальция. Цемент характеризуется быстрым схватыванием. Начало процесса около 4 мин., конец не позднее 10 мин. с момента замеса.
Линейное расширение образцов из цементного теста твердеющих в воде в течении 1 сут. должно быть в пределах 0,3-1%. Этот цемент применяют для заделки и гидроизоляции швов тюбингов, раструбных соединений, создания гидроизоляционных покрытий, заделки стыков и трещин в железобетонных конструкциях и т.д.
Глинозёмистый
Глинозёмистый цемент — быстротвердеющее гидравлическое вяжущее вещество. Это продукт тонкого измельчения клинкера получаемого обжигом (до плавления или спекания) сырьевой смеси, состоящей из бокситов и известняков. Обжиг и плавление сырьевой смеси производят в доменных электрических вращающихся печах или в вагранках.
По содержанию Al2O3 в готовом продукте различают обычный глинозёмистый (до 55%) и высокоглинозёмистый цемент (до 70%). Температура плавления сырьевой шихты обычного глинозёмистого цемента 1450-1480°C, высокоглинозёмистого цемента — 1700-1750°C. Глинозёмистый характеризуется быстрым нарастанием прочности, высокой экзотермией при твердении, повышенной стойкостью против коррозии в сульфатных средах и высокой огнеупорностью. По сравнению с портландцементом глинозёмистый цемент обеспечивает получение бетонов и растворов большей плотности и водонепроницаемости.
Напрягающий цемент
Это разновидность расширяющегося цемента, получаемая совместным помолом портландцементного клинкера (65%), глинозёмистого шлака (15%), гипсового камня и извести (5%).
Напрягающий цемент — быстросхватывающееся и быстротвердеющее вяжущее прочность растворов (состава 1: 1) через 1 сутки достигает 200-300 кгс/см2.
Затвердевший напрягающий цемент обладает высокой водонепроницаемостью. Расширяясь в процессе твердения напрягающий цемент развивает высокое давление -30-40 кгс/см2 , которое может быть использовано для получения предварительно напряжённых железобетонных конструкций с натяжением арматуры в одном или нескольких направлениях.
Напрягающий цемент целесообразно применять для производства напорных труб, возведения ёмкостных сооружений и некоторых тонкостенных железобетонных конструкций.
Сульфатостойкий
Сульфатостойкий цемент — разновидность портландцемента. По сравнению с обычным портландцементом сульфатостойкий цемент обладает повышенной стойкостью к действию минерализованных вод, содержащих сульфаты. меньшим тепловыделением, замедленной интенсивностью твердения и высокой морозостойкостью.
Сульфатостойкий получают тонким измельчением клинкера нормированного минералогического состава. Предназначается для изготовления бетонных и железобетонных конструкций, гидротехнических и др. сооружений, испытывающих воздействие агрессивной сульфатной среды (например морской воды). Особенно в условиях переменного увлажнения, чередующихся замерзания и оттаивания.
Заключение:
Используя эти цементы как по отдельности, так и в сочетании, можно получить очень качественные и необычные смеси для декоративных работ в саду и строительных на приусадебном участке.
Статьи по теме: