Прочность цемента
Наиболее важной характеристикой цементов является предел прочности при сжатии. В зависимости от прочности на сжатие цементы делятся на марки. Наиболее распространенная марка цемента в строительстве - 400. Определить марку цемента можно в строго лабораторных условиях при соблюдении всех требований ДСТУ. Для определения марки цемента необходимо приготовить цементно-песчаный раствор с соотношением по массе 1:3 и отношением воды к цементу (В/Ц) равным около 0,4. Данный раствор необходимо уложить в формочки и уплотнить. После 1 суток хранения в специальной влажной камере балочки расформировывают и кладут на дальнейшее хранение в воду! Через 28 суток балочки необходимо извлечь и испытать на прессе. Предел прочности при сжатии в возрасте 28 суток покажет марку цемента. Для марки цемента 400 - это означает, что прочность призмы на сжатие должна быть не менее 400 кгс/см2. Если фактическая прочность (активность цемента) - 460 кгс/см2, то это тоже марка 400, только с запасом прочности. Существуют марки - 300, 400, 500 и 600. На цементе более высокой марки можно сделать более прочный бетон, но также на цементе марки 400 можно сделать бетон марки 500 и выше, а на цементе марки 500 бетон марки 300. Важно установить оптимальный расход цемента, соотношение заполнителей и запроектировать наиболее экономичный состав бетона.
Гидратация цементов
Портландцемент представляет собой тонкоизмельченный порошок, состоящий из множества частиц размером от 0,2 мкм до 100 мкм и выше. Стоит только добавить воды, как начинается необратимая реакция взаимодействия цементных зерен с водой - гидратация. Клинкерные минералы, получаемые после обжига в печи, взаимодействуют с водой и образуют кристаллы, эти кристаллы растут в пространстве, заполненном водой, врастают друг в друга и в итоге формируют твердую структуру. Вода на раннем этапе играет роль пластификатора или разжижителя. Именно этим и обусловлена подвижность бетонной смеси. По мере протекания химической реакции пространство между частицами цемента заполняется продуктами химической реакции. Начинается процесс схватывания бетона. Это время обычно составляет от 2 до 4 часов и более, которое зависит от погодных условий, типа цемента, условий твердения, химических добавок. Через несколько дней, когда бетон окрепнет, создается ощущение того, что бетон уже затвердел. Но это обманчиво. Просто он набрал некоторую прочность, например 5- 15 МПа (это 50-150 кгс/см2). Но процессы химической реакции будут продолжаться до тех пор, пока благоприятствуют необходимые температурно-влажные условия и остаются непрореагировавшие зерна цемента.
Схватывание цемента
Схватывание - процесс перехода цементного теста из пластичного состояния в твердое (за счет увеличения количества кристаллов в ходе гидратации). Для цемента важны характеристики начала и конца сроков схватывания. Начало сроков схватывания - время в течение которого необходимо приготовить бетон, раствор, доставить его на стройплощадку и уложить в форму. Конец сроков схватывания - определяет время, после которого необходимо проводить обработку поверхности. Схватывание цемента регулируются на цементных заводах добавкой гипса при помоле портландцементного клинкера. Сроки схватывания зависят от температуры бетонирования. При 20°С схватывание наступает через 1,5-2,5 часа. При температуре 10°С сроки схватывания удлиняются. Также они зависят от температуры самой бетонной смеси. Если в бетон попадает горячий цемент (свыше 60°С) используется накаленный на солнце щебень, песок, используется горячая вода, что приведет к проблемам схватывания. В зимний период если температура окажется ниже 5°С, а температура воздуха ниже 0°С, то бетонная смесь может замерзнуть. Регулирование сроков схватывания можно добавлением химических добавок (замедлителей или ускорителей).
Теплота гидратации
Химические реакции при твердении цемента происходят с выделением тепла. Например большое выделение тепла может положительно сказаться на твердении бетона в условиях пониженных температур, но этот же эффект для массивного бетона может привести к образованию внутренних трещин, поскольку возникает существенная разница температур на поверхности бетона и внутри бетона. Температура внутри массивного бетона может повышаться до 60°С и выше. А риск образования термических трещин возникает тогда, когда разница температур на 1м бетона превышает 20°С. Поэтому для массивного бетона необходимо применять цементы с низким тепловыделением. В основном количество выделяемого тепла зависит от марки цемента. При строительстве дамб, плотин, массивных фундаментов и других сооружений, где возможны существенные повышения температур внутри бетона используют марку ШПЦ III/А - 400 , но в зимний период этот цемент будет отличаться существенным замедлением прочности, поскольку выделяемого цементом тепла будет недостаточно для защиты от холода.
Хранение цемента
Завод-изготовитель гарантирует соответствие свойств поставленного цемента требованиям стандартов при соблюдении правил транспортирования и хранения. Срок гарантийного хранения устанавливается на конкретный вид цемента. Для обычных цементов - 60 суток, для высокомарочных 45 суток. Когда гарантийный срок хранения истек, это не означает, что цемент потерял все свои свойства. Как следствие истекшего срока хранения, может произойти его слёживание, слипание частиц, частичная гидратация и такой цемент может показать более низкую прочность и пластичность. Поэтому цемент нужно хранить в сухих помещениях, не допускать загрязнений инородными включениями, не смешивать разные типы цементов и не повредить упаковки цемента в таре (мешках).
Транспортировка цемента
Железная дорога
Для транспортировки цемента по железной дороге используют: вагон хоппер, пневмовагон, (навалом) грузоподъемностью 67 - 72 тон, крытый вагон (тарированный) грузоподъемностью 64 - 68тон. Для каждого из видов вагонов отдельно рассчитывается железнодорожный тариф. Также имеет значение тоннаж и перевозимый груз.
Автотранспорт
Для перевозки цемента навалом используется автоцементовоз грузоподъемностью 9тн - 35тн. Полуприцеп-цистерна стройматериаловоз - предназначен для бестарной перевозки строительных порошкообразных материалов (цемента, минерального порошка, гипса и др.) по автомобильным дорогам I-III категорий условий эксплуатации. Полуприцеп оснащен компрессорным агрегатом для пневморазгрузки и пневмосамозагрузки. Тарированный цемент перевозится бортовыми машинами. Автобетоносмеситель - предназначен для приема дозированных компонентов бетонной смеси и последующего приготовления смеси в пути следования или по прибытии на строительный объект, а также для доставки готовой бетонной смеси и выгрузки ее потребителю.
Водный транспорт
Морские перевозки. Морская перевозка - это решение вопроса доставки большой партии на особо удалённое расстояние. Этот вид транспортировки намного выгоднее для потребителя так как резко снижает затраты на транспортировку (это в несколько раз дешевле чем ж/д) и в тоже время резко снижает время поставки партии до конечного потребителя. Для Украины поставка водным транспортом определяется экспортными позициями.
Покупка цемента
Несколько советов тому, кто собрался купить мешок цемента. 1. Кто является основными поставщиками тарированного (мешкового) цемента? - Во-первых, это цементные заводы. - Во-вторых, это частные компании, которые занимаются фасовкой цемента, т.е. получают россыпной цемент и тарируют (фасуют) его в мешки. 2. Стоит ли слушать продавца? - Как правило, в 90% случаев, продавец и понятия не имеет, что содержит мешок, на котором написано (или даже не написано) слово "цемент", поэтому доверять продавцу в этом случае не стоит, он, скорее всего, неумышленно, может Вам дать абсолютно искаженную информацию о виде и марке, выбранного Вами цемента. 3. Что означает маркировка на мешке? - Цемент бывает разный, и маркировка каждого вида и подвида цемента должна быть своя, узаконенная, согласно ГОСТам. Но Вам не стоит этим забивать себе голову, т.к. в магазинах Вы найдете, в основном, только следующие марки цемента: ПЦ 400-Д0, ПЦ 400-Д20, ПЦ 500-Д0 и ПЦ 500-Д20. Иногда производители "забывают" писать "Д0" и "Д20", а вместо ПЦ (портландцемент) пишут "М" (марка). Это не очень страшно, т.к. Вы все равно, почти наверняка, имеете дело с портландцементом (т.к. все спеццементы гораздо дороже), а обозначения "Д0" и "Д20" больше интересуют профессиональных строителей, т.к. одного цемента нужно класть в бетон чуть больше (Д20), а другого чуть меньше (Д0). Для справки заметим, что бездобавочный цемент (Д0) стоит немного дороже цемента с добавками (Д20). 4. Какой цемент лучше: четырехсотый или пятисотый? - Лучше шестисотый! Если Вы не собираетесь использовать цемент для строительства фундамента для 10-ти этажной дачи, то четырехсотый цемент Вас устроит по всем характеристикам. Хотя ничего страшного не произойдет, если Вы и для кладки кирпичей будете использовать пятисотый цемент, но и лучше кладка от этого не станет! 5. Что делать, если нужен: сульфатостойкий и т.д. цемент? - Вам будет достаточно проблематично, т.к. ни один из заводов, не выпускает спеццементы в мешках, а частным компаниям нет смысла заниматься фасовкой спеццементов, т.к. спрос на них не велик. Цены на спеццементы иногда на порядок выше, чем на портландцементы, так что, если Вам на рынке предложат тампонажный цемент по цене портландцемента или немного дороже - не верьте, Вас обманывают. 6. Так все-таки, какой цемент покупать? - Старайтесь покупать цемент, тарированный (расфасованный) на заводе-изготовителе. Этот цемент легко отличить по качественно сделанной маркировке, с указанием адреса завода-изготовителя (именно завода, а не компании) и телефонов отдела сбыта. Только в этом случае Вы приобретаете именно тот цемент, который указан на упаковке, хотя и заводы иногда "грешат" тем, что за отсутствием мешков с нужной маркировкой, цемент расфасовывается в те мешки, которые есть на складе. Но в любом случае это будет ЦЕМЕНТ, а не непонятный порошок серого цвета.