Что такое портландцемент

Цементы — это собирательное название искусственных неорганических вяжущих материалов. При смешивании с водой или другими жидкостями цементы образуют пластичную массу, которая со временем затвердевает и превращается в прочное камневидное тело. Цемент состоит из клинкера (см. ниже) и, при необходимости, гипса или его производных и добавок Существует несколько разновидностей цемента: безусадочный, быстросхватывающийся, водонепроницаемый расширяющийся, высокоглиноземистый, глиноземистый, гидротехнический, гипсоглиноземистый расширяющийся, гипсошлаковый, зольный, кислотоупорный, кладочный низкомарочный, напрягающий, нефелиновый.

В массовом строительстве наиболее часто используется портландцемент.

Портландцемент — это гидравлическое вяжущее вещество, получаемое тонким измельчением клинкера и гипса (до 3,5%). При помоле возможно введение минеральных добавок: шлаков (до 20%), глиежей (до 10%) и прочих активных минеральных - до 15%. Разновидности портландцемента: белитовый, белый, высокопрочный, гидрофобный, дорожный, низкотермичный, песчанистый, пластифицированный, пуццолановый, цветной.

История портландцемента начинается 21 октября 1824 года, когда английский каменщик Джозеф Аспдин получил патент на вещество, которое назвал «портландцемент», поскольку его цвет напоминал серый цвет скал, находившихся вокруг города Портланд. Приблизительно в это же время, в России, вещество, подобное цементному клинкеру, было получено и применено Е.Г.Челиевым. Первое упоминание о нем относится к 1847 году.

Портландцементный клинкер представляет собой систему из нескольких искусственных минералов, образовавшихся при обжиге сырьевой смеси. Отдельные составные части клинкера нельзя различить невооруженным глазом, так как клинкер состоит из тонкозернистых кристаллических, а также аморфных фаз. Примерный минералогический состав портландцементного клинкера:

1. Трехкальциевый силикат (алит) — 3 СаО × SiO2 — 40–65%;2. Двухкальциевый силикат (белит) — 2 СаО × SiO2 — 15–45%;3. Трехкальциевый алюминат — 3 СаО × Al2O3 — 4–12%;4. Четырехкальциевый алюмоферрит — 4 СаО × Al2O3 × Fe2O3 — 12–25%.

Суммарное содержание алита и белита обычно находится в пределах 70–80%. Следовательно, в портландцементном клинкере количественно преобладают силикаты кальция. Поэтому данный цемент одно время называли силикатным.

Кроме указанных важнейших минералов в клинкере содержатся в небольших количествах и другие алюминаты и алюмоферриты кальция, а также феррит кальция. Наряду с кристаллическими фазами в клинкере имеется аморфное вещество в виде незакристаллизованного стекла (6–10%). В небольших количествах (не более 5%) в клинкере содержится окись магния, так как карбонат магния – это почти неизбежная природная примесь в известняках. В клинкере иногда встречается свободная окись кальция (до 1%) как результат неполного обжига клинкера, т.е. погрешностей в технологии обжига. Наконец, в клинкере могут быть соединения (до 1–2%), образованные щелочными окислами – окисями натрия и калия. Эти окислы переходят в клинкер из сырьевых материалов и золы твердого топлива.

При подготовке ответа были использованы следующие материалы:

• ГОСТ 30515-97 "Цементы. Общие технические условия" (также в PDF)
• http://www.stroyportal.ru - статья "Характеристика клинкера"
• http://www.topdom.ru - статья "Что такое цементный клинкер и каковы его свойства?"

Дополнительные материалы:

• Про цемент.ру - все о цементе