Портландцемент. 
Декоративное покрытие зданий

Наиболее широкое применение в производстве бетона получил портландцемент.

Портландцемент — гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде (лучше всего) или на воздухе. Он представляет собой порошок серого цвета, получаемый тонким помолом клинкера с добавкой гипса. Клинкер получают путем равномерного обжига до спекания тщательно дозированной сырьевой смеси, содержащей около 75 … 78% СаСО₃ .Для получения цемента высокого качества необходимо, чтобы его химический состав, а, следовательно, и состав сырьевой смеси были устойчивы.

Прочность цемента при сжатии колеблется от 30 до 60 МПа. Соответственно прочность балочек на изгиб составляет 4,5…6,5 МПа. Цементы с прочностью от 30 до 40 МПа относят к марке 300, с прочностью 40…50 МПа к марке 400 и т. д. В строительстве применяют цементы марок 300, 400, 500, 550, 600. Повышение прочности цемента на 1 МПа приводит к снижению расхода цемента на 2 … 5 кг/м³, причем более заметное снижение наблюдается в высокопрочных бетонах. Если предположить, что учет активности цемента позволяет использовать в расчетах данные о прочности цемента на 2 … 4 МПа более высокие, чем по его марке, то это будет обеспечивать экономию цемента 5 … 20 кг/м³ бетона.

Цементная промышленность выпускает в основном цементы М400 … 550, а по особому заказу — М600.

В бетонах желательно применять цементы с пониженной нормальной густотой. Портландцемент имеет тонкий помол: через сито № 008 должно проходить не менее 85% общей массы цемента. Средний размер частиц цемента составляет 15 … 20 мкм. Истинная плотность портландцемента без добавки составляет 3,05 … 3,15 г/см³. Насыпную плотность портландцемента при расчете состава бетона условно принимают в уплотненном состоянии 1,3 кг/м³.

Портландцемент не содержит в своем составе минеральных добавок, кроме гипса. Чисто клинкерный портландцемент без добавок применяют для высокопрочных бетонов, в производстве сборного железобетона, особенно предварительно напряженных конструкций, при строительстве в особых условиях — на Севере и в районах с сухими жарким климатом.

В качестве вяжущего вещества в данном проекте используют портландцемент Чернореченского цементного завода (г. Искитим) марки 400. Портландцемент должен удовлетворять требованиям ГОСТ 10 178–90.

Тонкость помола определяется просеиванием на сите № 008 (ГОСТ 6613−86), остаток на сите не более 15%. По стандарту требуется, чтобы начало схватывания наступало не ранее, чем через 45 мин, а конец схватывания не позднее, чем через 10 часов с момента затворения цемента для конструктивно-теплоизоляционного бетона 2500−3000 см²/г.

Для регулирования сроков схватывания при помоле к клинкеру добавляют 1,5−3,5% гипса от массы цемента. Истинная плотность портландцемента без добавки 3,05−3,15 г/см³; плотность портландцемента при расчете состава бетона условно принимается в уплотненном состоянии 3 кг/м³.

Белые портландцементы следует изготовлять в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке.

По вещественному составу белые портландцементы подразделяют на виды:

портландцемент белый (без минеральных добавок и добавок-наполнителей);

портландцемент белый с добавками (с активными минеральными добавками и добавками-наполнителями не более 20%).

По белизне белые портландцементы подразделяют на три сорта: 1, 2 и 3.

По прочности при сжатии в 28-суточном возрасте белые портландцементы подразделяют на марки: 400 и 500.

Условное обозначение белых портландцементов должно состоять из:

наименования цемента — портландцемент белый (допускается применять аббревиатуру наименования — ПЦБ);

сорта цемента — по п. 1.2.2;

марки цемента — по п. 1.2.3;

обозначения максимального содержания добавок в цементе (вида цемента) — Д0, Д20;

обозначения пластификации или гидрофобизации цемента — ПЛ, ГФ;

обозначения настоящего стандарта.

Пример условного обозначения белого портландцемента с добавками, 2-го сорта, марки 400: Портландцемент белый 2−400-Д20-ГОСТ 965−89.

При производстве белых портландцементов применяют:

белый портландцементный клинкер, по химическому составу соответствующий технологическому регламенту;

гипсовый камень по ГОСТ 4013. Допускается применение фосфогипса, борогипса, фторогипса по соответствующей нормативно-технической документации (НТД);

добавки по соответствующей НТД.

В белом портландцементе не допускается содержание активных минеральных добавок и добавок-наполнителей, а в белом портландцементе с добавками допускается их суммарное содержание до 20% массы цемента, в том числе активных минеральных добавок осадочного происхождения не более 10% и добавок-наполнителей не более 10%.

Допускается введение в белые портландцементы специальных добавок не более 2% массы цемента.

Допускается введение в белые портландцементы технологических добавок, не ухудшающих их строительно-технические свойства, не более 1%, в том числе органических не более 0,15% массы цемента.

Допускается по согласованию изготовителя с потребителем введение в белые портландцементы пластифицирующих или гидрофобизующих добавок не более 0,5% массы цемента в пересчете на сухое вещество добавки.

Предел прочности белых портландцементов при сжатии в возрасте 28 сут. должен быть не менее:

• 39,2 МПа — для гарантированной марки 400;
• 49,0 МПа — «» «» «500.

Коэффициент вариации предела прочности белых портландцементов каждого вида и марки при сжатии в возрасте 28 сут, рассчитанный по результатам испытаний за квартал, не должен быть более 7%.

Изготовитель должен определять активность при пропаривании каждой партии белых портландцементов.

Коэффициент отражения света в процентах абсолютной шкалы должен быть не менее:

• 1) белыми портландцементами сортов:
• 1-го — 80,
• 2-го — 75,
• 3-го — 70;
• 2) минеральными добавками:

наполнителями — 80,.

активными — 75;

3) гипсом — 70.

Содержание ангидрида серной кислоты (SO (3)) в белых портландцементах должно быть не более 3,5% по массе.

Содержание в белом портландцементном клинкере оксида магния (MgO) не должно быть более 4%, закиси железа (FeO) — более 0,5%, нерастворимого остатка — более 1,5% по массе.

Начало схватывания белых портландцементов должно наступать не ранее 45 мин, а конец — не позднее 10 ч от начала затворения.

Белые портландцементы должны показывать равномерность изменения объема при испытании образцов кипячением в воде.

Тонкость помола белых портландцементов должна быть такой, чтобы остаток на сите с размером ячейки 0,08 мм по ГОСТ 6613 был не более 12% массы просеиваемой пробы или чтобы удельная поверхность была не менее 250 кв. мХкг_-1.

Белые портландцементы не должны обладать признаками ложного схватывания.

Маркировка и упаковка: Белые портландцементы маркируют и упаковывают по ГОСТ 22 237.

Цветные портландцементы. По цвету портландцемент подразделяют на: красный, желтый, зеленый, голубой, розовый, коричневый и черный.

По механической прочности портландцемент подразделяют на марки: 300, 400 и 500.

Портландцемент должен изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическим регламентам, утвержденным в порядке, установленном министерством-изготовителем.

Портландцемент должен содержать не менее 80% клинкера, не более 6% активной минеральной добавки, не более 15% минерального, искусственного или природного пигмента или не более 0,5% органического пигмента от массы цемента.

Белый клинкер должен быть белизной не менее 68% абсолютной шкалы по ГОСТ 965–78.

Допускается для портландцемента желто-красной гаммы и коричневого цвета применять отбеленный клинкер белизной не менее 40% абсолютной шкалы, а для черного — обыкновенный клинкер.

Активные минеральные добавки осадочного происхождения белизной не менее 68% абсолютной шкалы должны удовлетворять требованиям ОСТ 21−9-74.

Допускается для портландцемента желто-красной гаммы и коричневого и черного цветов применять добавки белизной не менее 40% абсолютной шкалы.

Красящие пигменты должны обладать щелочеи светостойкостью, не должны содержать примесей, оказывающих вредное влияние на морозостойкость и прочность цементного камня, и соответствовать нормативно-технической документации на пигменты и красители.

Гипсовый камень должен удовлетворять требованиям ГОСТ 4013–74.

По согласованию с потребителем допускается введение в портландцемент при его помоле поверхностно-активных пластифицирующих и гидрофобизирующих добавок в количестве не более 0,3% его массы в пересчете на сухое вещество.

Допускается вводить в портландцемент специальные добавки, улучшающие его декоративные свойства, в количестве не более 2% массы цемента.

Содержание окиси магния (MgO) в клинкере не должно быть более 5%, содержание свободной окиси кальция (CaOсв.) не должно быть более 1,5% по массе.

Содержание ангидрида серной кислоты (SO (3)) в портландцементе не должно быть более 3,5% массы цемента.

Портландцемент должен быть однородным по цвету в пределах отгружаемой партии и сохранять свой цвет при тепловлажностной обработке и воздействии ультрафиолетовых лучей.

Цвет портландцемента должен соответствовать эталону, утвержденному Минстройматериалов СССР.

Эталоном служит образец портландцемента или цементная окраска. Образцы-эталоны утверждаются для каждого завода.

Предел прочности образцов из цемента, изготовляемых и испытанных по ГОСТ 310.4−81 через 28 сут с момента изготовления, должен быть не менее значений, указанных в таблице.

Таблица 2.

Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, а конец — не позднее 12 ч от начала затворения.

Портландцемент должен показывать равномерность изменения объема при испытании образцов кипячением в воде.

Тонкость помола цемента должна быть такой, чтобы при просеивании пробы сквозь сито с сеткой № 008 по ГОСТ 6613–86, проходило не менее 90% массы просеиваемой пробы.

Цемент высшей категории качества должен удовлетворять следующим дополнительным требованиям:

обладать стабильными показателями прочности при сжатии, коэффициент вариации прочности для цемента марок 300 и 400 должен быть не более 5%, а для цемента марок 500 — не более 3%.

Красящие пигменты должны удовлетворять следующим нормативно-техническим документам:

для цементов красного и розового цвета — руда железная красковая гематитовая по ТУ 14−9-71−74;

для цементов голубого цвета — голубой фталоцианиновый пигмент по ГОСТ 6220–76;

для цементов желтого цвета — желтый железоокисный пигмент по ГОСТ 18 172–80;

для цементов зеленого цвета — зеленый фталоцианиновый пигмент по ТУ 6−14−488−76;

для цементов коричневого цвета — смесь руды железной красковой гематитовой по ТУ 14−9-71−74 и пероксида по ТУ 14−9-50−73.