Состав цемента и его гидратация
Как ранее уже было указано, на твердение портландцемента влияют четыре минеральных ингредиента, полученные при производстве этого связующего продукта. Поведение каждой составляющей значительно отличается и зависит о стадии схватывания монолита. Одни компоненты реагируют на появление воды немедленно, иные дожидаются своей очереди, а некоторые вообще вроде бы не участвуют в процессе.
Но все они при взаимодействии с водой начинают химическую реакцию, обеспечивающую нарастание, затем сцепление, а в итоге осаждение кристаллов насыщенных влагой соединений. Если рассматривать мероприятие с точки зрения химика, то оно является кристаллизацией.
Ускорение затвердевания бетона
Современные технологии могут ускорить процесс созревания бетона в десятки раз. Для этого используется или автоклавная обработка, иначе называемая запарка бетонной плиты.
Помещенная в автоклав бетонная плита обрабатывается паром при высоком давлении.
Такая обработка в течение 15 часов позволяет достичь крепости бетона сравнимой с той, которая могла быть достигнута в течение года обычного застывания.
Используют и химические способы. В замешанную бетонную смесь М 150 добавляют или сульфат натрия, или азотную кислоту.
Процентное содержание ускорителей не должно превышать 3-4%. Производители выпускают и цементные смеси, уже содержащие добавки для ускорения застывания.
Средний срок затвердевания такой смеси составляет две недели.
Период схватывания цемента
В течение своей жизни свежезалитая бетонная конструкция проходит несколько стадий твердения:
- Схватывание бетона (цемента);
- Набор марочной прочности:
- Окончательное твердение и высыхание.
При этом рассматриваемое в этой статье время схватывания цемента является короткой стадией, в общем случае зависящей от температуры окружающей среды, а в частном случае от использования специальных добавок.
При классической схеме бетонных работ (температура окружающей среды составляет 20 градусов Цельсия или около 20 градусов Цельсия) начало схватывание бетона происходит через 2 часа после затворения его компонентов, а конец схватывания через 3-4 часа после затворения компонентов. Другими словами в нормальных «температурных» условиях период схватывания составляет всего-навсего 1 час. Для справки. В условиях промышленного изготовления изделий ЖБИ, процесс схватывания бетона составляет не более 10-20 минут.
Марки цементных растворов
Вначале нужно сделать два уточнения.
Первое: в строительстве цементом называется целая группа вяжущих смесей, несмотря на значительные различия в их составе. Наиболее широко используется портландцемент, пуццолановый портландцемент, шлакопортландцемент, а также глиноземистый цемент. В эту группу входят расширяющиеся цементные и еще многие другие смеси.
Второе: непрофессионалы часто путают цементный и бетонный составы. Это ошибка, поскольку цементный раствор готовится путем смешивания в определенных пропорциях цемента и песка, а для приготовления бетонного в состав добавляется еще гравий или щебень.
График отношения воды к цементу для цементов разных марок.
Хороший цемент должен обладать хорошей вяжущей способностью. В подавляющем большинстве случаев для приготовления растворов из цемента используют марки М200, М300, М400, М500, М600. Чем выше марка, тем приготовленный цементный раствор будет качественнее и прочнее.
В зависимости от используемого цемента и количества добавляемого в смесь песка растворы цемента тоже делятся на марки. В частном строительстве обычно используются марки 15, 25, 50, 75, 100, 150 и 200. В промышленном строительстве для придания возводимой конструкции сверхпрочности иногда используется цементный раствор М300.
В отличие от бетонной смеси, которую при больших объемах рациональнее покупать в готовом виде на специализированных заводах, цементный раствор практически всегда готовится на строительной площадке. Чтобы получить нужную марку, необходимо смешать в определенной пропорции цемент и песок.
Например, для приготовления состава М100 можно использовать цемент М300 и песок в пропорции 1:3, при использовании цемента М400 эти пропорции будут 1:4, а при использовании цемента М500 — 1:5. Для приготовления раствора М200 эти пропорции будут такими: при использовании М400 — 1:2; при использовании М500 — 1:2,5; при использовании М600 — 1:3.
В приведенных примерах несложно заметить, что расход цемента, независимо от его марки, всегда остается одинаковым, а изменяется только количество расходуемого песка. Поэтому, соблюдая нужные пропорции, несложно приготовить цементную смесь практически любой марки
Очень важно при этом не зацикливаться на марке используемого для приготовления вяжущего, а добиваться нужной марки окончательного продукта
МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ
3.1. Определение физико-механических свойств цементов производят по ГОСТ 310.1 — ГОСТ 310.4.
3.2. Химический анализ клинкера и цемента производят по ГОСТ 5382.
При этом массовую долю в клинке* оксида магния ( ) устанавливают по данным приемочного контроля производства. ______________________ * Текст документа соответствует оригиналу. — Примечание изготовителя базы данных.
3.3. Вид и количество добавок в цементе определяют по методике головной организации по государственным испытаниям цемента в пробе, отобранной на заводе-изготовителе.
3.5. Наличие признаков ложного схватывания цемента проверяют по методике головной организации по государственным испытаниям.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
3.6. (Исключен, Изм. N 1).
От чего зависит время высыхания цемента
На прочность, долговечность, соответствие заявленным характеристикам смеси влияют несколько факторов, в том числе сколько застывает цемент. Регулировать этот процесс можно двумя способами: температурой и выбором марки связующего.
Немаловажным фактором для определения — сколько сохнет цементный раствор, становится температура. Оптимальным значением для этой операции является диапазон 15-25° C. При более низкой температуре время существенно увеличивается. Значения выше 30° C тоже не очень благоприятно влияют на качество застывающей смеси. Необходимо применять дополнительные меры по предотвращению преждевременного высыхания и контролю над происходящим процессом.
Самое быстрое и качественное затвердение бетона происходит при применении технологии, использующейся на предприятиях по выпуску ЖБИ. Сколько времени застывает цемент при формировании, например, плит перекрытия? Через 12-18 часов бетон набирает 90% от заявленной прочности. Такая скорость высыхания возможна только на специальном оборудовании, которое обеспечивает герметизацию изделия, нужную температуру, указанную марку прочности и некоторые другие условия. Точная дозировка состава, вибрационная обработка, прогрев изделия паром, исключение потерь влаги — непременные условия изготовления изделий ЖБИ.
Добиться таких показателей на строительной площадке невозможно. Поэтому точно знать сколько времени застывает цемент в обычных условия можно на упаковке продукции. Там указаны рекомендуемые пропорции, температурный режим и срок затвердевания смеси. Производитель может вводить присадки в состав для получения специальных качеств, поэтому точное время может несколько отличаться даже у одинаковых марок цемента. Нужно знать основной принцип — сколько сохнет обычный цемент в стандартных условиях. 28 суток считается необходимым минимум для достижения эксплуатационных качеств смеси. Далее процесс существенно замедляется и упрочнение за последующий год составляет не более 10%.
Необходимое количество пропорций в бетон для заливки фундамента
В данном случае понадобится: одна часть воды и цемента, три части песка и четыре части щебня. Если говорится об одной части, то чаще всего речь идет о ведре. Исходя из этих пропорций замешивание бетона выполняется следующим образом:
В емкость добавляется 2 ведра воды. В зависимости от степени влажности песка, возможно воду придется добавлять в процессе перемешивания. После этого, туда же высыпается два ведра цемента. По мере его добавления состав необходимо тщательно перемешивать до получения однородной массы.
Не прерывая замеса добавьте в бетономешалку шесть ведер песка.
После этого, в цементный раствор нужно засыпать 8 ведер щебня. Все это время процесс перемешивания должен производиться беспрерывно. После добавления последней части щебня, еще раз основательно все перемешайте и можно приступать к заливке фундамента..
Основные стадии затвердевания
Непосредственно процесс затвердевания монолита делится на два этапа. Сначала раствор схватывается, а затем твердеет. Первая стадия длится примерно сутки после приготовления смеси. На ее скорость влияет в основном только температура окружающего воздуха:
- Когда термометр показывает около 20° тепла, бетон схватится примерно через пару часов после замешивания. Окончательное же схватывание гарантировано через 3 часа. То есть, этап схватывания длится примерно час.
- Если температура воздуха 0°, такой процесс происходит дольше, может длиться даже 20 часов. Это связано с оттягиванием времени начала схватывания — процесс стартует только спустя 6–10 часов.
Все время, пока длится этап схватывания, бетон сохраняет подвижность. Он подвержен любым механическим воздействиям. При осуществлении любых мероприятий относительно еще не успевшего схватиться монолита, нужно понимать, что они удлиняют срок его первоначального схватывания.
Финальный этап получения качественного монолита — твердение раствора. Оно происходит незамедлительно после завершения предыдущей фазы. Сам такой процесс чрезвычайно медленный, нередко он тянет несколько лет. В самые первые дни твердения монолит еще динамичен, отличается нелинейностью состояния.
Два основных этапа затвердевания
Для достижения заявленных качеств необходимо соблюсти правильные пропорции при замешивании раствора. Только в этом случае будет достигнута желаемая прочность. Примерно через час после заливки смеси начинается процесс изменения ее структуры. Этот этап называют схватыванием. Сколько времени застывает цементный раствор до продолжения дальнейшей работы?
Через сутки масса становится настолько прочной, что по ней можно ходить. Но до заявленной марочной прочности еще далеко. Это был только первый этап, называемый схватыванием. Далее начинается процесс затвердевания. Через двое суток смесь набирает около 50% прочности в теплое время года.
Полную эксплуатационную нагрузку, операции по дальнейшему возведению следующего этажа рекомендуется начинать не ранее 28 суток, когда прочность бетона приближается к заявленной на 90%. Особое значение, сколько схватывается цементный раствор и каково время полного отвердения, придается времени при строительстве несущих конструкций. Мощные фундаменты, при возможности, лучше заливать за год до начала основного строительства. За это время происходят практически все процессы изменения структуры. Значимых изменений геометрии конструкции не будет. Точное время полного застывания конкретного цементного раствора определить сложно. Длиться он может годами, но через 12 месяцев эти изменения не сказываются на качестве здания.
Как долго бетон набирает прочность
Бетонное сооружение — искусственно созданный камень из смеси песка, цемента, воды, иногда с добавлением гравия, щебня. Прочные конструкции получаются после армирования – предварительной укладки каркаса из прутов арматуры под заливку раствором.
Время на полное высыхание может быть затрачено разное, имеет значение наличие дополнительных добавок, климат местности, толщина слоя заливки, количество слоев бетона.
Усредненный показатель равен 28 суткам, но, чтобы прикинуть примерные сроки, нужно точно знать пропорции сырья в общем растворе, температурные условия, уровень влажности воздуха, плотность используемой смеси.
Процесс просыхания бетона состоит из двух основных этапов – схватывание, полное отвердевание.
Схватывание раствора
Период схватывания бетонной смеси — отрезок времени, в течение которого раствор остается достаточно жидким.
Нужно доставить свежую смесь на место, залить, разровнять, завибрировать.
Продлить сроки существования сжиженной формы возможно, если для замешивания компонентов использовать бетономешалку – сырье будет находиться в постоянном движении, не успеет быстро застыть.
Состояние раствора во время заливки
Нельзя передерживать бетон в мешалке, по мере увеличения длительности вымешивания, нарушаются первоначальные свойства раствора, моментально отразится на качестве заливаемого основания.
Чем теплее на улице, тем быстрее схватится бетон. Немного продлевается время на схватывание, если на улице прошел сильный дождь – воздух становится насыщенным влагой.
Выполнять бетонирование в жару, холод одинаково плохо – бетон треснет. Оптимальная температура — 20 градусов.
Отвердевание бетона
Когда бетон уже залит, начинается набор прочности. В зависимости от погоды, дней выжидания отмечается разная степень высыхания.
Полное просыхание без оставления мокрых участков занимает 28-30 дней при 20 градусах тепла. Процентная степень отвердевания:
Таблица с данными о соотношении температуры раствора с периодом отвердевания
Чтобы полностью демонтировать опалубку, необходимо дождаться набора не менее 70% марочной прочности, но не ранее, чем через 7 дней после бетонирования (если заложена глубоко заглубленная основа). Если на улице началось похолодание, температура опустилась до 10 градусов, необходимо подождать две недели.
Сколько времени будет твердеть бетон точно сказать нельзя, основной компонент – цемент – есть трех видов: быстро отвердевающий, со средней скоростью твердения, медленно твердеющий.
Табличные значения скорости отвердевания цемента в зависимости от типа
Процесс гидратации цемента
Конечным результатом данной химической реакции является образование цементного камня. Это происходит благодаря смешению цементного клея с водой. Их взаимодействие образует кристаллогидраты, которые образуют кристаллическое соединение, удерживающее частицы и молекулы применяемого сыпучего компонента (щебень, гравий, песок и т.д.).
Как мы с вами знаем, первоначальным этапом набора прочности и сушки цемента является схватывание. Во время этого процесса происходит образование пространственных связей между молекулами. За это отвечают иглообразные кристаллы, получаемые при смешивании воды и цемента. Спустя примерно 10 часов после замеса, начинается застывание, выраженное в формировании силикатной структуры.
Спустя 28 суток образуется силикатная структура максимальной прочности (в зависимости от марки.
Стоит отметить, что несмотря на то, что реакция является экзотермической (выделяется тепло), очень важно соблюдение подходящих температурных условий. Нарушение температурного режима приведёт к снижению эксплуатационных свойств бетонной смеси
Из за этого могут появиться трещины, разрушения и дефекты.
Степень гидратации цемента напрямую зависит от соотношения воды и цемента в смеси. Она достигает своего пика в течении 1-5 лет.
Зависимость времени набора прочности от марки бетонной смеси
Логически понятно, что применение для приготовления бетонных составов разных марок портландцемента приводит к изменению времени твердения бетона. Чем выше марка портландцемента, тем меньше время для набора прочности требуется смеси. Но при использовании любой марки, будь это марка 300 либо 400, не следует прикладывать к железобетонной конструкции значительные механического характера нагрузки раньше, чем по истечении 28 дней. Хотя время схватывания бетона по таблицам, приведенным в строительных правилах, может быть и меньше. Особенно это касается бетонов, приготовленных с применением портландцемента марки 400.
| за 14 суток | за 28 суток | |||||||
| 100 | 150 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 400 | |
| 300 | 0.65 | 0.6 | 0.75 | 0.65 | 0.55 | 0.5 | 0.4 | — |
| 400 | 0.75 | 0.65 | 0.85 | 0.75 | 0.63 | 0.56 | 0.5 | 0.4 |
| 500 | 0.85 | 0.75 | — | 0.85 | 0.71 | 0.64 | 0.6 | 0.46 |
| 600 | 0.9 | 0.8 | — | 0.95 | 0.75 | 0.68 | 0.63 | 0.5 |
Проектирование, строительство и окончательное обустройство любых построек с применением железобетонных компонентов требует внимательного отношения ко всем стадиям возведения. Но от тщательности изготовления бетонных составляющих, в особенности фундаментов, в значительной степени зависит долговечность и надежность всего сооружения. Соблюдение сроков, за какое время схватываются бетонные смеси и составы, можно с уверенностью назвать основой успеха в любом строительном процессе.
Портландцемент
Портландцемент
и его разновидности являются основным вяжущим материалом в современном строительстве. Портландцемент представляет собой порошкообразное гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе, состоящее главным образом из силикатов кальция. Получают портландцемент тонким измельчением клинкера с гипсом (3 . 7 %), допускается введение в смесь активных минеральных добавок (10 . 15 %). Клинкер — продукт обжига (до полного спекания) искусственной сырьевой смеси, состоящей приблизительно из 75 % карбоната кальция (обычно известняка) и 25 % глины. Основные свойства портландцемента обусловливаются составом клинкера.
Химический состав портландцемента
. Портландцемент характеризуется довольно постоянным химическим составом. Содержание основных составляющих окислов в нем колеблется в сравнительно небольших пределах, %: СаО (64 . 67), SiО 2 (19 . 24), А l 2 О 3 (4 . 7), Fе 2 О 3 (2 . 6), MgO (не более 5), SО 3 (не менее 1,5 и не более З,5).
Минералогический состав портландцемента
. В процессе обжига сырьевой смеси перечисленные окислы вступают в химическое взаимодействие:
Минералогический состав портландцементаСырье для получения портландцемента
. В качестве сырья иногда используют природные горные породы — мергели. В них содержатся необходимые для производства портландцементов количества каронатных (75 . 78 %) и глинистых пород (25 . 22 %). В большинстве случаев необходимое сочетание пород получается искусственным путем. В этом случае в качестве карбонатных пород используются известняки, мел, известковые ракушечники; в качестве глинистых — глины, глинистые сланцы, лёссы, доменные шлаки; кроме того, в состав сырьевой смеси вводятся различные корректирующие добавки, например гипс.
Гипс необходим для регулирования сроков схватывания. С увеличением количества гипса увеличиваются (замедляются) сроки схватывания. Однако максимальное количество вводимого гипса регламентируется химическим составом портландцемента.
Влияние компонентов на гидратацию
Каждый из таких компонентов чрезвычайно важен, все они обладают специфическими характеристиками, помогающими влиять сначала на схватывание, а затем и твердение цемента. Одни начинают незамедлительно взаимодействовать с влагой, иные действуют постепенно, спустя определенное время. Рассмотрим, как на гидратацию влияет каждый ингредиент:
- Двухкальциевый силикат вступает в работу только спустя месяц после момента затвердения бетона. До этого он не участвует в процессе, ожидая своей очереди. Наличие специальных пластификаторов, присутствующих в бетонной смеси, помогает значительно сократить период бездействия без риска ухудшения прочности материала. Этот ингредиент функционируют в долгосрочной перспективе, позволяя укреплять со временем монолит бетонной заливки.
- Трехкальциевый силикат функционирует активно весь период существования цемента. Это вещество — основа смеси, именно оно запускает процесс, именуемый гидратацией. Когда он стартует, выделяется тепло, которое существенно повышает температуру смеси.
- Трехкальциевый алюминат обеспечивает процесс схватывания, поскольку он наиболее активный компонент. Это вещество обеспечивает неуклонное нарастание прочности монолита в самые первые несколько дней после заливки. Потом ингредиент работу прекращает.
- Четырехкальциевый алюмоферит, хотя и оказывает минимальное воздействие на твердение и набор прочности монолита, все равно чрезвычайно важен. Его работа стартует на финишном этапе, когда уже давно запущена процедура затвердевания цемента. Этот компонент улучшает достигнутые характеристики, тем самым завершая процесс.
Каждый перечисленный минеральный компонент определяет качество цемента, обеспечивает правильное течение процесса гидратации. Когда порошок смешивают с водой, внутри раствора немедленно появляются внутрикристаллические связи, которые определяют медленно нарастающую прочность, благодаря которой бетон в итоге приобретает состояние, схожее по параметрам с искусственным камнем.
Особенности гидратации
Из-за того, что период схватывания цемента быстротечен (45–90 минут), смесь требуется готовить незадолго до использования, оставляя время для выполнения заливки до финиша реакции, когда обрабатывать смесь уже невозможно либо бесполезно. Чтобы реакция гидратации полноценно произошла, пропорции объемов цемента с жидкостью должны соответствовать значению 3:2. Только четверть молекул воды химически связывают с порошком, остальные сохраняются в бетонных порах, имея связанный физически вид.
При уменьшении количества воды гидратация произойдет не полностью, в случае повышения ее объема — к развитию капиллярных пор внутри монолита, которые снизят его прочность. Инструкции к каждой конкретной марке цемента либо бетона всегда информируют о точных требуемых объемах составляющих.
Процесс твердения цемента
Это второй и более длительный этап, который следует сразу за схватыванием. Твердеть цемент может на протяжении многих лет. Максимальных (100%) показателей прочности смесь достигнет через несколько лет, но уже через 28 суток набирает большую часть (до 90-95%), пригодных для выполнения дальнейших работ и эксплуатации.
Обычно процесс твердения цемента запускается через сутки после начала реакции гидратации. Сначала бетон не прочный и подвержен негативному воздействию среды: частицы цемента уже кристаллизировались, скрепили заполнитель смеси вокруг себя, но пока связи чрезвычайно хрупкие и могут легко разрушиться.
Минимальные механические воздействия разрушают связи и восстановлению они не подлежат. Так, если походить по твердеющей стяжке, соединения разрушатся и уже никогда не схватятся: в местах, где было воздействие, в скором времени бетон начнет высыпаться, трескаться и крошиться.
Для обеспечения нормальных характеристик бетона застывания его нужно дожидаться правильно – в первые 14-20 дней создать влажную среду, брызгать водой при необходимости, защищать от ультрафиолета. Бетон должен застыть, но никак не высохнуть (в таком случае не избежать трещин, деформаций, увеличения усадки и других неприятностей).
Гидратация цемента – самый важный процесс, который должен проходить по технологии. Поэтому до начала работы с раствором необходимо правильно определить водо-цементное отношение, пропорции компонентов, изучить инструкцию и обеспечить раствору идеальные условия для прохождения всех реакций.
Основные стадии затвердевания
В создании монолитного бетонного сооружения или товарной железобетонной продукции принято выделять два существенных этапа: схватывание цементного раствора и твердение бетонного массива. Последовательное успешное выполнение этапов позволяет получить запланированные характеристики сооружений.
Схватывание цемента
Первый этап длится не более суток. На скорость схватывания влияют соотношение основных ингредиентов цемента, модифицирующих присадок и температуры окружающей среды.
В зависимости от состава цементные смеси различаются:
- Быстрые, начало схватывания от 45 минут после замеса;
- Медленные, по истечении 2 часов соединения с водой;
- Средние, время схватывания между 45 и 120 минутами.
Температура окружающей среды для схватывания после выбора смеси играет определяющую роль. Зависимость от нее прямая: чем она выше, тем быстрее схватывается раствор цемента.
При комнатной температуре плюс 20° бетон схватится максимально через 3 часа (сам этап схватывания длится час).
Если заливка производится при 0° и ниже, процесс схватывания может затянутся до 20 часов. Это происходит из-за задержки начала этапа до 10 часов от заполнения форм.
При выпуске товарных бетонных изделий в камерах с насыщенным паром и высокой температурой (пропариванием) на заводах ЖБИ время схватывания сокращают до 20 минут.
Цементный раствор, который прошел этап схватывания, еще не продукт с нужными параметрами. Он еще не стал бетоном и может разрушаться при небольших нагрузках, терять образовавшиеся слабые связи, которые уже не восстановить. До завершения второго этапа нельзя производить механических работ и ухудшать температурный режим.
Процесс твердения цемента
Второй этап получения прочного бетона запускается примерно через сутки после начала гидратации. В первую неделю после схватывания цементный раствор приобретает до 70% заявленных характеристик. Затем твердение замедляется и на 90-95% прочности бетон выходит по истечении 28 дней. Остальные 5% прочностных характеристик цементный камень может добирать несколько лет.
Четырехнедельный срок твердения бетона определен производителями различных марок цементных смесей для гарантированного получения качественного монолита.
Во время застывания нельзя подвергать массив механическим воздействиям, чтобы не нарушать связи заполнителя с кристаллизирующимися частицами цемента. При необходимости, до 20-го дня процесса, можно увлажнять бетон, защищать от солнечного света (ультрафиолета) и обеспечить температуру выше 0° (желательно).
Как можно повлиять на процессы
На этапе схватывания гидратации бетона это еще подвижный материал и, пока он перемешивается, процесс твердения не начинается. На этом свойстве основана доставка раствора к месту строительства в автомобилях с работающими бетономешалками (миксерами). Но время задержки схватывания при помощи перемешивания раствора ограничено, особенно в жару. Бетон может свариться и не набрать прочность.
Залитый в форму или опалубку раствор должен правильно, согласно технологии затвердеть, а не высохнуть или замерзнуть. В противном случае он деформируется, трескается, образуются пустоты и увеличивается усадка.
Для специальных условий обычный цемент не подходит, для них разработаны различные добавки, позволяющие получать качественные бетоны, работающие в агрессивных средах и критических температурах. При выборе или составлении формулы смеси необходимо это учитывать. Описание влияния присадок даны в регламентах на смеси.
Оснащение современных бетонных заводов дозирующим и смесительным оборудованием, а также совершенствование технологии укладки бетона позволяет получать качественные сооружения и изделия из цемента.
Методы определения активности цемента
Технология изготовления цемента своими руками
Особенности применения быстродействующего цемента
Технология применения глиноземистого цемента
Сроки схватывания цемента
Важная техническая характеристика любого бетонного раствора – начало схватывания цемента гост 30515-2013 при стандартных условиях (средняя температура окружающего воздуха 20 градусов Цельсия, средняя влажность окружающего воздуха 75%). «Святое писание» каждого строителя – ГОСТ 30515-2013, дифференцирует общестроительные цементы на три категории:
- Медленносхватывающиеся. Время начала схватывания более 2 часов после затворения.
- Нормально схватывающиеся. Время начала схватывания более 45 минут до 2 часов после затворения.
- Быстросхватывающиеся. Время начала схватывания менее 45 минут после затворения.
Также ГОСТ 30515-2013 определяет предельные отклонения начала схватывания. Для медленносхватывающихся и нормально схватывающихся цементов – минус 15 минут от нормируемого показателя, для быстросхватывающихся – плюс 5 минут от нормируемого показателя. На скорость гидратации цемента кардинально влияет температура воздуха.
При понижении температуры до 5 градусов Цельсия и ниже процесс гидратации практически останавливается. В этом случае конструкцию укрывают специальными матами, строят над ней временный шатер, либо прогревают другими доступными способами. Сроки схватывания любого цемента можно как увеличить, так и уменьшать внесением специальных добавок.
Основные характеристики цемента
Технология изготовления предусматривает соблюдение нормативов ГОСТ 10178-76. Состав может включать добавки.
Если они присутствуют, изменяются характеристики цемента:
прочность – возможность материала выдерживать определённые нагрузки до наступления разрушения. Прочностные показатели и способность к затвердеванию в процессе гидратации – это взаимосвязанные понятия, для приобретения прочности требуется длительное время, от 28 дней. Цемент разделяется на марки, обозначаются буквой М и индексом: 300, 400, 500, есть менее распространённые составы высокой прочности – М600, М700, М800;
- время застывания. На процесс гидратации и окончательного застывания материала влияет тонкость помола клинкера. По мере уменьшения зерна увеличивается прочность. При определении застывания растворов и бетонов учитывается нормальная густота состава. Продолжительность до схватывания зависит от водопотребности и количества минералов. При нормальной густоте схватывание заснимает от 45 минут до 10 часов. При увеличении температуры сроки сокращаются, в холодное время – увеличиваются;
- водопотребность – это потребление воды для гидратации вещества и приобретения достаточной пластичности. Обычно рекомендуется состав с 15–17 % жидкости. Для увеличения подвижности раствора можно закладывать воду в пропорции 30–35 %;
- плотность насыпи. Истинная плотность материала составляет 3000–3100 кг/см3. Плотность после высыпания 900–1100 кг/см3, после уплотнения показатель составляет 1400–1700 кг/см3;
- устойчивость к коррозии. На показатель влияет минеральный состав и плотность цемента. По мере снижения зернистости клинкера и увеличения пористости уменьшается устойчивость к коррозии;
- тепловыведение. В ходе застывания из цемента неизбежно выделяется тепло. Если скорость течения процесса относительно низкая, уменьшается риск появления трещин в процессе эксплуатации. Быстрое тепловыделение – это нежелательный процесс при строительстве многоэтажных и высоконагруженных зданий. Для регулировки тепловыделения в состав вносятся активные и инертные добавки;
- морозостойкость. Показатель отражает устойчивость к замерзанию и оттаиванию как в пресной, так и солёной воде.
