6.1. Общая характеристика и вещественный состав портландцемента

Портландцементом называют порошкообразный строительный вяжущий материал, который обладает гидравлическими свойствами и состоит из клинкера, гипса и при необходимости добавок. Клинкер — это продукт в виде гранул размером 10—60 мм, получаемый обжигом до спекания сырьевой смеси и содержащий главным образом (на 75-80 %) высокоосновные силикаты кальция.

Измельченный клинкер после затворения водой схватывается в течение нескольких минут, что затрудняет изготовление изделий. Для регулирования сроков схватывания (замедления) в состав портландцемента вводят гипс. При этом добавка гипса ускоряет набор прочности цемента в ранние сроки. Содержание гипса в цементе нормируется по содержанию SO₃. Оно должно быть в портландцементе марок 300—500 не менее 1 и не более 3,5 %, в высокопрочных (марок 550 и 600) и быстротвердеющих цементах не менее 1,5 и не более 4,0 %, а в шлакопортландцементе не менее 1 и не более 4 %. Допускается использование в составе портландцемента природного гипсового камня, фосфогипса, борогипса и фторгипса.

По ГОСТ 10178—85 выпускают портландцемент бездобавочный (ПЦ-Д0) и два вида цемента с минеральными добавками: до 5 % (ПЦ-Д5) и до 20 % (ПЦ-Д20). В первый введение активных минеральных добавок не допускается; во второй все их виды могут вводиться в количестве не более 5 %; в третий вводят до 10 % добавок осадочного происхождения (кроме глиежа) и до 20 % прочих активных добавок, а также доменных гранулированных и электротермофосфорных шлаков.

ГОСТ 10178—85 устанавливает условное сокращенное обозначение цементов. Оно состоит: из обозначения вида цемента — портландцемент (ПЦ) и шлакопортландцемент (ШПЦ); марки цемента (300, 400, 500, 550, 600); обозначения максимального содержания добавок в портландцементе (ДО, Д5, Д20), а также дополнительных обозначений цементов — быстротвердеющего (Б), пластифицированного (ПЛ), гидрофобизированного (ГФ), на основе клинкера нормированного состава (Н) и обозначения стандарта. Например, портландцемент с добавками до 20 % быстротвердеющий условно будет обозначен ПЦ 400-Д20-Б, ГОСТ 10178—85.

В соответствии с ГОСТ 30515-97 «Цементы. Общие технические условия» и ГОСТ 31108-2003 «Цементы общестроительные. Технические условия», которые действуют параллельно с ГОСТ 10178 и применяются в случаях, когда заключенные контракты или другие согласованные условия предусматривают применение цементов с характеристиками, гармонизированными с требованиями международного стандарта EN 197-1, по назначению цементы подразделяют на: общестроительные и специальные. При этом первые цементы (на основе портландцементного клинкера) по вещественному составу подразделяют на пять типов:

- ЦЕМ I – портландцемент (бездобавочный);

- ЦЕМ II - портландцемент с минеральными добавками (в качестве минеральных добавок - основных компонентов цемента применяют гранулированный шлак, активные минеральные добавки - пуццоланы (природные или искусственные пуццоланы, топливные золы, в том числе кислые или основные золы-уноса, микрокремнезем, глиеж и обожженные сланцы) и добавку-наполнитель – известняк);

- ЦЕМ III - шлакопортландцемент;

- ЦЕМ IV - пуццолановый цемент;

- ЦЕМ V - композиционный цемент.

По содержанию портландцементного клинкера и добавок цементы типов ЦЕМ II-ЦЕМ V подразделяют на подтипы А и В.

По прочности на сжатие в возрасте 28 сут цементы подразделяют на классы: 22,5; 32,5; 42,5; 52,5.

По прочности на сжатие в возрасте 2 (7) сут (скорости твердения) каждый класс цементов, кроме класса 22,5, подразделяют на два подкласса: Н (нормальнотвердеющий) и Б (быстротвердеющий).

Вещественный состав цементов согласно ГОСТ 31108-2003 приведен в таблице.

В соответствии с ГОСТ 31108-2003 условное обозначение цементов должно состоять из: наименования цемента; сокращенного обозначения цемента, включающего обозначение типа и подтипа цемента и вида добавки; класса прочности; обозначения подкласса; обозначения настоящего стандарта. Примеры условных обозначений: 1) портландцемент класса 42,5 быстротвердеющий: Портландцемент ЦЕМ I 42,5Б ГОСТ 31108-2003; 2) портландцемент со шлаком (Ш) от 21 % до 35 %, класса прочности 32,5, нормальнотвердеющий:Портландцемент со шлаком ЦЕМ II/В-Ш 32,5Н ГОСТ 31108-2003; 3) портландцемент с известняком (И) от 6 % до 20 %, класса прочности 32,5, нормальнотвердеющий:Портландцемент с известняком ЦЕМ II/А-И 32,5Н ГОСТ 31108-2003.