Чем цемент М400 отличается от М500: описание и отличия. Какие существуют отличия в марках цемента М500 от М300

Цемент – основной материал в строительной отрасли. Используется вместе с песком для формирования раствора или с другими инертными материалами, такими как щебень. Качество цемента и производные продукты зависят от сырья и пропорций составляющих компонентов, особенно в процентном отношении к воде. Соотношение вода/цемент имеет значение во избежание ухудшения сопротивления и механических свойств массы.

Цемент может быть улучшен по технологическим показателям и связано это не только с влагонепроницаемостью. Применяя добавки, цемент становиться более текучим, что особенно хорошо при отделочных работах или для заполнения конкретных форм. Если необходимо использовать цементный раствор в качестве клея – применяют специальные материалы, делающие его похожим на пасту. Добавка представляет собой вид смолы, при замешивании с цементом в небольших количествах преобразует его совершенно в другой материал. Цемент очень щедрый материал, дешевый и простой в использовании.

Определение портландцемента

Портландцемент – широко применяемый тип цемента, употребляется в качестве связующей основы для получения раствора.

Был изобретен в 1824 году в Англии каменщиком Джозефом Аспдином и получил свое название по сходству и внешнему виду с известняком Портленда, острова в графстве Дорсет (Англия).

Портландцемент получают путем измельчения клинкера с добавлением мела в необходимом количестве для упорядочения процесса гидратации. Проведя микроскопический анализ на куске цемента можно обнаружить присутствие четырех основных компонентов, а именно L алита (трехкальциевого силиката), белита (дикальция силикат), целита (трехкальциевого алюмината) и браунмиллерита (алюминат феррита).

Производство портландцемента происходит в три стадии:

1. Приготовление сырой смеси из сырья.
2. Производства клинкера.
3. Подготовка цемента.

В качестве сырья для производства Портланд материалов применяют минералы содержащие оксиды:

• Кальция СаО (44%)
• Кремния SiO 2 (14,5%)
• Алюминия Al2O3 (3,5%)
• Железа Fe2O3 (2%)
• Магния MgO (1,6%)

Добыча происходит в шахтах, под землей или открытым небом в непосредственной близости от завода, которые, как правило, уже имеют требуемую композицию, а в некоторых случаях необходимо добавить глину, известняк, железную руду, бокситы или остатки литейных материалов.

Смесь нагревают в специальной цилиндрической печи, расположенной горизонтально с небольшим наклоном и медленно вращающейся. Температура поднимается вдоль цилиндра примерно до 1480°С.

Градус нагрева определяется таким образом, что минералы агрегируют, но не плавятся. В нижней секции карбонат кальция (известняк) распадается на оксид кальция и двуокись углерода (CO2).

В высокотемпературной зоне оксид кальция вступает в реакцию с силикатами, образуя силикат кальция (CaSiO3 и Ca2Si2O5), небольшое количество трехкальциевого алюмината (Ca3Al2O6) и алюминат феррита (C4AF, результат реакции 4CaO + Al2O3 + Fe2O3).

Полученный материал называют клинкер. Клинкер может храниться в течение многих лет, прежде чем поступит в производство при условии – избегать контакта с водой.

Теоретическая энергия необходимая для производства клинкера составляет около 1700 джоуль на грамм, величина дисперсии намного выше и может достигать до 3000 джоулей на грамм. Это предполагает большую потребность в энергии и значительное высвобождение двуокиси углерода в атмосферу – парниковых газов.

Количество углекислого газа в атмосфере в среднем равно 1,05 кг CO2 на 1 кг портландцементного клинкера.

Для улучшения характеристики готового продукта в клинкер добавляют около 2% гипса или сульфата кальция и смесь тонко измельчают. Полученный порошок фасуется и готов к использованию.

Цементный состав:

• 64% оксид кальция.
• 21% оксид кремния.
• 6,5% оксид алюминия.
• 4,5% оксид железа.
• 1,5% оксид магния.
• 1,6% сульфат.
• 1% других материалов, в том числе воды.

Портландцемент смешивают с водой, полученная смесь затвердевает в течение нескольких часов. Первоначальное упрочнение обусловлено реакцией между водой, гипсом и трехкальциевым алюминатом формируя кристаллическую структуру алюмината кальция гидрата (CAH), эттрингита (AFT) и моносульфата (AFM).

Последующее затвердение и развитие внутренних сил натяжения получено из медленной реакции воды с трех кальциевым силикатом с образованием силиката кальция аморфной структуры под названием гидрат (CSH гель). В обоих случаях, структуры обволакивают и связывают присутствующие отдельные гранулы материала.

Завершающая реакция производит силикагель (SiO2). Все три реакции вырабатывают тепло.

Путем добавления к цементу конкретных материалов (известняк и известь) получают пластический бетон быстрой установки и высокой технологичности. Строительный раствор с использованием смеси портландцемента и извести известен как известковый раствор. Этот материал используется для покрытия наружных поверхностей зданий (гипс). Обычный бетон фактически не поддается размазыванию.

Чем отличаются эти вида цемента

Порошок получают путем нагрева материалов в печи, чтобы сформировать то, что называется клинкером, при добавлении небольшого количества других добавок.

Плюсы и минусы:

• Портландцемент может вызвать химические ожоги, раздражение, при длительном контакте – рак легких. Содержит некоторые вредные компоненты, такие как кристаллический диоксид кремния и шестивалентный хром.
• Экологические проблемы связаны с высоким потреблением энергии, необходимым для шахты, производства и транспортировки цемента, загрязнением воздуха диоксидом и твердыми частицами.
• Низкая стоимость и широкая доступность известняка, сланцев и других природных материалов, используемых в портландцементе, делают его одним из самых низко затратных материалов, широко применяемых по всему миру. Бетон изготавливается из портландцемента и известен как универсальный строительный материал.

Выделяют несколько марок цемента. В каждом случае материал обладает определенными характеристиками и имеет свое предназначение. Рассмотрим две таких марки, а точнее, выясним, чем отличается цемент М-400 от М-500.

Общие сведения

Цемент является необходимым материалом в строительной сфере. Изначально он представляет собой неорганическое порошкообразное вещество – смесь специальных компонентов. После добавления жидкости (воды или нужного раствора) цемент становится вязким, а затем затвердевает. Из упомянутого материала производят бетон и особые строительные составы.

Сравнение

Чтобы определить, в чем заключается отличие цемента М-400 от М-500, следует разобраться в маркировке. Под буквой «М», стоящей в начале, понимается максимальная нагрузка, которую способен воспринимать готовый цемент без разрушения. А цифры обозначают конкретные параметры прочности.

Чем выше число в правой части, тем больше способен выдержать материал. В нашем случае цемент М-400 является менее стойким. На его основе изготавливают железобетонные изделия. Продукт этой марки также применяется в штукатурных растворах и составах для заполнения пространства между кирпичами в процессе их кладки. Цемент М-400 отлично проявляет себя в рамках малоэтажного строительства.

А там, где к материалам предъявляются повышенные требования относительно их прочности, используют состав М-500. Цемент этой категории идет на возведение надежных сейсмостойких фундаментов, которые становятся основой многоэтажных зданий. Из него изготавливают бетон для сооружения жилых и промышленных объектов, а также таких подверженных нагрузке конструкций, как мосты, наземные плиты аэродромов, высотные строения.

Важной характеристикой цемента любой марки является скорость затвердевания. В чем разница между цементом М-400 и М-500 в этом отношении? В том, что материал первого образца застывает медленней. Это может расцениваться как преимущество, ведь риск образования дефектов при формировании изделий в таком случае минимален.

М-500 схватывается быстрей. Поэтому при работе с подобным материалом даже небольшое отклонение в соблюдении технологии способно привести к появлению внутренних пор или трещин на поверхности изделий. Вместе с тем благодаря сравнительно высокой скорости застывания цемент разряда М-500 становится незаменимым при проведении аварийно-ремонтных мероприятий.

Александр, Санкт-Петербург задаёт вопрос:

Объясните, пожалуйста, в чём отличия портландцемента от цемента? В обиходной речи все говорят цемент, строители употребляют слово портландцемент. Правильно ли, что между названиями портландцемент и цемент отличия несущественные, что это по сути одно и то же?

Эксперт отвечает:

Не совсем верно, между портландцементом и цементом отличия есть. Они состоят в их разнящемся сырье и разном химическом составе готовой смеси. Цемент — это группа строительных отвердевающих смесей. В дословном переводе с латыни этот термин обозначает «битый камень». Слово пришло к нам от строителей Древнего Рима, которые использовали толченые камни и кирпичи для замешивания кладочного раствора. Другими компонентами была гашеная известь и пуццолановая пыль (вулканический пепел). Примером современных видов твердеющих смесей может быть глиноземистый цемент. Его получают из обожженной породы, содержащей глинозем (оксид алюминия) и окись кальция.

Портландцемент — это вид цемента с определенным химическим составом, запатентованным в 1824 году инженером-строителем из английского города Портланд. Получают портланд путем совместного помола клинкера (сырья), сульфата кальция и добавок. Как заготавливают клинкер?

Для получения клинкера смешивают несколько сырьевых компонентов: известняк, мел, глину, сланец. Химический состав первичного сырья для портландцемента регламентируется следующими окислами: окись кальция 60% и более, окись кремния до 25%, окись алюминия до 8% и оксид железа 1-3%. Смесь обжигают до спекания или оплавления. Химический состав сырья определяет свойства будущего цемента. При сильном нагреве сырьевые оксиды вступают в реакцию и образуют химические вещества, называемые клинкерными минералами. При этом остаточное содержание сырьевых оксидов в клинкере жестко ограничивается. Состав готового клинкера содержит алюминаты и силикаты кальция. В результате получают гранулы округлой или неправильной скругленной формы.

Популярность портландцемента объясняется его высокими эксплуатационными характеристиками после затвердевания. Выпускаются несколько видов портландцемента, которые в обиходе называют просто цементами. ШПЦ — портландцемент с добавкой шлаков. ПЦЦ — с добавлением пуццолана. КЦ — композиционный, с двумя и более добавками (кроме известняка). ССПЦ — сульфатостойкий, содержащий добавки, обеспечивающие коррозионную стойкость в железобетонных конструкциях. БТЦ — быстротвердеющая портландсмесь для скоростного строительства. Тампонажные портланды — для быстрого закрытия нефтяных и газовых скважин от грунтовых вод.

Цемент производится из гипса и клинкера в результате их измельчения и последующего смешивания в однородную массу. Гипс – это обычный минерал, а вот клинкер – специально подготовленная смесь, которая изготавливается из глины и известняка в соотношении 25 к 75 (25 частей глины и 75 частей известняка).

Производство цемента

Смесь глины и известняка нагревается до 1450 °С, в результате чего образуются отдельные гранулы клинкера, которые в дальнейшем будут смешиваться с гипсом, образуя цемент. В него могут добавляться минеральные компоненты, которые снижают стоимость конечного строительного материала, улучшают его устойчивость к кислотам, холоду и другим видам воздействия.

В Древнем Риме в цемент добавляли частички вулканического пепла, найденные возле Везувия и Эйфеля.

Виды цемента

Цемент разделяется на 6 видов:

1. Романцемент (Римский цемент) – цемент, в котором преобладает белит (силикат кальция). Он очень долго застывает, по причине чего в современном мире практически не используется и не производится.

2. Портландцемент – самый распространенный цемент, который чаще всего применяется в строительстве. Назван так в честь английского острова Портленд за свой цвет, который аналогичен цвету добываемых на этом острове камней.

3. Глиноземистый цемент – дорогостоящий строительный материал. Для него характерна высокая скорость затвердения и прочность. Используется для быстрого возведения построек, а также для создания строений стратегического и военного назначения.

4. Магнезиальный цемент (он же – Цемент Сореля). Назван так в честь французского физика и инженера Станисласа Сореля, который изобрел такой вид цемента в 1866 году. Характеризуется высокой скоростью затвердения и прочностью. Недостатки – быстро разрушается, особенно под воздействием воды.

5. Смешанный цемент – общее название всех цементов, смешанных со шлаками, пемзой, туфом и другими веществами. Для него характерны: быстрое затвердение, небольшая стоимость и низкая прочность.

6. Кислотоупорный цемент . В его состав входит натрий и кварцевый песок. Главная особенность – невосприимчивость к воздействию кислот. Используется в химической промышленности для возведения построек, крепления оборудования и облицовочных материалов.

Марки цемента

Маркировка на упаковке с цементом позволяет заранее определить его свойства. Маркировка цемента состоит из трех частей: вид цемента, его прочность и свойства.

Пуццолан – смесь туфа, пемзы и вулканического пепла.

По прочности цемент разделяется на классы от 22,5 до 52,5. Чем выше класс, тем выше прочность. К примеру, обозначение 22,5 показывает, что цемент может выдержать давление в 22,5 Мпа (мегапаскалей) или 300 кг/см 3 , а 52,5, соответственно, указывает на способность выдерживать давление в 52,5 Мпа или 600 кг/см 3 .

Последняя часть маркировки описывает уникальные свойства цемента . Если в конце стоит буква Н – это нормальнотвердеющий цемент. Если Б – быстротвердеющий. Это самые распространенные виды цемента, но есть еще более специфичные. Обозначение СС указывает на то, что цемент обладает стойкостью к сульфатам, АП – предполагает повышенную активность цемента при взаимодействии с некоторыми материалами (к примеру, с железобетоном).

Примеры расшифровки маркировки:

• ЦЕМ I 52,5Б – портландцемент с прочностью 52,5 Мпа быстротвердеющий, где ЦЕМ I указывает, что это портландцемент, обозначение 52,5 указывает на его прочность, а буква «Б» в конце означает «быстротвердеющий».
• ЦЕМ II 32,5Н СС – портландцемент с минеральными добавками, прочностью 32,5 Мпа, нормальнотвердеющий, стойкий к сульфатам.
• ЦЕМ III 42,5Б ЖИ АП – шлакопортландцемент прочностью 42,5 Мпа, быстротвердеющий, для железобетонных изделий (пометка ЖИ) и с повышенной активностью (пометка АП).

Применение

От марки цемента зависит и сфера его применения.

ЦЕМ I 22,5 и ЦЕМ I 32,5 используются для любого обычного строительства, в котором от цемента не требуется никаких особых свойств. Они же, но с пометкой «быстротвердеющие» применяются преимущественно для скоростного возведения строений (если это требуется), а также для промышленного производства изделий из железобетона.

Более прочные марки ЦЕМ I 42,5 и ЦЕМ I 52,5 отличаются повышенной стоимостью и в обычном строительстве используются редко. Зато они очень востребованы при возведении важных объектов стратегического или военного назначения, если им помимо прочности больше никакие дополнительные свойства не нужны.

ЦЕМ II используется для изготовления прочного бетона , производства наружных частей крупных построек и для создания как сборных, так и монолитных конструкций любого типа.

Сборная конструкция – постройка, возведенная из отдельных блоков, как конструктор.

Монолитная конструкция – цельнолитое строение. В подготовленный каркас заливается бетон. В результате сооружение получается цельным, без щелей и стыков.

ЦЕМ III используется при производстве строительных смесей , изготовлении бетонных или железобетонных блоков, а также при возведении объектов, которые будут часто взаимодействовать с водой (пресной или соленой). Обычно применяется в условиях переменной влажности (регулярный контакт с водой чередуется с полным высыханием).

ЦЕМ IV и ЦЕМ V отличаются высокой стойкостью к низким температурам и водонепроницаемостью. Используется при изготовлении бетонных или железобетонных блоков, при возведении построек в условиях высокой влажности, а также под водой.

В современном строительстве чаще всего используются марки ЦЕМ I и ЦЕМ II. Они отлично подходят для благоустройства придомовых территорий, организации детских площадок, а также для возведения обычных жилых и нежилых строений.

Абсолютно любая область строительства не ограничивается без цемента. Он является важным фактором на всех этапах строительного процесса. Материал по своей сути уникальный, так как до сих пор не было обнаружено его аналогов.

Определение и состав цемента

Данный строительный материал представляет из себя измельченный порошок клинкера , в который в свою очередь введены модифицирующие добавки и наполнители. Говоря простыми слова, цемент является самым популярным строительным материалом, который используется для воздвижения конструкций различного рода и для производства высокопрочных изделий. При этом внешне цемент выглядит как серый порошок, состоящий из мелких крупинок. Крупинки же в соединении с водой превращаются в однородную смесь.

Виды цемента

Цемент подразделяется на несколько видов:

1. Портландцемент.
2. Шлаковый цемент.
3. Пуццолановый.
4. Белый вид цемента.
5. Гидрофобный.
6. Магнезиальный.
7. Специальный (кислотоупорный, цветной).

Основной технической характеристикой любого вида цемента является марка . Марка цемента условно обозначается буквой «М» и цифровым показателем. Цифры в свою очередь указывают на цифровой максимальный показатель нагрузки в килограммах на определенный объем застывшего цемента, то есть его прочность на сжатие. Иными словами, на практике это означает вес, который способен удержать цемент без разрушения. Так, к примеру известный цемент марки М400 способен вынести массу весом 400 кг, а М500, соответственно массу весом в 500 кг.

Так в чем же отличие, помимо весовой категории, между двумя марками цемента М400 и М500?!

Цемент марки М400

Цемент данной марки имеет достаточно высокую прочность и антикоррозийное свойство . Данная марка считается одной из самых распространенных, как при промышленном так и при бытовом строительстве. Цемент М400 используется в качестве основания в строительном бетоне или бетонном растворе. Также прочность данного цемента позволяет применять его при строительстве ЖБИ.

Данная марка цемента получила свое применение в следующих отраслях строительных работ:

• При строительстве ЖБИ, железобетонных подземных, надземных и подводных строений.
• При промышленном, сельскохозяйственном строительстве.
• При изготовлении фундамента, балок.

Главным и первым преимущественным фактором данного цемента является низкая требовательность к твердению и регламенту строительства . Также отсутствие трещин при некоторых отклонений от технологии, что является еще одним преимуществом цемента данной марки. И естественно, тот неоспоримый факт, как цена. Цемент данной марки стоит намного дешевле нежели высоких марок, что позволит значительно сэкономить бюджет. Также стоит сказать и о таких преимуществах, как морозоустойчивость.

Единственным недостатком цемента марки М400 является прочность , а именно, данная марка цемента не подходит для строительства высотных зданий.

Цемент марки М500

Цемент данной марки является быстро затвердевающим строительным материалом. Данный цемент способен выдержать нагрузку до 500 кг на см. Благодаря своему быстро затвердевающему свойству данная марка цемента используется при проведении аварийных восстановительных и ремонтных работ. Существует два вида цемента данной марки, это:

1. М500 Д0, представляет из себя смесь без примесей и добавок. Применена в строительстве промышленного рода.
2. М500 Д20, в данном случае содержание добавок составляет 20%. Данный тип цемента используется для ремонтно-строительных работах.

Данная марка получила свое применение для производства различных бетонных и железобетонных конструкций. Также с помощью данного цемента производят сборный железобетон, фундаменты, балки и готовят растворы следующих типов:

• Кладочные растворы.
• Штукатурные растворы.
• Строительные цементные растворы.

Конечно, говоря о цементе такой марки следует сказать и о существенно имеющихся преимуществах, а именно:

1. Высокая водостойкость.
2. Высокая морозостойкость.
3. Показатели прочности высокого уровня.
4. При осуществлении усадки показатели деформационного изменения имеют невысокий уровень.
5. Высокую устойчивость к длительному воздействию на него пониженных температур.

Помимо вышеизложенного, в связи с наличием в цементной смеси активных минеральных добавок, следует сказать и о повышенном антикоррозийном качестве.

Отличия М400 от М500

Рассматривая два варианта видно, что М500 выигрывает в выгоде, так как помимо изготовления тротуарной плитки и брусчатки, также применяется в строительстве многоэтажных монолитных жилых домов. Прочность также относится к отличительной черте между цемента этих двух видов.

• Водоустойчивость цемента это показатель того, насколько та или иная марка подвергается влиянию воды, любой цемент впитывает в себя влагу, для каждой марки есть определенная норма
• Затвердевание. Время твердения у каждой марки также разное, оно зависит от чистоты и качества глинистых пород, чем выше марка тем быстрее процесс.
• Прочность цемента определяют с помощью уже готовых бетонных блоков, обязательно одинаковых по объему, путем сжатия до полного их крушения. Таким образом определяют какую нагрузку может выдержать бетон.
• В каждом цементном порошке есть допустимое количество примесей по ГОСТу, это делают для того, чтоб удешевить готовую продукцию.
• В состав цемента также входят опасные химические соединения, такие как хром, никель, бензол, этилбензол, формальдегиды.