צמנט פורטלנד: זנים, תכונות ויישומים

צמנט פורטלנד: זנים, תכונות ויישומים

לייצור בטון משתמשים בקלסרים אנאורגניים, אשר, כשהם מעורבים במים, יוצרים פתרון דביק אשר צובר כוח כשהוא מתקשה. מלט פורטלנד הוא סוג של קלסר כזה..

תכונות וייצור

לעתים קרובות מדברים על מלט פורטלנד כשמדובר בצורך בפתרון עמיד ועמיד בפני ההשפעות השליליות של הסביבה. מלט פורטלנד הוא סוג של קלסר למרגמות בטון.

זוהי תערובת יבשה המדוללת במים. לאחר זמן מסוים, המוצר מתייצב בעת אינטראקציה עם אוויר.

מלט פורטלנד מבוסס על קלינקר טחון דק, כמו גם גבס, המאיץ את הגדרת התערובת. בהתאם לסוג ולמותג המוצר, הנוסחה שלו עשויה לכלול תוספים וזיהומים מסוימים.

התערובת הומצאה עוד בשנת 1824 על ידי לבנים אמריקאים, וחייבת את שמה לדמיון החיצוני לאבן גיר פורטלנד, שנכרה באחד המחוזות האנגלים..

כדי להשיג הרכב זה משתמשים בסלעים פחמניים (גיר, גיר, אלומינה וסיליקה), כמו גם חווארה (תערובת של סלעי קרבונט וחימר, סלע מעבר מאבן לגרש). תהליך הייצור מתחיל בטחינה קפדנית של חומרי הגלם וערבובם בפרופורציות מסוימות. השלב הבא הוא שריפת חומרי גלם בתנורים בטמפרטורה של 1300-1400 מעלות צלזיוס. תוצאות הרפלואו בחומר הנקרא קלינקר..

הקלינק טוחנים שוב ומערבבים עם גבס. במידת הצורך, אלמנטים נוספים מתווספים כדי לשפר את הביצועים של המוצר המוגמר. תערובת זו עוברת בקרת איכות, ואם היא עומדת בתקנים המקובלים, היא מקבלת תעודת התאמה..

ישנן מספר אפשרויות לשריפת חומרי גלם:

  • רָטוֹב. ראשית, מרסקים את הרכיבים, ואז משרים את החימר עד שתכולת הלחות מגיעה ל -70%. לאחר מכן, הוא מעורבב עם אבן גיר בטחנות..
  • יָבֵשׁ. תהליך הטחינה והייבוש של התערובת מתרחש בו זמנית, מה שמפחית את עלויות העבודה והייצור. כתוצאה מעיבוד בטחנות מתקבלים חומרי גלם באבקה.
  • מְשׁוּלָב. בעזרת טכנולוגיה זו משולבים 2 סוגי ייצור – יבש ורטוב. רוויית הלחות של חומרי הגלם עולה ל -14%, ולאחר מכן מועכים את המוצרים ומייבשים אותם בטחנות מיוחדות.

הרכב ומאפיינים

כפי שכבר צוין, מלט פורטלנד מורכב מקלינקר. בטבע, גרגירים מוכנים הם נדירים למדי, ולכן שבבי קלינקר מתקבלים בשיטה מלאכותית על ידי ערבוב וירי תערובות פחמן וחימר..

הקלינק המוגמר מעורבב עם גבס, שתכולתו בהרכב אינה עולה על 5%. הוא מוצג על מנת להבטיח את ניידות הפתרון למשך 45 דקות, דבר הנחוץ בעת יצירת מוצרים או ביצוע סוגים מסוימים של עבודות..

הרכב ואחוז מרכיבי התערובת מוסדר על ידי GOST 10178 85 “צמנט פורטלנד ומלט פורטלנד מלט”. שמירה על דרישות המדינה במהלך הייצור מבטיחה מאפיינים טכניים ותפעוליים גבוהים של המוצר..

על האריזה שלה חייבת להיות אינדיקציה לייצור בהתאם ל- GOST. בהעדר האחרון, המשמעות היא שמלט פורטלנד מיוצר בהתאם ל- TU (תנאים טכניים), כלומר תכונותיו שונות מאלו שאומצו.

כדי לתת למלט פורטלנד מאפיינים טכניים מסוימים, מוכנסים לתרכובת תוספים מינרליים, שתכולתם אינה עולה על 20-25%.

הפופולריים ביותר הם הבאים:

  • להבהיר מגדיל את זמן ההגדרה של המלט, אך בעל אינדיקטורים של חוזק נמוך (תוכן אפשרי במלט פורטלנד – לא יותר מ -15%).
  • אלומופריט בעל אותן תכונות כמו התוסף הקודם, אך תכולתו במוצר המוגמר מצטמצמת ל-10-18%.
  • Belit בעל השפעה עפיצה, עוזר להגדיל את זמן ההתקשות, אולם תוכן מוגזם יכול להשפיע לרעה על מאפייני החוזק של הרכב (התוכן המותר הוא לא יותר מ-15-37%).
  • עלית בשימוש נרחב (האחוז יכול להגיע ל -60%) בהרכבים ברמה גבוהה, מכיוון שהוא מספק התקשות מהירה.

תכונות מלט פורטלנד נקבעות על ידי הרכבו. הקריטריונים העיקריים שבהם נבדק איכות המוצר הם כדלקמן:

  • קביעת תקופה. הגדרת התערובת, בכפוף לדרישות הטכניות לדילול שלה, צריכה להתרחש לאחר 40-45 דקות. הרכב מינרלוגי, עדינות הטחינה והטמפרטורה שבה מתבצעת העבודה – גורמים אלה משפיעים בעיקר על מהירות ההגדרה של המוצר..
  • דרישת מים. מונח זה מתייחס לכמות המים הנדרשת לקבלת סמיך המתאים להפעלת משחת המלט. בדרך כלל הלחות לא תעלה על 25% מהתערובת. על מנת להפחית את כמות המים הנדרשת, משתמשים במחית שמרים גופרית או חומרי מרכך.
  • הפרדת מים. מונח זה מציין סחיטת מים בתמיסה המוגמרת, שהתרחשותם נובעת מהתיישבות חלקיקי מלט כבדים יותר. תוספי מזון מינרליים מאפשרים להפחית אינדיקטור זה..

      • עמידות בפני כפור – יכולתו של המוצר לסבול מספר מסוים של מחזורי הקפאה והפשרה מבלי לאבד את מאפייני הביצועים שלו.

      כדי להגביר את עמידות הכפור, מוסיפים להרכב נתרן אביאטאט או מגרש עץ שנשטף..

      • עמידות בפני קורוזיה. מאפיין זה קשור לדקות טחינת התערובת ולמידת הנקבוביות של הבטון המוגמר..
      • פיזור חום. הכוונה היא ליכולת הבטון לייצר חום במהלך תהליך ההתקשות. הרכב שמשחרר חום במהירות מותאם על ידי הוספת רכיבים מינרליים פעילים אליו.

      מפרטים

      למלט פורטלנד יש מאפייני חוזק גבוהים יותר בהשוואה לסוגים אחרים של מלט, דבר הנובע מהמוזרויות של הרכב. תוספים אלה או אלה יכולים להיכנס לתגובות ולשנות את המאפיינים הטכניים של החומר. האחרונים קשורים בהתנגדות המכאנית וביכולות התפעוליות שלה..

      לא ניתן לומר כי אחד המאפיינים הטכניים הוא בעל עדיפות גבוהה יותר. לדוגמה, מלט פורטלנד חזק, אך איטי מדי, יכול להגדיל את זמן הבנייה. ניתן להשתמש בהרכב עמיד כפור אך מאכל רק לפתרון מגוון צר של משימות..

      כיום, היצרנים שואפים ליצור יצירות אוניברסאליות שבהן המאפיינים החשובים ביותר למלט באים לידי ביטוי באותה מידה..

      במקביל, ישנן ניסוחים מיוחדים עם מטרה מיוחדת. זה יכול להיחשב מלט פורטלנד פוצולאני, בעל עמידות בפני קורוזיה מרבית ועוצמת לחות, אך אינדיקטורים של חוזק נמוך למדי בשלבי העבודה הראשונים (בימים הראשונים של ההתקנה).

      טֶכנִי

      בין המאפיינים הטכניים יש להדגיש:

      • כוח משיכה ספציפי מוצר – 1100 ק”ג / מ”ק לתערובות בתפזורת, 1600 ק”ג / מ”ק לדחוס.
      • עדינות טחינה הממוצע הוא 40 מיקרון (נקבע לפי יכולתה של התערובת לעבור דרך מסננת מס ‘008), המספק את חוזק המלט הדרוש וזמן ההתקשות, ומשפיע גם על ביצועיה.
      • צריכת מים, תכולת הנוזלים האופטימלית בהרכב לא תעלה על 25-28%, מכיוון שמדד זה משפיע על חוזק הרכב (עם עודף, בצק הבטון מתמלא, עם מחסור, סדקים מופיעים על המוצר המוגמר).

      • צְפִיפוּת תלוי במותג ובנוכחותם של תוספים מסוימים בהרכב. במצב רופף, לתערובת יש צפיפות של 1.1 t / m³, במצב דחוס – 1.5-1.7 t / m³.
      • לקבוע זמן לאחר ערבוב עם מים אינו עולה על 40-45 דקות, התקשות נוספת תלויה במאפייני ההרכב ובתנאי הסביבה (התהליך מאט בחורף), אך אינו עולה על 10-12 שעות (נמדד באמצעות מכשיר Vic).
      • שינוי עוצמת הקול כאשר הוא מתגבש, פירושו ירידה בנפח גוף המלט ב 0.5-1 מ”מ / מ ‘באוויר הפתוח והתנפחותו ל -0.5 מ”מ / מ’ במים. נקודה חשובה היא אחידות השינויים לאורך נפח הפתרון..

      גוּפָנִי

      • עמידות בפני קורוזיה מושגת עקב החדרת חומרים הידרואקטיביים לתרכובת, המונעים את הפעילות הכימית של מלחים, כמו גם הוספת זיהומים המפחיתים את נקבוביות הבטון..
      • תקופת האחסון היא לא יותר מ -12 חודשים, בתנאי שהאריזה המקורית נשמרת (שקיות נייר אטומות הרמטית 3-4 שכבות), שכן לאחר 3 חודשי אחסון, עד 20% מפעילות הרכב הולכת לאיבוד, לאחר שנה – עד 40%. אפשר להחזיר מלט כזה לתכונותיו הקודמות רק על ידי טחינה משנית..
      • חוזק לחיצה. בהתאם למאפיין זה, נבדלים 4 שיעורי חוזק – 22.5; 42.5; 42.5; 52.5. אינדיקטור זה קשור ישירות לשיעור ההגדרה של הפתרון..

      מֵכָנִי

      האינדיקטורים לחוזק המכני של צמנט פורטלנד הם לפחות 42.5 מגפ”ס ביום ה -28 שלאחר המזיגה. הקביעה מתבצעת בתנאי מעבדה באמצעות דוגמה כדוגמה. בהתאם לתוצאות שהתקבלו, המלט מסומן (למשל, M 500). המקדם במקרה זה מציין באיזה לחץ הדגימה יכולה לעמוד (נמדדת בק”ג / סמ”ק).

      ככל שמקדם זה גבוה יותר, כך גדלים מדדי החוזק של הרכב. מאפייני החוזק תלויים במידת הטחינה (ככל שהיא עדינה יותר, כך הפתרון פעיל יותר), בנוכחות תוספים ותוספים..

      אינדיקטורים של כוח, בתורם, משפיעים על מידת ההגדרה של הפתרון (נקבעת באמצעות מחט Vicat).

      הבדלים ממלט פשוט

      מלט פורטלנד נחשב לסוג המלט הנפוץ ביותר ביציקת בטון. האחרון, בתורו, משמש בבניית בטון מונוליטי ומחוזק, במהלך בניית אובייקטים שאליהם מוצגים מאפייני חוזק מוגברים..

      בשל נוכחות גרגרי קלינקר ותוספים אחרים, למלט פורטלנד יש מרווח בטיחות גדול, עמידות בפני כפור גבוהה יותר, עמידות בפני סביבות תוקפניות. זה הופך את מלט פורטלנד לחומר פופולרי בבניית מתקני נפט וגז.

      הוא מתאים לבניית יסודות על קרקעות לא יציבות קשות, ובמקרה כזה מומלץ להשתמש בתערובת עמידה לגופרית. הרכב כזה כמעט ואינו מכווץ בניינים, על פניו לא נוצרים סדקים..

      ההבדל בין מלט למלט פורטלנד אינו נכון במידה מסוימת, שכן האחרון הוא סוג של מלט. במילים אחרות, מלט הוא שם כללי, מלט פורטלנד הוא סוג של מלט בעל מערכת חוזק מסוימת..

      הגיוני יותר לבצע את ההבחנות על סמך חוזק המותג של מלטים. לדוגמה, מלט פורטלנד M 400 נחות בחוזקו למלט M 600. כשלעצמו, מלט פורטלנד כמעט ולא ניתן להבחין בין מלט (מבחינת שיטת ההתקנה, טכנולוגיית ההגדרה, תכונות השימוש), ההבדל במאפיינים ייחודיים מסוימים נובע מנוכחותם של תוספים..

      צפיות

      כל סוגי המלט מתחלקים ללא תוסף ותוסף. הרכב תוסף אינו מכיל תוספים מינרליים מלבד גבס. הוא מתאים לאובייקטים מעל פני הקרקע, תת קרקעית ותת-מימית בעלי אופי מונוליטי, כמו גם מבני בטון טרומיים ומבני בטון מזוין., המופעלים בהיעדר סביבה אגרסיבית.

      נוכחותם של תוספים מינרליים משפר את המאפיינים הטכניים של מלט פורטלנד, בשל כך ניתן להשתמש בהם בתנאים אגרסיביים, עם מגע ממושך של המבנה עם מים. בין התוספים הנפוצים ביותר ממוצא מינרלי ניתן למנות: סיגים בכבשן, תוספים מינרליים פעילים ותוספים מינרליים טבעיים..

      בשל הכנסת תוסף כזה או אחר, אינדיקטורים כגון עמידות בפני מים, עמידות בפני קורוזיה משתפרים, אך נוכחותם תורמת לירידה בעמידות בפני כפור..

      בהתאם למאפייני ההרכב, נבדלים הסוגים הבאים של מלט פורטלנד:

      • ייבוש מהיר. התערובת מתקשה כבר ב -3 ימי היריקה הראשונים הודות לסיגים ומינרלים מיוחדים הכלולים בהרכב. חשוב שמידת הטחינה של התערובת תהיה מינימלית. מיוצר במותגי M400 ו- M500. השימוש בהרכב זה מאפשר לצמצם את זמן ההחזקה של התערובת בטפסות ולהעלות משמעותית את קצב עבודות הבנייה..

      הוא משמש בעיקר לחפצי בטון טרומיים ומחוזקים.

      • ריפוי רגיל. הוא אינו מכיל תוספים מיוחדים, הוא לא כל כך בררן לגבי מידת הטחינה של התערובת. מיוצר בהתאם ל- GOST 31108-2003.

      • הידרופובי הגרסה מתאפיינת ביכולת לא לספוג לחות ובזמן הגדרה מופחת. מאפיינים דומים מסופקים על ידי mylonfta, אסידולים הכלולים בתמיסה. מוצא יישום בבניית אובייקטים המופעלים בתנאי לחות גבוהה, כמו גם נמצאים באזורים מוצפים.
      • פלסטי. מאפיין אופייני של המוצר הוא הימצאות חומרי הביבול בו, המספקים את הניידות הנדרשת, ירידה בספיגת המים ועמידות בחום. מחממים מכניסים במהלך טחינת התערובת, שבגללה נראה שהם עוטפים את חלקיקי המלט ומונעים מהם להידבק זה לזה. התוצאה היא הרכב נייד וקל ליישום, הנמצא בשימוש נרחב לבניית מבנים אדריכליים בעלי צורות מורכבות..

      • דִיוּס. יש לו את היכולת לחבר, כלומר להגן על בארות מפני השפעות מי תהום. הוא נמצא בשימוש נרחב בתעשיות הנפט והגז, מכיוון שהוא אינו תלוי בלחץ ובטמפרטורה ומחזיק באופן אמין מחרוזות בבארות גם בשלבים הראשונים של ההתמצקות. יש סוג אחר של מלט מסוג זה – צמנט פורטלנד קל משקל מילוי, בעל תוספים “קלים” בהרכבו..
      • מתרחב. תערובות כאלה יכולות להיות בעלות קומפוזיציות שונות, אך כולן מאוחדות ביכולות להגדיל את נפחן בעת ​​ערבוב הפתרון. זאת בשל העובדה כי מתחילה תגובה כימית בין המרכיבים העיקריים לרכיבים הנוספים, מה שנותן גידול בנפח.

      ככלל, קומפוזיציות כאלה משמשות למילוי מפרקים וסדקים על משטחים החשופים ללחות גבוהה..

      • עמיד בפני סולפט. בטון כזה מתנגד להשפעות של מי סולפט, הגורמים לקורוזיה. ככלל, מלט M300,400 העמיד בפני כפור עשוי עשוי עמיד בפני סולפט, לפעמים-M 500.

      הוא משמש ליצירת ערימות וסוגים אחרים של יסודות על קרקעות ביצות וחומציות.

      • מלט סיט פורטלנד. המוצר מכיל סיגים של תנור הפיצוץ, וזו הסיבה לתכולה הגבוהה של חלקיקי מתכת בו. התערובת משמשת להשגת בטון עמיד בחום, כמו גם בבניית אובייקטים מתחת לאדמה, מים, בגובה. בעל עמידות נמוכה לכפור.

      • סיגים-אלקליין ההרכב נבדל במאפיינים גבוהים יותר בהשוואה למלט פורטלנד. הוא עמיד בפני אמצעי תקשורת אגרסיביים, קיצוניות בטמפרטורה, עמידות בפני כפור גבוהה וספיגת לחות נמוכה. יכולות כאלה מושגות בשל הכללת סיגים טחונים ואלקלי, לפעמים חימר.
      • מלט לבן פורטלנד. היקף היישום של התערובת הוא עבודות גימור וארכיטקטורה, הוא משמש גם כבסיס למלטים צבעוניים. גוון לבן-שלג מתקבל בשל ייצור המוצר מאבני גיר טהורות וחרסית לבנה, כמו גם על ידי קירור נוסף של הקלינקר במים..

      • מגנזי – הרכב המבוסס על תחמוצות מגנזיום (המחוממות לטמפרטורה של 800C) ותמיסה מימית של 30% של מגנזיום כלוריד. הודות לרכיבים הכלולים בה ולמיוחד בטכנולוגיית הייצור, ניתן להשיג מסה לבנה חזקה שקל לעבד אותה (מלוטש בקלות, אינו רגיש לעובש, טחב).

      החומר משמש כציפוי גימור, כמו גם ליצירת מבנים מורכבים מבחינת צורות. בטון מלט מגנזיה הוא בעצם סוג של אבן מלאכותית..

      • מלט פורטלנד צבעוני משמש גם לעבודה דקורטיבית. הוא מתקבל על ידי ערבוב של שינוי לבן ופיגמנט. האחרון יכול להיות עופרת אדומה, אוקר, תחמוצת כרום. העיקר שהפיגמנטים עמידים לאור ואלקלי.

      • פוזולאני. התערובת מכילה מלט פורטלנד צבעוני, גבס ותוספים ממוצא געשי או משקע. לתמיסה המתקבלת יש עמידות מוגברת במים, היא מתמצקת לא רק בתנאים של לחות גבוהה, אלא גם מתחת למים. זה מאפשר להשתמש בו בארגון של מבנים הידראוליים, ריפוד של בריכות ומאגרים אחרים לאחסון מים, משטחים (כולל שיפועים) במגע עם ים או מים כלוריים. המשטח המוקשה מאופיין בחוזק, באינרטיות כימית, בהיעדר פריחה.
      • אלומיניום הרכב הוא מלט המתקשה ומהיר ועמיד על בסיס קלינקר ואבן גיר מותכת. התערובת המוגמרת מכילה כמות גדולה של אלומיניטים בסיסים נמוכים.

      כדי להבטיח הדבקה באיכות גבוהה ולהגדיר את החוזק הנדרש, ההתבצעות צריכה להתבצע בטמפרטורה הנמוכה מ -25% C. אחרת, עד 50% מחוזק הבטון הולך לאיבוד..

      תכונה נוספת של אלומינה היא חוסר הקבילות לערבב אותה עם מלט וסיד אחרים, קומפוזיציות המכילות אפילו כמויות קטנות של אלקלי. מלט אלומינה פורטלנד מתאים לייצור פתרונות בטון עמידים לחומצה, מילוי סלעים עמידים לחומצה (גרניט, בשטאוניט). הגדרת מהירות – כ -8 ימים.

      בולים

      הציון מוגדר כחוזק של הדגימה בעת בדיקת כיפוף ודחיסה. לייצור דגימה משתמשים במלט פורטלנד וחול, הנלקחים ביחס של 1: 3. מדגם בגודל 4x4x16 ס”מ עשוי מתמיסה זו, המתמצקת תוך 28 יום, התקשות מתרחשת בתנאי לחות גבוהה. כדי להאיץ את ההתמצקות, מותר להשתמש בטכניקת אידוי לדוגמא..

      הנפוצים ביותר כיום הם המותגים של מלט פורטלנד M 400, 500, 600:

      • M 400 – מותג המלט המבוקש ביותר. המאפיינים הטכניים (חוזק, עמידות בפני כפור) המונחים בו מתאימים לבניית רוב החפצים.
      • M 500 -מלט, שיש לו מרווח בטיחות גדול למדי, המאפשר להשתמש בו לשיקום או שיקום מתקנים לאחר תאונה, להשתמש בו לתיקוני כבישים, בניית מתקנים צבאיים-טכניים, מבני אסבסט-מלט..

      • M 600. הרכב בעל חוזק מוגבר, מה שמאפשר להשתמש בו בבניית מבני בטון מזוין קריטי, מבנים הנדסיים.
      • M 700 – מלט פורטלנד בעל חוזק מרבי, המשמש לתערובת בטון לבניית מבנים דחוסים מראש. השימוש בו בבנייה קונבנציונאלית (למשל, במשקי בית פרטיים) אינו הגיוני בשל העלות הגבוהה.
      • M 900 – מלט כבד המשמש רק למתקנים צבאיים, למשל, ליצירת בונקרים.

        ישנם גם מותגי מלט “ביניים”, למשל M 550 (מבחינת המאפיינים הטכניים שלהם הם קרובים ל- M500, אך נבדלים בחוזק מעט גבוה יותר).

        מתי זה לא מתאים?

        בשל מגוון תרכובות המלט של פורטלנד, הוא מתאים כמעט לכל סוג של בניין. העיקר הוא לקבוע נכון את המאפיין החשוב ביותר של המלט ולבחור את התוסף המתאים. חלקם, כאשר משתמשים בהם יחד, מנטרלים את המאפיינים זה של זה. זה קורה, למשל, עם תוספת סימולטנית של רכיבים לשיפור עמידות ללחות ועמידות בפני כפור. הראשון (הגברת עמידות הלחות) מפחית באופן משמעותי את עמידות הכפור של הרכב.

        במילים אחרות, מלט פורטלנד עם תוספים אינם מתאימים לתנאים בהם יש ירידה משמעותית בטמפרטורת ההפעלה. במקרה זה, יש להשתמש במלט פורטלנד ללא תוספים. לאקלים לח, התערובת הסטנדרטית של מלט פורטלנד אינה מתאימה, עדיף לבחור צמנט פורטלנד סיגים.

              כמו כן, חשוב לשקול את מטרת החומר. אז, לבניית אובייקטים ומבנים מונוליטיים למטרות אזרחיות (למשל, גשרים, קווי מתח גבוה), מלט פורטלנד M400 אינו מתאים. כדי לפתור בעיות אלה, מותר להשתמש בתערובת בעלת חוזק מותג של M 500 לפחות.

              אף אחד מסוגי המלט של פורטלנד אינו מתאים לשימוש במים זורמים, בריכות מלח, נהרות זורמים, מים עם תכולת מינרלים גבוהה.

              אפילו המגוון העמיד בפני סולפט של מלט פורטלנד, בעל תנגודת לחות מוגברת, משמש רק במים סטטיים ממוזגים. במקרים אחרים (למשל לארגון סכרים, סכרים ומבנים הנדסיים אחרים) משתמשים בסוגים מיוחדים של מלט.

              הקידומת “פורטלנד” מציינת נוכחות של כמות גדולה של סידן סיליקטים בתערובת, לכן היא אינה מומלצת עבור בלוקים ומבנים מיוחדים.. מלט פוזולאני אינו מתאים לשימוש בתנאים של ירידה משמעותית בטמפרטורה.

              ראה כיצד מלט פורטלנד מתקבל בסרטון הבא..