Cemento Portland: caratteristiche tecniche e applicazione

Attualmente, il cemento Portland è giustamente riconosciuto come il tipo più comune di legante per soluzioni in calcestruzzo. È fatto da rocce carbonatiche. Viene spesso utilizzato nella produzione di calcestruzzo. Oggi daremo un'occhiata più da vicino a quali caratteristiche tecniche sono inerenti a questo materiale e come può essere applicato.

Prima di considerare le caratteristiche e le caratteristiche di un materiale come il cemento Portland, vale la pena capire di cosa si tratta.

Il cemento Portland è un tipo di cemento, che è uno speciale agente idraulico e legante. In misura maggiore, è costituito da silicato di calcio. Questo componente occupa circa il 70-80% della percentuale di tale composizione di cemento.

Questo tipo di impasto cementizio è popolare in tutto il mondo. Ha preso il nome dall'isola, che si trova sulla costa della Gran Bretagna, poiché le rocce di Portland hanno esattamente lo stesso colore.

Il cemento Portland ha punti di forza e di debolezza.

Per cominciare, vale la pena considerare quali vantaggi ha questo materiale:

• Va notato le eccellenti caratteristiche di resistenza del cemento Portland. Ecco perché è più spesso utilizzato nella produzione di strutture monolitiche in cemento armato e altri oggetti simili.
• Il cemento Portland è resistente al gelo. Non ha paura delle basse temperature. In tali condizioni il materiale non subisce deformazioni e non si fessura.
• Questo materiale è impermeabile. Non soffre il contatto con l'umidità e l'umidità.
• Il cemento Portland può essere utilizzato anche per la costruzione di fondamenta in condizioni di terreno difficili. Per tali condizioni, viene utilizzata una soluzione resistente ai solfati.
• Esistono diverse varietà di cemento Portland: ogni acquirente può scegliere l'opzione migliore per se stesso. È possibile acquistare un composto a indurimento rapido o medio.
• Se hai acquistato un cemento Portland di alta qualità, non devi preoccuparti del suo successivo restringimento e deformazione. Dopo l'installazione, non forma crepe o altri danni simili.

Non ci sono molti svantaggi del cemento Portland. Di norma, sono associati a soluzioni di bassa qualità, di cui oggi ce ne sono molte nei negozi.

Tra questi ci sono i seguenti:

• Durante il suo completo indurimento, un materiale di bassa qualità è suscettibile di deformazione. Questo deve essere preso in considerazione quando si lavora. Devono essere forniti anche tutti i giunti di ritiro.
• Questa soluzione non può essere definita ecologica, poiché nella sua composizione, oltre a quelle naturali, ci sono molti componenti chimici.
• Prestare attenzione quando si maneggia il cemento Portland, poiché il contatto con esso può causare ustioni chimiche e irritazioni. Secondo gli esperti, in condizioni di contatto a lungo termine con questo materiale, è possibile guadagnare il cancro ai polmoni.

Sfortunatamente, oggi molti acquirenti si trovano di fronte a malte cementizie Portland di bassa qualità. Questo prodotto deve essere conforme a GOST 10178-75. Altrimenti, la miscela potrebbe non essere così forte e affidabile.

La composizione del moderno cemento Portland contiene calce, gesso e argilla speciale clinker che ha subito una lavorazione speciale.

Inoltre, questo tipo di cemento è integrato con componenti correttivi che migliorano le caratteristiche tecniche della malta:

• fornirgli la giusta densità;
• determinare l'una o l'altra velocità di solidificazione;
• rendere il materiale resistente a fattori esterni e tecnogenici.

La produzione di questo tipo di cemento è a base di silicati di calcio. Il gesso viene utilizzato per regolare l'impostazione. Il cemento Portland viene prodotto sparando (secondo una formula speciale) una certa miscela con una grande quantità di calcio.

Nella produzione del cemento Portland non si può fare a meno delle rocce carbonatiche. Questi includono:

• gesso;
• calcare;
• silice;
• allumina.

Inoltre, spesso nel processo di fabbricazione, viene spesso utilizzato un componente come la marna. È una combinazione di rocce argillose e carbonatiche.

Se consideriamo in dettaglio il processo di produzione del cemento Portland, possiamo concludere che consiste nella macinazione delle materie prime necessarie. Successivamente, viene opportunamente miscelato in determinate proporzioni e cotto nei forni. Allo stesso tempo, il regime di temperatura rimane a 1300-1400 gradi. In tali condizioni è assicurata la tostatura e la fusione delle materie prime. In questa fase si ottiene un prodotto chiamato clinker.

Per ottenere il prodotto finito, la composizione cementizia viene nuovamente macinatae poi mescolato con gesso. Il prodotto risultante deve superare tutti i controlli per confermarne la qualità. La composizione comprovata e affidabile ha sempre i certificati appropriati del campione richiesto.

Per produrre cemento Portland di alta qualità come risultato, vengono utilizzati diversi metodi per crearlo:

• asciutto;
• semi secco;
• combinato;
• bagnato.

I metodi di produzione a secco e ad umido sono i più comunemente usati.

Questa opzione di produzione prevede la creazione di cemento Portland con l'aggiunta di uno speciale componente carbonato (gesso) e un elemento siliconico - argilla.

Gli integratori di ferro sono spesso usati:

• cenere di pirite;
• fanghi di conversione.

Questo metodo per produrre cemento forte è chiamato bagnato, poiché la macinazione di tutti i componenti avviene in acqua. Allo stesso tempo, all'uscita si forma una carica, che è una sospensione a base d'acqua. Tipicamente, il suo contenuto di umidità varia dal 30% al 50%.

Successivamente, i fanghi vengono cotti direttamente nel forno. In questa fase, viene rilasciata anidride carbonica. Le palline di clinker che compaiono vengono accuratamente macinate fino a trasformarsi in una polvere, che può già essere chiamata cemento.

Per il metodo di produzione semisecco vengono utilizzati componenti come calce e argilla. Secondo lo schema standard, questi componenti vengono frantumati ed essiccati. Quindi vengono mescolati, frantumati di nuovo e aggiustati con una varietà di additivi.

Al termine di tutte le fasi di produzione, argilla e calce vengono granulate e cotte. Possiamo dire che il metodo di produzione semisecco è quasi lo stesso di quello secco. Una delle differenze tra questi metodi è la dimensione della materia prima macinata.

Il metodo a secco di produzione del cemento Portland è giustamente riconosciuto come il più economico. La sua caratteristica distintiva risiede nel fatto che in tutte le fasi della produzione vengono utilizzate materie prime esclusivamente allo stato secco.

L'una o l'altra tecnologia per la produzione di cemento dipende direttamente dalle proprietà fisiche e chimiche delle materie prime. Il più popolare è la produzione del materiale nelle condizioni di speciali forni rotanti. In questo caso, dovrebbero essere utilizzati componenti come argilla e calce.

Quando l'argilla e la calce vengono completamente frantumate in uno speciale apparato di frantumazione, vengono essiccate allo stato richiesto. In questo caso, il livello di umidità non deve superare l'1%. Per quanto riguarda la macinazione e l'essiccazione diretta, vengono eseguite in una speciale macchina separatore. Quindi la miscela risultante viene trasferita agli scambiatori di calore ciclonici e rimane lì per un tempo molto breve - non più di 30 secondi.

Segue una fase di cottura diretta della materia prima preparata. Successivamente, viene trasferito in frigorifero. Quindi il clinker viene "spostato" nel magazzino, dove verrà accuratamente macinato e imballato. In questo caso, la preparazione preliminare del componente in gesso e di tutti gli elementi aggiuntivi, nonché il futuro stoccaggio e trasporto del clinker, avverranno allo stesso modo del metodo di produzione a umido.

Altrimenti, questa tecnologia di produzione è chiamata combinata. Con esso, il fango viene ottenuto con il metodo a umido, dopodiché la miscela risultante viene liberata dall'umidità in eccesso utilizzando filtri speciali. Questo processo dovrebbe continuare fino a quando il livello di umidità è del 16-18%. Successivamente, la miscela viene trasferita alla cottura.

C'è un'altra opzione per la produzione mista di una miscela di cemento. In questo caso si prevede la preparazione a secco della materia prima, che viene poi diluita con acqua (10-14%) e sottoposta a successiva granulazione. È necessario che la dimensione dei granuli non sia superiore a 15 cm, solo dopo iniziano a sparare la materia prima.

Molti consumatori si chiedono quale sia la differenza tra il cemento Portland e il cemento convenzionale.

Va subito notato che il cemento clinker è uno dei sottotipi della malta classica. Di norma, viene utilizzato nella produzione di calcestruzzo, che a sua volta è indispensabile nella costruzione di strutture monolitiche e in cemento armato.

Innanzitutto, le differenze tra le due soluzioni risiedono nel loro aspetto, prestazioni e proprietà. Quindi, il cemento Portland è più resistente alle basse temperature, poiché contiene additivi speciali. Per il cemento semplice, queste caratteristiche sono molto più deboli.

Il cemento Portland è più popolare e richiesto del cemento convenzionale, nonostante la sua composizione chimica. Sono i suoi esperti che consigliano di utilizzarlo nei lavori di costruzione, soprattutto se di grandi dimensioni.

Esistono diversi tipi di cemento Portland.

• Asciugatura rapida. Tale composizione è integrata con minerali e componenti di scorie, quindi si indurisce completamente entro i primi tre giorni. Grazie a questa caratteristica si riduce notevolmente il tempo di tenuta del monolite nel cassero. Vale la pena notare che nel processo di essiccazione del cemento Portland ad asciugatura rapida, aumenta le sue caratteristiche di resistenza. Marcatura di miscele ad asciugatura rapida - M400, M500.
• Normalmente indurente. Nella composizione di tale cemento Portland, non ci sono additivi che influiscono sul periodo di indurimento della soluzione. Inoltre, non ha bisogno di una macinatura fine. Tale composizione deve avere caratteristiche che corrispondono a GOST 31108-2003.
• Plastificato. Questo cemento Portland contiene additivi speciali chiamati plastificanti. Forniscono al cemento un'elevata mobilità, maggiori proprietà di resistenza, resistenza a diverse condizioni di temperatura e minimo assorbimento di umidità.

• Idrofobico. Un simile cemento Portland si ottiene introducendo componenti come asidol, mylonft e altri additivi idrofobici.La caratteristica principale del cemento Portland idrofobo è un leggero aumento del tempo di presa, nonché la capacità di non assorbire l'umidità nella sua struttura.

• Resistente ai solfati. Il tipo di cemento Portland resistente ai solfati viene utilizzato per ottenere calcestruzzo di alta qualità che non teme le basse temperature e il gelo. Questo materiale può essere utilizzato nella costruzione di edifici e strutture interessate da acque solfate. Tale cemento impedisce la formazione di corrosione sulle strutture. Gradi di cemento Portland resistente ai solfati: 300, 400, 500.
• Resistente agli acidi. Il contenuto di questo cemento Portland contiene sabbia di quarzo e silicofluoruro di sodio. Questi componenti non temono il contatto con sostanze chimiche aggressive.
• Alluminoso. Il cemento clinker di allumina è caratterizzato da una composizione in cui l'allumina è presente in alta concentrazione. Grazie a questo componente, questa composizione ha un tempo di presa e asciugatura minimo.

• pozzolanico. Il cemento pozzolanico è ricco di additivi minerali (di origine vulcanica e sedimentaria). Questi componenti costituiscono circa il 40% della composizione totale. Gli additivi minerali nel cemento pozzolanico Portland forniscono prestazioni impermeabili più elevate. Tuttavia, non contribuiscono alla formazione di efflorescenze sulla superficie di una soluzione già essiccata.
• Bianco. Tali soluzioni sono realizzate con calce pura e argilla bianca. Per ottenere un maggiore effetto sbiancante, il clinker subisce un processo di raffreddamento aggiuntivo con acqua. Il cemento bianco Portland viene spesso utilizzato nelle finiture e nei lavori architettonici, oltre che colorato. Può anche fungere da base per una malta cementizia Portland colorata. La marcatura di questa composizione è M400, M500.

• Cemento Portland di scorie. Questo tipo di cemento Portland viene utilizzato per la produzione di calcestruzzo resistente al calore. Tale materiale ha un basso coefficiente di resistenza al gelo, motivo per cui è così spesso utilizzato nella costruzione non solo di terreni, ma anche di strutture sotterranee e subacquee.

• Riempimento. Il cemento Portland speciale per pozzi petroliferi viene spesso utilizzato per cementare pozzi di gas e petrolio. La composizione di questo cemento è mineralogica. È diluito con sabbia di quarzo o scorie calcaree.

Esistono diverse varietà di questo cemento:

1. sabbioso;
2. ponderato;
3. bassa igroscopicità;
4. resistente al sale.

• Scorie alcaline. Tale cemento Portland ha additivi da alcali e scorie macinate. Ci sono composizioni in cui sono presenti componenti di argilla. Il cemento alcalino si afferra allo stesso modo del normale cemento Portland a base sabbiosa, tuttavia è caratterizzato da una maggiore resistenza a fattori esterni negativi e basse temperature. Inoltre, tale soluzione ha un basso livello di assorbimento dell'umidità.

Come puoi vedere, le proprietà tecniche e fisiche dei diversi tipi di cemento Portland sono molto diverse tra loro. Grazie a una scelta così ampia, puoi scegliere una soluzione sia per la costruzione che per i lavori di finitura in qualsiasi condizione.

Tutte le varietà di cemento Portland si differenziano per i loro segni:

• M700 è un composto molto resistente. È lui che viene utilizzato nella produzione di calcestruzzo ad alta resistenza per la costruzione di strutture complesse e di grandi dimensioni. Una tale miscela non è economica, quindi è usata molto raramente per la costruzione di piccole strutture.
• М600 è una composizione di maggiore forza, che è più spesso utilizzato nella produzione di elementi critici in cemento armato e strutture complesse.
• M500 è anche molto resistente. Grazie a questa qualità, può essere utilizzato nella ricostruzione di vari edifici che hanno subito gravi incidenti e distruzioni. Inoltre, la composizione M500 viene utilizzata per la posa di manti stradali.
• M400 è il più conveniente e diffuso. Ha una buona resistenza al gelo e parametri di resistenza all'umidità. Clinker M400 può essere utilizzato per la costruzione di strutture per qualsiasi scopo.

Come accennato in precedenza, il cemento Portland è un tipo migliorato di malta cementizia. Alcune caratteristiche tecniche inerenti a questo materiale dipendono direttamente dal tipo diretto di riempitivo. Quindi, il cemento Portland a rapida essiccazione marcato 500 e 600 vanta un rapido indurimento, quindi viene mescolato al calcestruzzo per la costruzione di strutture massicce e di grandi dimensioni e possono essere sia fuori terra che interrate. Inoltre, si fa spesso riferimento a questa composizione nei casi in cui è richiesta la serie di forza più rapida possibile. Molto spesso, questa necessità sorge quando si versano le fondamenta.

Il cemento Portland con la marcatura 400 è giustamente riconosciuto come più comune. È versatile nella sua applicazione. Viene utilizzato per creare potenti parti monolitiche e in cemento armato, soggette a maggiori requisiti di resistenza. Questa composizione è leggermente inferiore al cemento Portland di grado 500, ma è più economica.

Il legante resistente ai solfati viene spesso utilizzato per preparare miscele per la costruzione di varie strutture sott'acqua. Questo avanzato cemento Portland è indispensabile in queste condizioni, poiché le strutture sottomarine sono particolarmente suscettibili agli effetti dannosi delle acque solfate.

Il cemento con un plastificante e la marcatura 300-600 aumenta le proprietà di plasticità della malta e aumenta anche le sue caratteristiche di resistenza. Utilizzando tale cemento Portland, è possibile risparmiare circa il 5-8% del legante, soprattutto rispetto al cemento normale.

Le varietà speciali di cemento Portland non vengono spesso utilizzate per lavori di costruzione su piccola scala. Ciò è dovuto al loro costo elevato. E non tutti i consumatori hanno familiarità con tali composizioni. Tuttavia, il cemento Portland, di regola, viene utilizzato nella costruzione di strutture grandi e importanti.

Il cemento Portland conferisce al calcestruzzo ordinario proprietà speciali e proprietà di resistenza, il che lo rende molto popolare nei lavori di costruzione (soprattutto su larga scala). Tuttavia, tale soluzione non può essere utilizzata nei letti dei fiumi fluenti, nei corpi idrici salati e nell'acqua con un alto contenuto di minerali.

Il cemento Portland ha una composizione più complessa rispetto alla malta convenzionale.

Quando si lavora con tali materiali, è necessario prestare attenzione ai consigli e alle raccomandazioni degli esperti:

• Affinché la soluzione si indurisca il prima possibile, è necessario selezionare una composizione mineralogica adeguata del cemento, nonché applicare additivi speciali. Spesso in tali casi, si rivolgono al riscaldamento elettrico o all'elaborazione del calore umido.
• Nitrati di sodio, potassio e ammonio vengono utilizzati per rallentare l'indurimento. NS
• È inoltre necessario tenere conto del tempo di presa della pasta di cemento. L'inizio di questo processo avviene non prima di 30-40 minuti e il completamento non oltre 8 ore.
• Se si prevede di utilizzare il cemento Portland per organizzare le fondamenta in condizioni del terreno complesse, gli esperti raccomandano vivamente di scegliere una soluzione resistente ai solfati, che abbia un alto contenuto di componenti minerali.
• Il cemento Portland colorato o bianco è ideale per la pavimentazione.Usando una tale soluzione, puoi creare bellissimi rivestimenti a mosaico, piastrellati e brecciati.

• Il cemento Portland non è raro. Puoi acquistarlo in quasi tutti i negozi di ferramenta. Deve essere adeguatamente preparato per il lavoro. Per fare ciò, è necessario assumere 1,4-2,1 acqua per ogni 10 kg di cemento. Per calcolare l'esatta quantità di liquido necessaria, è necessario prestare attenzione al grado di densità della soluzione.
• Prestare attenzione alla composizione del cemento Portland. Se contiene vari additivi per migliorare le qualità resistenti all'umidità, le caratteristiche resistenti al gelo diminuiranno. Se scegli il cemento per un clima umido, una malta normale non funzionerà per te. È meglio acquistare cemento portland di scorie.
• Le miscele di clinker colorate e bianche devono essere trasportate e conservate in un contenitore speciale.
• Ci sono molti composti di clinker falsi nei negozi oggi. Gli esperti raccomandano vivamente di familiarizzare con i certificati di qualità delle merci al momento dell'acquisto, altrimenti il ​​cemento potrebbe rivelarsi di bassa qualità.

Il processo per ottenere il cemento Portland può essere visto di seguito.