Цемент является одним из важнейших строительных материалов. Его применяют для изготовления бетонов, бетонных и железобетонных изделий, строительных растворов, асбестоцементных изделий.

Изготовляют его на крупных механизированных и автоматизированных заводах.

Цемент - это название группы гидравлических вяжущих веществ, главной составной частью которых являются силикаты и алюминаты кальция, образовавшиеся при высокотемпературной обработке сырьевых материалов, доведенных до частичного или полного плавления.

В группу цементов входят: портландцемент, быстротвердеющий цемент, шлаковый цемент, пуццолановый цемент, расширяющий цемент, пластифицированный цемент, сульфатостойкий цемент, водонепроницаемый цемент, гидрофобный и другие.

Портландцемент (от англ. Portland — название полуострова на Юге Великобритании), гидравлическое вяжущее вещество, состоящее главным образом из силикатов кальция. Портландцемент — наиболее распространённый в современном строительстве вид цемента.добавок (10—15%). Получают портландцемент тонким измельчением клинкера с гипсом (3—7%); допускается введение в смесь активных минеральных

Клинкер — продукт обжига (до полного спекания) искусственной сырьевой смеси, состоящей приблизительно из 75% карбоната кальция (обычно известняка) и 25% глины. Обжиг сырья ведут преимущественно во вращающихся печах при 1450—1500 °С. Свойства портландцемента  зависят главным образом от состава клинкера и степени его измельчения. Важнейшее свойство портландцемента — способность твердеть при взаимодействии с водой. Оно характеризуется маркой портландцемента, определяемой по прочности на сжатие и изгиб стандартных образцов цементно-песчаного раствора после 28 суток твердения во влажных условиях (в России для портландцемента установлены марки от 300 до 600).

Портландцемент выпускается в трех видах: белый, цветной и серый портландцемент. Некоторые виды цемента также описаны ниже.

Шлаковый цемент  - общее название цементов, получаемых совместным помолом гранулированных доменных шлаков с добавками-активизаторами (известь, строительный гипс, ангидрит и другие) или смешением этих, раздельно измельченных, компонентов.
Различают следующие виды шлакового портландцемента: известково-шлаковый с содержанием извести 10-30% и гипса до 5% от массы цемента и сульфатно-шлаковый с содержанием гипса или ангидрита 15-20%, портландцемента до 5% или извести до 2%. Шлаковый цемент применяют для получения строительных растворов и бетонов, используемых преимущественно в подземных и подводных сооружениях. Известково-шлаковый цемент наиболее эффективен в производстве автоклавных материалов и изделий.

Пуццолановый цемент - цемент, в состав которого вводится активная кремнеземистая (пуццолановая) добавка, повышающая стойкость изделий из пуццоланового цемента к разрушающему воздействию пресных и сульфатных вод.

Пластифицированный портландцемент - цемент с пластифицирующей гидрофильной поверхностно-активной добавкой (напр., 0,2-0,3% сульфитно-дрожжевой бражки). Введение добавки повышает пластичность бетонных смесей.

Тампонажный цемент - разновидность портландцемента, и предназначенный для цементирования нефтяных и газовых скважин. Тампонажный цемент изготовляют совместным тонким измельчением клинкера и гипса. В России выпускают тампонажный цемент двух видов: для так называемых холодных (с температурой до -40°С) и горячих (до +75°С) скважин. Тампонажный цемент применяют в виде цементного теста, содержащего 40-50% воды.

Расширяющийся цемент - собирательное название группы цементов, обладающих способностью увеличиваться в объёме в процессе твердения. У большинства расширяющихся цементов расширение происходит в результате образования в среде гидратирующегося вяжущего вещества высокоосновных гидросульфоалюминатов кальция, объём которых вследствие большого количества химически связанной воды значительно (в 1,5—2,5 раза) превышает объём исходных твёрдых компонентов. Полное расширение расширяющихся цементов составляет 0,2—2%. Прочность расширяющихся цементов 30—50 Мн/м². В нашей стране наибольшее распространение среди расширяющихся цементов получили водонепроницаемый расширяющийся цемент, расширяющийся портландцемент, гипсоглинозёмистый расширяющийся цемент, а также напрягающий цемент. Все расширяющиеся цементы  лучше твердеют и показывают большее расширение во влажных условиях. Благодаря высокой водонепроницаемости расширяющиеся цементы применяются для заделки стыков сборных железобетонных конструкций, создания надёжной гидроизоляции при возведении некоторых гидротехнических сооружений, производстве напорных железобетонных труб и т.п.

Сульфатостойкий цемент изготовляют из клинкера нормированного минералогического состава: в клинкере должно быть не более 5% трехкальциевого алюмината и не более 50% трехкальциевого силиката. Низкое предельное содержание трехкальциевого алюмината требуется потому, что сульфатная коррозия развивается в результате взаимодействия сульфатов, находящихся в окружающей среде, с трехкальциевым гидроалюминатом цементного камня. Если в цементном камне С3А присутствует в малых количествах, то образуется незначительное количество гидросульфоалюмината кальция. Тогда он не опасен, так как распределяется в порах бетона, вытесняя оттуда воду или воздух, и внутренних напряжений в бетоне не вызывает.
Сульфатостойкий цемент обычно выпускают двух марок: 300 и 400.

Магнезиальный цемент используют для устройства магнезиальных полов, как магнезиальное вяжущее, представляющее собой тонкодисперсный порошок, активной частью которого является оксид магния. Оксид магния, в свою очередь, есть продукт умеренного обжига природных карбонатных пород магнезита или доломита.

Глиноземестый цемент - быстротвердеющее гидравлическое вяжущее вещество, получаемое тонким измельчением обожженной до спекания или сплавления сырьевой смеси, богатой глиноземом. В качестве сырьевых материалов для получения глиноземистого цемента используют известняк или известь и породы с высоким содержанием глинозема Al2O3, например бокситы.
Минералогический состав глиноземистого цемента характеризуется большим содержанием низкоосновных алюминатов кальция, главным из которых является однокальциевый алюминат CaO&Al2O3 .

Применение глиноземистого цемента ограничено его высокой стоимостью. Его используют при срочных ремонтных и аварийных работах, производстве работ в зимних условиях, для бетонных и железобетонных сооружений, подвергающихся воздействию сильно минерализованных вод, получения жаростойких бетонов, а также изготовления расширяющихся и безусадочных цементов.

Гидрофобный цемент получают в результате тонкого измельчения портландцементного клинкера совместно с гипсом и гидрофобизующей добавкой (асидол, мылонафт, олеиновая кислота, окисленный петролатум, кубовые остатки синтетических жирных кислот и др.). Данный цемент обладает меньшим водопоглощением, большей морозостойкостью и водонепроницаемостью, чем обычный портландцемент; способен длительное время храниться даже во влажной среде без потери активности. Повышенное воздухововлечение данного цемента снижает прочность тяжелых бетонов, однако, при производстве легких и ячеистых бетонов это свойство играет положительную роль.

Водонепроницаемый безусадочный цемент - быстросхватывающееся и быстротвердеющее гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем тщательного смешивания глиноземистого цемента, полуводного гипса и гашеной извести. Начало схватывания не ранее 1 мин., а конец не позднее 5 мин. с момента затворенеия.
Цемент применяют для устройства гидроизолирующей торкретной оболочки бетонных и железобетонных сооружений, эксплуатируемых в условиях повышенной влажности (туннели, фундаменты и т.д.).

Строительно-технические свойства цемента

1. Водоотделение цемента - количество воды, отделившейся при расслоении цементного теста вследствие осаждения частиц цемента.

2. Гидрофобизация цемента - повышение устойчивости цемента к воздействию влаги воздуха путем введения специальных добавок, гидрофобизирующих поверхность зерен цемента.

3. Коррозиестойкость цемента - способность цементного камня противостоять химическому и физическому воздействию агрессивной среды.

4. Морозостойкость цемента - способность цементного камня противостоять многократному попеременному замораживанию и оттаиванию.

5. Пластификация цемента - снижение водопотребности цемента путем введения специальных добавок.

6. Равномерность изменения объема цемента - свойство цемента в процессе твердения образовывать цементный камень, деформация которого не превышает значений, установленных нормативным документом.

7. Расширение цемента - увеличение линейных размеров цементного камня при твердении.

8. Самонапряжение цемента - способность цементного камня напрягать заложенную в него арматуру.

9. Сульфатостойкость цемента - способность цементного камня противостоять разрушающему действию водных сред, содержащих сульфат-ионы.

10. Тампонажно-технические свойства цемента - совокупность свойств цемента, характеризующих его пригодность для тампонирования скважин.

11. Тепловыделение цемента - количество теплоты, выделяемое при гидратации цемента.

12. Тонкость помола цемента - характеристика дисперсности цемента, которая может быть выражена:

- массовой долей остатка (прохода) на одном или нескольких контрольных ситах; или

- величиной удельной поверхности.

13. Усадка цемента - уменьшение линейных размеров цементного камня при твердении.

 Физико-химические свойства некоторых  марок цемента приведены в табл. 1.1.

Предел прочности цемента при изгибе и сжатии, который является одной из важнейших физико-химических характеристик цемента должен быть не менее значений, указанных в табл. 1.2.

Таблица 1.2

Источник: ГОСТ 10178-85 (ТУ)

C текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка цемента можно познакомиться в отчетах Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков  «Рынок цемента в России».

www.newchemistry.ru