Минеральными вяжущими веществами называют порошкообразные материалы, образующие при смешивании с водой пластичную удобообрабатываемую массу, затвердевающую со временем в камневидное прочное тело. В зависимости от условий твердения различают вяжущие материалы: воздушные, гидравлические, кислотоупорные и автоклавного твердения. Каждую из этих групп в свою очередь делят на подгруппы в соответствии с составом и основными свойствами отдельных вяжущих веществ.

Воздушными вяжущими веществами называют материалы, способные схватываться, твердеть, превращаться в камневидное тело и длительно сохранять прочностные характеристики только в воздушной среде.

Гидравлическими вяжущими веществами (цементами) называют материалы, способные при затворении водой, после предварительного затвердевания на воздухе, продолжать твердеть в воде, сохраняя и увеличивая свою прочность.

Кислотоупорные вяжущие вещества после затвердения на воздухе способны длительное время сохранять прочность при воздействии минеральных кислот.

Вяжущие вещества автоклавного твердения превращаются в камень только при автоклавной обработке при давлении насыщенного пара 0.9-1.3 МПа и температуре 167-198°С.

Таблица.1.Классификация цементов по основным признакам

Портландцемент – это порошкообразный материал, получаемый совместным помолом портландцементного клинкера и иногда минеральных добавок.

Клинкер – это продукт обжига до спекания портландцементной сырьевой шихты, состоящей в основном из силикатов кальция, алюминатов кальция и алюмоферитов кальция.

Ассортимент цементов на основе портландцементного клинкера

1. Портландцемент с минеральными добавками - получают путём совместного помола портландцементного клинкера с активной минеральной добавкой. Активными минеральными добавками являются природные(диатомит, трепел, опока, глиежи, туф, пемза, трасс) или искусственные вещества(топливные золы и шлаки, нефелиновый шлам и др.), которые при смешивании в тонкоизмельчённом виде с воздушной известью и затворении водой образуют тесто, способное после твердения на воздухе продолжать твердеть и под водой.

2. Шлакопортландцемент - гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе, получается путём совместного тонкого помола клинкера и гранулированного доменного шлака с необходимым количеством гипса. Шлакопортландцемент отличается умеренной водопотребностью, высокой воздухостойкостью и морозостойкостью, обладает повышенной стойкостью к воздействию минерализованных вод. Обладает специфическим свойством - низкая экзотермия.

3. Сульфатостойкий портландцемент - отличаются повышенной устойчивостью цементного камня к агрессивному воздействию сульфатных вод. Сульфатостойкий портландцемент – изготовляют из клинкера нормированного минералогического состава: содержание С3А не должно превышать 5 %, С3S - 50%, С3А + С4АF – 22%. Сульфатостойкий портландцемент отличается низкой экзотермией из-за низкого содержания С3А и С3S.

4. Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) – это портландцемент с минеральными добавками, отличающийся интенсивным нарастанием прочности в начальный период твердения. Повышенная прочность БТЦ в начальные сроки твердения достигается правильным подбором минералогического состава клинкера, увеличением дозировки гипса, повышением тонкости помола цемента. БТЦ предназначен для изготовления сборных железобетонных конструкций и изделий в заводских и полигонных условиях, а также для скоростного строительства.

5. Цементы с поверхностно-активными добавками – получают путём совместного помола портландцементного клинкера, гипса и небольшого количества (0,1 – 0,3% от массы цемента) добавок ПАВ. Основное назначение ПАВ – повышение пластичности цементного клинкера, либо к снижению водопотребности смеси и расхода цемента при сохранении заданной подвижности и проектной марки цемента. Главным недостатком цемента является замедление сроков схватывания в начальные сроки.

6. Пластифицированный портландцемент - получают путём совместного помола клинкера с гидрофильно-пластифицирующей добавкой (0,15 – 0,25% массы цемента) лигносульфонатов кальция, которые получают при сульфиной варке целлюлозы.

7. Гидрофобный портландцемент – получают путём совместного помола клинкера и 0,1 – 0,3% мылонафта, асидола, окисленного петралатума, синтетических жирных кислот, их кубовых остатков и других гидрофибизирующих поверхностно-активных добавок. Цемент обладает замедленным сроком схватывания и меньшей прочностью по сравнению с обычным портландцементом.

8. Белые портландцементы отличаются от остальных видов ПЦ цветом, поэтому весь технологический процесс получения таких цементов подчинен требованию обеспечения белизны. По степени белизны цементы разделяют на три сорта: БЦ-1, БЦ-2, БЦ-3 с коэффициентом яркости соответственно 80,75 и 68 (коэффициент яркости обычного ПЦ – 20…40). Выпускают цементы М400 и М500 двух видов – белый портландцемент и белый портландцемент с минеральными добавками.

9. Цветные портландцементы получают путем совместного тонкого измельчения белого или обычного клинкера с красящими пигментами. По ГОСТу цветной портландцемент должен содержать не менее 80% клинкера, не более 6% диатомита и не более 15 % минерального синтетического или природного пигмента или не более 0,5% органического пигмента.

10. Тампонажные портландцементы предназначены для тампонирования нефтяных и газовых скважин. К ним предъявляются жесткие технические требования. Цементный раствор должен обладать высокой текучестью, обеспечивающей возможность его свободного закачивания и проникновения в затрубное пространство.

11. Пуццолановый портландцемент – гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и во влажных условиях, получаемое в результате совместного помола портландцементного клинкера нормированного минералогического состава с содержанием СА до 8%, гипса и активных минеральных добавок . Выпускают две марки пуццоланового портландцемента: М300 и М400. Морозостойкость и атмосферостойкость бетонов на пуццолановом портландцементе ниже, чем на портландцемент; наиболее стоек в сульфатных водах, так как в продуктах твердения нет свободного гидроксита кальция и трехкальциевого гидроалюмината, также отличается повышенной стойкостью в пресных водах.