Цемент М400 — состав и применение

М400 — наиболее востребованная марка портландцемента. Благодаря отличным характеристикам, физическим свойствам, универсальности и невысокой стоимости портландцемент 400 обладает широкой областью применения.

Производство

Цементное вяжущее – это продукт измельчения клинкера с нормированным составом. Характеристики сырья определяет ГОСТ 10178-85. Согласно документу содержание магниевого оксида не должно превышать 5% (в некоторых случаях – 6%), а количество других компонентов определяется типом вяжущего и его назначением.

Сырьё для производства – это природные минералы (алит, глинозем, магнезит, гипс), для каждого есть свой регламент соответствия. Из сырья методом обжига получают клинкер.

Основной компонент может быть скомбинирован с минеральными добавками, оказывающими влияние на отдельные свойства рабочего раствора и готового камня. Количество последних также определяет стандарт (таб.1):



В состав цемента м400 могут быть введены различные присадки, улучшающие пластичность раствора, морозостойкость бетона, устойчивость конструкции к агрессивным воздействиям. Общее их количество не должно превышать 5% по массе вяжущего компонента.

Клинкер с расчетным количеством добавок измельчают в барабанных установках до 92%.

Особенности М400

Что такое портландцемент М400? Это одна из разновидностей цемента, в состав которой входит измельченный клинкер, гипс, а также различные минеральные добавки.

Повышенная скорость схватывания растворов, приготовленных на основе М400, обеспечивается наличием гипсовой добавки (до 5% от общей массы).

Не менее важным показателем, влияющим на скорость и надежность схватывания, является уровень помола — чем он мельче, тем скорее бетон набирает требуемую прочность. Необходимо учесть, что плотность портландцемента М400, находящегося в сухом состоянии может существенно изменяться по причине усадки мелких частиц. Оптимальным считается размер зерен 12-20 мкм.

Удельный вес портландцемента М400 также может быть различным. Наиболее легким является свежеприготовленный материал либо только что доставленный спецтранспортом — от 1000 до 1200 кг/м3. При длительном хранении за счет утрамбовывания крупиц и сокращения зазоров между частицами плотность цемента увеличивается до 1500-1700 кг/м3. Для выполнения расчетов рекомендуется принимать усредненный вес цемента — 1300 кг/м3.

Характеристики бетона М400

Бетонный раствор марки М400 по новой классификации обозначается как B30, но у нас больше в ходу старое название — М400. В стандарте он описывается как тяжелый бетон. В народе его относят  к «среднему» классу, хотя в классификации такого нет. Он точно не «легкий», но еще и недостаточно тяжелый. Наверное, поэтому вес куба бетона М400 зависит от точных характеристик и в среднем составляет 2310-2350 кг/м³. Эта марка имеет высокие показатели по прочности, морозостойкости, низкую степень изнашиваемости поверхности. Вот характеристики бетона марки М400 по ГОСТу 7473-94:

• подвижность — от П 1 до П 4;
• водонепроницаемость — W6-W12;
• морозостойкость — от F150 до F300;
• прочность B30.

Характеристики бетона М400 В30: прочность, морозостойкость, водонепроницаемость

Больше всего любой бетонный камень характеризует прочность. Данный тип выдерживает нагрузку 400 кгс/см² (по нормативу 293 кгс/см²). Все остальные параметры могут изменяться в зависимости от требований под выполнение конкретного проекта. Подвижность бетона влияет на удобство его укладки. Где-то требуется текучая смесь (чтобы могла попасть под арматуру), где-то нужна жесткая. В текучие составы (содержащие больше воды) для сохранения проектной прочности добавляют больше цемента. Для повышения морозостойкости и водостойкости используют специальные добавки, которые строго нормированы.

Маркировка и сфера применения

Как уже было отмечено, прочность на сжатие М400 достигает 400 кгс/см2.

Характеристика прочности на сжатие позволяет применять материал как для изготовления отмостки, так и для прочного основания под частный дом из кирпича.

На марку влияет также и объем пластификаторов, содержащихся в цементе, от количества и особенностей которых зависит сфера применения М400:

• Д0 – не содержит пластифицирующих добавок и представляет собой материал общестроительного назначения. Используется для изготовления разнообразных бетонных конструкций, применяемых в условиях повышенной влажности (в частности, подводных и подземных сооружений);
• также применяется для создания сборных ж/б изделий и получения специализированных строительных смесей;
• Д5 – преимущественное назначение – производство несущих элементов, имеющих большую плотность (блоков для фундаментов, плит перекрытий и др.). Обладает хорошей водоотталкивающей способностью и устойчивостью к коррозии.
• Д20 – применяется для создания различных железобетонных и бетонных изделий (от тротуарной плитки до блоков сборных фундаментов). Особенностью такого цемента является способность очень быстро набирать прочность на начальном периоде застывания.

Д20

Несмотря на то, что вышеприведенный метод обозначения применяется многими производителями, его все же можно отнести к устаревшим. При обновлении ГОСТа в 2003 году маркировка стала более соответствовать европейским параметрам, и теперь учитываются еще и минеральные компоненты, содержащиеся в продукте:

• ЦЕМ – соответствует портландцементу, не содержащему минеральных добавок;
• ЦЕМII – такое обозначение используется для цемента с добавлением шлака. В зависимости от количества шлаковой добавки материал делится на две группы – A (6-20% примесей) и B (20-35%).

ЦЕМII

Также на смену традиционному обозначению, определяющему характеристики цемента, пришел параметр класса прочности, в результате чего М400 стал называться по-новому – В30.

Высокая скорость застывания обозначается в маркировке буквой Б, которой помечается быстротвердеющий материал (Д20). Кроме этого, на упаковку наносятся обозначения пластификации или гидрофобизации (ПЛ, ГФ).

Более подробно о маркировке цемента смотрите на видео:

Производство цемента. Особенности технологических процессов

В производстве цемента применяют три основных вида:

• мокрый;
• сухой;
• комбинированный.

Мокрый способ производства

Основан на приготовлении исходного сырья посредством измельчения компонентов в воде.

Этапы:

1. Природные минералы, — известняк и глина подвергаются измельчению в водной среде. 
2. Полученную шихту, которая имеет до 50% влажности, загружают в обжиговую печь.
3. Сырьё подвергается термической обработке в нескольких зонах:
   • подогрева и сушки, — при температуре 200…600°C происходит удаление избыточной влаги, выгорают органические включения, химические вещества подвергаются дегидратации с последующим распадом компонентов на окислы;
   • зона декарбонизации – известняк распадается на оксид кальция с выделением углекислого газа; под воздействием температуры в диапазоне 900…1200°C происходит образование новых химических веществ;
   • зона термических реакций – происходит окончательное формирование химических веществ и частичное спекание их между собой;
   • зона спекания – при температуре 1350…1480°C происходит формирование клинкерных гранул;
   • зона охлаждения – остывание сырья при медленном понижении температуры до 1300°;
4. Полученный материал, — клинкер, измельчают до порошкообразного состояния.
5. Вводят, согласно технологическим процессам, различные дополнительные добавки.

Сухой способ производства

Наиболее выгодный с экономической точки зрения способ. Отличие от «мокрого» способа производства – на всех стадиях обработки материалы находятся в сухом виде. 

Этапы: 

1. Исходное сырьё, — известняк, мел, глина, уголь проходят стадию дробления на дробильных аппаратах.
2. Далее, следует стадия сушки в сушильном барабане.
3. Компоненты подвергаются измельчению и смешиванию с последующим увлажнением.
4. Полученная смесь проходит стадию грануляции.
5. Гранулированный продукт обжигается в шахтной механизированной печи.
6. Клинкерная смесь отгружается на склад, где происходит измельчение и смешивание с дополнительными компонентами.

Комбинированный способ производства

1. Исходное сырьё превращают в шлам мокрым способом.
2. Удаление влаги до уровня 16…18% осуществляют посредством специальных фильтров.
3. Осушенный продукт подвергают обжигу.

Подвид комбинированного способа предполагает подготовку исходного сырья для обжига сухим способом. Перед стадией обжига добавляется вода до уровня 10…14%, при этом размер гранул не должен превышать 14…15 мм.

Среди всех способов наибольшее распространение получил сухой вид производства.

Это связано с применяемым оборудованием, качеством получаемого конечного продукта, более высокой производительностью, что в конечном итоге приводит к снижению себестоимости и, соответственно, высокому экономическому эффекту от сухого вида производства.

Старая и новая маркировка цемента М400

При поставках фасованного цемента М400 материал может маркироваться одним из двух способов:

1. Согласно стандарту СССР от 1985 г., где стоящая после буквы М цифра 400 выражает прочность застывшего цемента на сжатие (в кг на см. кв.) после 28-дневной выдержки;
2. Согласно обновленному российскому стандарту 31108-2003, где вышеуказанный прочностной показатель выражен в мегапаскалях(МПа) и для материала марки М400 составляет 32,5.

Маркировка цементной продукции также обязательно отражает присутствие в таковой пластификаторов и модифицирующих добавок. Введение последних в исходный материал позволяет улучшить устойчивость раствора к коррозии, повысить его влагостойкость, ускорить/замедлить затвердевание, сделать невосприимчивым к экстремально низким температурам и пр. Некоторые добавки имеют чисто технологический характер, помогая перемалыванию портландцементного клинкера или способствуя длительной беспроблемной транспортировке сухой смеси.

Так, в старой и новой системах обозначения одного и того же материала без добавок будут выглядеть следующим образом: М400 Д0 и ЦЕМ I 32,5Б. Причём, наличие и процентное содержание добавок в старой маркировке отражается цифрой после буквы Д (от 0 до 20), а в новой — римским символом перед значением прочности (I или II). Буквенный индекс в обозначении материала согласно ГОСТ от 2003 г. показывает скорость затвердевания конкретного портландцемента: Б — быстротвердеющий, Н — нормальнотвердеющий.

Обозначение цемента. Марки

Обозначение характеристик цемента регламентируется ГОСТом от 1985г. и 2003г.

«Старое» обозначение, согласно ГОСТ от 1985г.:

1. Наименование цемента по его составу. Обозначается аббревиатурой ПЦ – портландцемент или ШПЦ, — в цемент введены добавки из шлака.
2. Прочность цемента. Определяется по марке цемента, — буквенно-цифровым словосочетанием: буква М и цифры 300…600. Расшифровывается, например, М300 – марка цемента с прочностью до 300 кг/см²
3. Добавки. Сочетание буквы Д и цифр, означающих процентное содержание добавок в общей массе цемента.
4. Характеристика цемента. Обозначается буквами русского алфавита, например, Б – быстротвердеющий; БЦ – белый цемент и другое.

«Новое» обозначение, согласно ГОСТ от 2003г.:

1. Состав. Чистый, без добавок цемент, – ЦЕМ I; цемент с добавками – ЦЕМ II. Вторая подгруппа подразделяется на подвиды: А – содержание добавок до 20% и Б – число вкраплений до 35%. Тип вложений обозначается: П – пуццолан и Ш – шлак.
2. Класс прочности на сжатие. В расчёт принимаются сведения, полученные после 28 суток выдержки, с момента укладки в фундамент. Подклассы обозначаются: Н – нормальнотвердеющий и Б – быстротвердеющий.

Марка цемента определяет марку бетона при изготовлении последнего согласно технической документации и соблюдении технологических процессов согласно ГОСТ.

Например, бетон марок М200 и М 250 получают с применением цемента М-400 и ПЦ-400 Д20;  бетон М500 изготовляют на основе цемента с маркой М-600.

Примеры использования цемента различных марок:

• гражданское и промышленное строительство: применяют цемент марки М-400 (ПЦ-400 Д20);
• дорожное строительство: разнообразные конструкции из сборного железобетона, асбоцемент – цемент М400…М500;
• изготовление железобетонных конструкций с повышенными требованиями к прочности, например, для военного строительства, — цемент М-600;
• предварительно напряжённые конструкции, высокопрочный бетон, например, для изготовления элементов космодромов, — цемент М-700.

Технические характеристики цемента М-400

1. Состав. Цемент представляет собой  композицию химических элементов в твёрдом агрегатном состоянии. Преобладают окислы кальция (Ca), алюминия (Al), магния (Mg), кремния (Si), железа (Fe), титана (Ti). Объём минеральных веществ доходит до 98%.
2. Плотность. Зависит от состояния цемента, — разрыхлённый состав обладает плотностью около 1000…1200 кг/м³; уплотнённый, «слежавшийся» порошок имеет 1500…1700 кг/м³ относительного веса.
3. Скорость схватывания. Параметры определяются при нормальных климатических условиях с температурным диапазоном 18…22°C. Устойчивый процесс схватывания начинается после двух часов с момента затворения цемента водой и длится 2…4 часа. Прочность 95…98% приобретается по окончании 28 дней.
4. Морозостойкость. Рабочий диапазон температур -60°…+300°C.
5. Водостойкость. Цемент, полностью набравший прочность после схватывания, обладает высокой устойчивостью к воздействию водой.
6. Долговечность. Аморфность к большинству органических и неорганических растворителей, водостойкость и морозостойкость позволяют строительным конструкциям, выполненным на основе цемента марки М-400, выдерживать нагрузку до 100 и более лет.

Состав и соотношение компонентов

Точно говорить про состав бетона М400 можно только применительно к конкретным материалам: цементу, песку и щебню. Замена одного из компонентов ведет к изменению содержания двух других. Количество воды и пластифицирующих добавок зависит от того, насколько текучим или жестким требуется раствор. А введение «смягчающих» добавок позволяет уменьшать количество воды и цемента. Так что рецептура (любая) дана лишь примерно. Точный состав определяют в лаборатории, так как бетон М400 применяется на серьезных объектах, то и состав, и процесс замеса должны строго контролироваться.

Примерный состав бетона марки М400 в массовых и весовых долях

Насчет выбора цемента, можно сказать, что применять можно только марки ПЦ 400 и выше. Оптимально — ПЦ 500. Более низкие для получения требуемой прочности нужны в очень большом количестве, что невыгодно экономически. Цемент должен быть «свежим» — не старше недели с момента производства. Это критически важно. И фасовка должна быть заводской, а не складской.

Требования к заполнителям при самостоятельном изготовлении

При изготовлении высокомарочного бетона очень важен выбор заполнителей. Щебень должен быть всех фракций. Это не может быть дробленый гравий, а тем более измельченные булыжники. Гравий должен быть чистым, без пыли, грязи и других посторонних примесей. Если он грязный, его стоит вымыть и высушить.

Какую марку цемента применять для бетона М400

Для высокомарочного бетона, к которым относится и бетон М400, важен состав и качество песка. Песок должен быть речным, мытым, без глины, пыли и других посторонних включений. Для того чтобы можно было получить требуемую прочность, песок должен содержать мелкую, среднюю и крупную фракции. Проверить чистоту песка можно, если взять его в руку и потереть, то как будто вы солите блюдо. Если на пальцах осталась грязь — надо будет либо промыть и высушить песок, либо слегка увеличить количество цемента. Второй вариант рискованный — можно получить бетон более низкой плотности.

Особенности и преимущества М-400

Некоторую пластичность и при этом высокую скорость схватывания растворам на основе М400 обеспечивает гипсовая добавка. Химический состав цемента допускает ее присутствие не более 5% от общей массы, но этого достаточно, чтобы смесь приобрела полезное свойство быстрого твердения. При необходимости ускорить строительство это жирный плюс.

Но нужно обращать внимание на крупность помола – чем мельче портландцемент, тем быстрее и надежнее он будет схватываться. При этом плотность смеси в сухом состоянии при хранении может значительно изменяться из-за усадки мельчайших частиц. Нормальным показателем является размер зерна 15-20 мкм.

Основные достоинства:

1. Высокие прочностные характеристики.

2. Стойкость к коррозионному износу, воздействию влаги и перепадам температур.

3. Устойчивость к сульфатам, а в некоторых случаях и возможность замены специальных сульфатостойких смесей шлакопортландцементом Д20.

4. Длительный срок службы ж/б конструкций, благодаря морозостойкости, равной 100 циклам.

5. Допускается к применению в любых климатических зонах, без противоморозных добавок. Он отлично переносит даже критические температуры.

Изменчивой величиной является плотность цемента – это обязательно нужно учитывать при расчете пропорций для приготовления раствора.

Легче всего оказывается свежий портландцемент, а также материал, только что доставленный в автоцистерне – 1000-1200 кг/м3. Стоит М400 полежать месяц-два, и его плотность увеличится до 1500-1700 кг/м3 за счет уплотнения порошка и уменьшения воздушных зазоров между его крупицами. Поэтому для расчетов принято брать средний вес цемента в 1 м3 около 1300 кг.

От чего зависит цена?

Стоимость цемента М400 за мешок 50 кг ни один строитель не назовет высокой. Всего за 190-225 рублей можно купить стройматериал с отличными характеристиками и не тратиться на приобретение улучшающих добавок. Цемент на развес выйдет еще дешевле, чем покупка в розницу – всего 3200-3400 рублей за тонну. Но цена не везде будет одинаковой. Ее формирование зависит от нескольких факторов:

1. Наличие минеральных компонентов удешевляет портландцемент, так как в смеси уменьшается его процент. То есть марка цемента М400 с высоким содержанием шлака будет дешевле бездобавочного.

2. А вот пластификаторы, напротив, увеличивают стоимость.

3. Тонкость помола – чем лучше измельчаются гранулы клинкера на производстве, тем выше активность смеси. Соответственно, возрастает и ее стоимость.

Рекомендации перед покупкой

Даже если вам предстоит достаточно крупная стройка, лучше выбрать портландцемент, расфасованный в пакеты. Разница в цене составит около 20 %, но зато вы будете уверены в качестве и «возрасте» приобретаемого материала.

Проблема в том, что срок годности цемента невелик – всего 6 месяцев. При этом, взрослея, он постепенно теряет свои свойства и понижает марку, так что по истечении срока вы рискуете приобрести уже М300 по цене М400. Дата производства расфасованного порошка наносится на мешок, но в случае покупки на развес придется верить на слово продавцу.

Условия хранения тоже имеют значение, потому что при попадании в портландцемент влаги в нем запускаются необратимые процессы гидратации. Вымокший М400 из вяжущего вещества превращается в обычную минеральную крошку, непригодную к использованию. Естественно, что уберечь от влаги герметичные мешки гораздо легче, чем курган размолотого в пыль материала.

Применение старого, лежалого цемента экономически невыгодно. Для получения бетона надлежащего качества его придется использовать больше, а прочность конструкции все равно останется сомнительной.

Нормы расхода цемента М400

Для подбора оптимального соотношения (состава) бетона следует определить водоцементное отношение, то есть пропорции воды и цемента. Щебень и песок также должны быть использованы в определенной пропорции. Только при строгом соблюдении технологии  можно получить бетон требуемой прочности и характеристик.

Для приготовления одного кубометра качественного бетона распространенной марки М200 нужно 500 кг (10 стандартных мешков) цемента М400.

Для приготовления кубического метра раствора марки М100 расход цемента М400 составит порядка 300-325 кг. Расход цемента марки М400 на стяжку составляет 575 кг на метр кубический.

Как приготовить самому

Если хотите получить бетон М400 в бытовых условиях, потребуется шнековая или роторная бетономешалка. Обычная (типа груша) с задачей не справится. После укладки раствора также потребуется дополнительное уплотнение. Для этого нужен погружной или поверхностный вибратор — зависит от того, насколько большой будет толщина слоя. Уплотнение после укладки — обязательный процесс, если вы хотите получить близкую к проектной прочности.

Для того чтобы сделать бетонный раствор высоких марок и достичь при этом проектной прочности, нужна будет роторная или шнековая бетономешалка

А процесс замеса не отличается от стандартного. Сначала в бетономешалку закидывают щебень, частями добавляют песок и цемент, добиваясь их равномерного распределения. Если используются сухие добавки, они вводятся с песком. Если жидкие — вместе с водой.

Вода в бетонный раствор добавляется частями. Ее отмеряют исходя из нормированного водоцементного соотношения. Для бетона М400 — это 0,47-0,54 части от количества цемента. Сначала в смеситель заливается примерно половина жидкости. Смесь размешивают до равномерного состояния, затем небольшими порциями добавляют воду. Как только текучесть состава удовлетворяет условиям, воду добавлять прекращают.

Это состав бетона марки М400 при разном удобстве укладывания (жесткости)

Это только кажется, что лишняя вода бетону не помешает. Лишнее ведро на один замес может снизить прочность бетона на 10-40%. Так что с водой очень аккуратно. Не бойтесь недолить, бойтесь перелить. Даже в полусухих растворах достаточное количество жидкости для набора проектной твердости. Но только при условии правильного ухода — поддержания достаточного уровня влажности в зреющем бетоне. Для этого бетон укрывают пленкой и периодически смачивают. Вот это действительно важно, чтобы шел процесс кристаллизации, а не испарения влаги.

Что стоит учитывать перед покупкой?

Немалую роль играют и условия хранения. Материал должен находиться в сухом месте, так как, если в него попадет влага, он превратится в минеральную крошку, непригодную к применению.

Хранение

Приобретая цемент, прежде всего следует обратить внимание на дату выпуска. Чем дольше хранится материал, тем хуже становится его качество, в результате чего понижается марка изделия. Поэтому при покупке залежавшегося товара есть риск получить на руки М300 по цене М400.

Соблюдение этих нехитрых рекомендаций поможет приобрести качественный портландцемент М400, который можно охарактеризовать как универсальный материал, пригодный для использования в различных целях.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...