Portlandzement: technische Eigenschaften und Anwendung

Derzeit wird Portlandzement zu Recht als der gebräuchlichste Bindemitteltyp für Betonlösungen angesehen. Es besteht aus Karbonatgestein. Es wird häufig bei der Herstellung von Beton verwendet. Heute werden wir uns genauer ansehen, welche technischen Eigenschaften diesem Material innewohnen und wie es angewendet werden kann.

Bevor Sie sich mit den Eigenschaften und Eigenschaften eines Materials wie Portlandzement befassen, lohnt es sich herauszufinden, was es ist.

Portlandzement ist eine Art von Zement, ein spezielles Hydraulik- und Bindemittel. Es besteht zu einem größeren Teil aus Calciumsilikat. Diese Komponente macht etwa 70-80% der Prozent einer solchen Zementzusammensetzung aus.

Diese Art von Zementschlämme ist auf der ganzen Welt beliebt. Sie hat ihren Namen von der Insel, die an der Küste Großbritanniens liegt, da die Felsen von Portland genau die gleiche Farbe haben.

Portlandzement hat Stärken und Schwächen.

Zunächst lohnt es sich zu überlegen, welche Vorteile dieses Material hat:

• Hervorzuheben sind die hervorragenden Festigkeitseigenschaften von Portlandzement. Aus diesem Grund wird es am häufigsten bei der Herstellung von monolithischen Stahlbetonkonstruktionen und anderen ähnlichen Objekten verwendet.
• Portlandzement ist frostbeständig. Er hat keine Angst vor niedrigen Temperaturen. Unter solchen Bedingungen verformt sich das Material nicht und reißt nicht.
• Dieses Material ist wasserdicht. Es leidet nicht unter Kontakt mit Feuchtigkeit und Feuchtigkeit.
• Portlandzement kann auch im Fundamentbau bei schwierigen Bodenverhältnissen eingesetzt werden. Für solche Bedingungen wird eine sulfatbeständige Lösung verwendet.
• Es gibt mehrere Sorten von Portlandzement - jeder Käufer kann die beste Option für sich auswählen. Sie können eine schnellhärtende oder mittelhärtende Masse kaufen.
• Wenn Sie einen wirklich hochwertigen Portlandzement gekauft haben, müssen Sie sich keine Sorgen um das anschließende Schrumpfen und Verformen machen. Nach der Installation bildet es keine Risse oder ähnliche Schäden.

Portlandzement hat nicht viele Nachteile. In der Regel werden sie mit minderwertigen Lösungen in Verbindung gebracht, von denen es heute viele im Handel gibt.

Darunter sind die folgenden:

• Ein minderwertiges Material ist während seiner vollständigen Aushärtung anfällig für Verformungen. Dies ist bei der Arbeit zu berücksichtigen. Alle Schrumpffugen sollten ebenfalls vorhanden sein.
• Diese Lösung kann nicht als umweltfreundlich bezeichnet werden, da in ihrer Zusammensetzung neben natürlichen auch viele chemische Komponenten enthalten sind.
• Beim Umgang mit Portlandzement ist Vorsicht geboten, da der Kontakt damit Verätzungen und Reizungen verursachen kann. Laut Experten ist es bei langfristigem Kontakt mit diesem Material möglich, an Lungenkrebs zu erkranken.

Leider sind viele Käufer heute mit minderwertigen Portlandzementmörteln konfrontiert. Dieses Produkt muss GOST 10178-75 entsprechen. Andernfalls ist die Mischung möglicherweise nicht so stark und zuverlässig.

Die Zusammensetzung des modernen Portlandzements enthält Kalk, Gips und speziellen Klinkerton, der einer speziellen Verarbeitung unterzogen wurde.

Außerdem wird diese Art von Zement mit Korrekturkomponenten ergänzt, die die technischen Eigenschaften des Mörtels verbessern:

• versorge ihn mit der richtigen Dichte;
• die eine oder andere Erstarrungsgeschwindigkeit bestimmen;
• machen das Material resistent gegen äußere und technogene Einflüsse.

Die Herstellung dieses Zementtyps basiert auf Calciumsilikaten. Um die Einstellung anzupassen, wird Gips verwendet. Portlandzement wird durch Brennen (nach einer speziellen Formel) einer bestimmten Mischung mit einer großen Menge Kalzium hergestellt.

Bei der Herstellung von Portlandzement kann man auf Karbonatgesteine ​​nicht verzichten. Diese beinhalten:

• Kreide;
• Kalkstein;
• Kieselsäure;
• Aluminiumoxid.

Auch wird im Herstellungsprozess häufig eine Komponente wie beispielsweise Mergel verwendet. Es ist eine Kombination aus Ton- und Karbonatgestein.

Wenn wir den Herstellungsprozess von Portlandzement im Detail betrachten, können wir feststellen, dass er darin besteht, die erforderlichen Rohstoffe zu mahlen. Danach wird es in bestimmten Anteilen richtig gemischt und in Öfen gebrannt. Gleichzeitig bleibt das Temperaturregime bei 1300-1400 Grad. Unter solchen Bedingungen ist das Rösten und Schmelzen der Rohstoffe gewährleistet. In diesem Stadium wird ein Produkt namens Klinker erhalten.

Um das fertige Produkt zu erhalten, wird die Zementzusammensetzung erneut gemahlenund dann mit Gips vermischt. Das resultierende Produkt muss alle Kontrollen bestehen, um seine Qualität zu bestätigen. Die bewährte und zuverlässige Zusammensetzung verfügt immer über die entsprechenden Zertifikate der erforderlichen Probe.

Um daraus hochwertigen Portlandzement herzustellen, werden mehrere Methoden zur Herstellung verwendet:

• trocken;
• halb Trocken;
• kombiniert;
• nass.

Am häufigsten werden trockene und nasse Produktionsverfahren verwendet.

Diese Produktionsoption beinhaltet die Herstellung von Portlandzement unter Zugabe einer speziellen Karbonatkomponente (Kreide) und eines Silikonelements - Ton.

Eisenpräparate werden häufig verwendet:

• Pyrit-Asche;
• Konverterschlamm.

Diese Methode zur Herstellung von haltbarem Zement wird als nass bezeichnet, da das Mahlen aller Komponenten in Wasser erfolgt. Gleichzeitig bildet sich am Auslass eine Ladung, die eine Suspension auf Wasserbasis ist. Typischerweise liegt sein Feuchtigkeitsgehalt im Bereich von 30 bis 50 %.

Danach wird der Schlamm direkt im Ofen gebrannt. In dieser Phase wird Kohlendioxid freigesetzt. Die entstehenden Klinkerkugeln werden sorgfältig gemahlen, bis sie zu einem Pulver werden, das man schon Zement nennen kann.

Für das halbtrockene Herstellungsverfahren werden Komponenten wie Kalk und Ton verwendet. Nach dem Standardschema werden diese Komponenten zerkleinert und getrocknet. Anschließend werden sie gemischt, wieder zerkleinert und mit einer Vielzahl von Zusätzen angereichert.

Am Ende aller Produktionsstufen werden Ton und Kalk granuliert und gebrannt. Wir können sagen, dass die halbtrockene Herstellungsweise fast die gleiche ist wie die trockene. Einer der Unterschiede zwischen diesen Methoden ist die Größe des gemahlenen Rohstoffs.

Das Trockenverfahren zur Herstellung von Portlandzement wird zu Recht als das wirtschaftlichste Verfahren angesehen. Seine Besonderheit liegt darin, dass in allen Produktionsstufen ausschließlich Rohstoffe in trockenem Zustand verwendet werden.

Die eine oder andere Technologie zur Herstellung von Zement hängt direkt von den physikalischen und chemischen Eigenschaften der Rohstoffe ab. Am beliebtesten ist die Herstellung des Materials unter den Bedingungen spezieller Drehrohröfen. In diesem Fall sollten Komponenten wie Ton und Kalk verwendet werden.

Wenn Ton und Kalk in einer speziellen Zerkleinerungsvorrichtung vollständig zerkleinert werden, werden sie auf den erforderlichen Zustand getrocknet. In diesem Fall sollte die Luftfeuchtigkeit 1% nicht überschreiten. Das direkte Mahlen und Trocknen erfolgt in einer speziellen Trennmaschine. Dann wird die resultierende Mischung in Zyklon-Wärmetauscher überführt und verbleibt dort für sehr kurze Zeit - nicht länger als 30 Sekunden.

Es folgt eine Phase, in der das aufbereitete Rohmaterial direkt gebrannt wird. Danach wird es in den Kühlschrank überführt. Anschließend wird der Klinker ins Lager „bewegt“, wo er gründlich gemahlen und verpackt wird. Die Voraufbereitung des Gipsbauteils und aller Zusatzelemente sowie die spätere Lagerung und der Transport des Klinkers erfolgen in diesem Fall wie bei der Nassherstellung.

Andernfalls wird diese Produktionstechnologie als kombiniert bezeichnet. Dabei wird der Schlamm im Nassverfahren gewonnen und anschließend mit speziellen Filtern von überschüssiger Feuchtigkeit befreit. Dieser Vorgang sollte fortgesetzt werden, bis die Luftfeuchtigkeit 16-18% beträgt. Danach wird die Mischung zum Brennen überführt.

Es gibt eine weitere Möglichkeit der gemischten Herstellung einer Zementmischung. Dabei wird eine trockene Rohstoffaufbereitung bereitgestellt, die dann mit Wasser (10-14%) verdünnt und anschließend granuliert wird. Es ist notwendig, dass die Größe des Granulats nicht mehr als 15 cm beträgt, erst danach wird mit dem Brennen des Rohmaterials begonnen.

Viele Verbraucher fragen sich, was der Unterschied zwischen Portlandzement und konventionellem Zement ist.

Es ist sofort anzumerken, dass Klinkerzement eine der Unterarten des klassischen Mörtels ist. In der Regel wird es bei der Herstellung von Beton verwendet, der wiederum beim Bau von monolithischen und Stahlbetonkonstruktionen unverzichtbar ist.

Die Unterschiede zwischen den beiden Lösungen liegen zunächst in Aussehen, Leistung und Eigenschaften. Portlandzement ist also beständiger gegen niedrige Temperaturen, da er spezielle Zusätze enthält. Für einfachen Zement sind diese Eigenschaften viel schwächer.

Portlandzement ist trotz seiner chemischen Zusammensetzung beliebter und gefragter als herkömmlicher Zement. Es sind seine Experten, die den Einsatz bei Bauarbeiten empfehlen, insbesondere wenn es sich um großflächige handelt.

Es gibt verschiedene Arten von Portlandzement.

• Schnell trocknend. Eine solche Zusammensetzung wird mit Mineralien und Schlackekomponenten ergänzt, daher härtet sie innerhalb der ersten drei Tage vollständig aus. Dadurch wird die Haltezeit des Monolithen in der Schalung spürbar verkürzt. Es ist erwähnenswert, dass beim Trocknen von schnell trocknendem Portlandzement seine Festigkeitseigenschaften erhöht werden. Kennzeichnung von schnelltrocknenden Mischungen - M400, M500.
• Normalerweise aushärtend. In der Zusammensetzung eines solchen Portlandzements gibt es keine Zusätze, die die Aushärtezeit der Lösung beeinflussen. Außerdem braucht es keinen Feinschliff. Eine solche Zusammensetzung muss Eigenschaften aufweisen, die GOST 31108-2003 entsprechen.
• Plastifiziert. Dieser Portlandzement enthält spezielle Zusätze, sogenannte Weichmacher. Sie verleihen dem Zement eine hohe Mobilität, erhöhte Festigkeitseigenschaften, Beständigkeit gegen unterschiedliche Temperaturbedingungen und eine minimale Feuchtigkeitsaufnahme.

• Hydrophob. Ein ähnlicher Portlandzement wird durch Einbringen von Komponenten wie Asidol, Mylonft und anderen hydrophoben Additiven erhalten.Das Hauptmerkmal von hydrophobem Portlandzement ist eine leichte Verlängerung der Abbindezeit sowie die Fähigkeit, keine Feuchtigkeit in seine Struktur aufzunehmen.

• Sulfatbeständig. Der sulfatbeständige Portlandzement wird verwendet, um hochwertigen Beton zu erhalten, der keine Angst vor niedrigen Temperaturen und Frost hat. Dieses Material kann beim Bau von Gebäuden und Bauwerken verwendet werden, die von Sulfatwasser betroffen sind. Ein solcher Zement verhindert die Bildung von Korrosion an Bauwerken. Sorten von sulfatbeständigem Portlandzement - 300, 400, 500.
• Säureresistent. Der Inhalt dieses Portlandzements enthält Quarzsand und Natriumsilicofluorid. Diese Komponenten haben keine Angst vor dem Kontakt mit aggressiven Chemikalien.
• Aluminiumhaltig. Tonerdeklinkerzement zeichnet sich durch eine Zusammensetzung aus, in der Tonerde in hoher Konzentration vorhanden ist. Dank dieser Komponente hat diese Zusammensetzung eine minimale Abbinde- und Trocknungszeit.

• Puzzolanisch. Puzzolan-Zement ist reich an mineralischen Zusätzen (vulkanischen und sedimentären Ursprungs). Diese Komponenten machen etwa 40% der Gesamtzusammensetzung aus. Mineralische Zusätze in Portland-Puzzolan-Zement sorgen für eine höhere Wasserdichtigkeit. Sie tragen jedoch nicht zur Bildung von Ausblühungen an der Oberfläche einer bereits getrockneten Lösung bei.
• Weiß. Solche Lösungen werden aus reinem Kalk und weißem Ton hergestellt. Um eine stärkere Aufhellung zu erzielen, wird der Klinker zusätzlich mit Wasser gekühlt. Weißer Portlandzement wird am häufigsten in Ausbau- und Architekturarbeiten sowie gefärbt verwendet. Es kann auch als Basis für einen farbigen Portlandzementmörtel dienen. Die Kennzeichnung dieser Zusammensetzung ist M400, M500.

• Schlacke Portlandzement. Diese Art von Portlandzement wird zur Herstellung von hitzebeständigem Beton verwendet. Ein solches Material hat einen niedrigen Frostbeständigkeitskoeffizienten, weshalb es nicht nur beim Bau von Boden-, sondern auch unterirdischen und Unterwasserstrukturen so oft verwendet wird.

• Auffüllen. Spezieller Portlandzement für Ölquellen wird am häufigsten zum Zementieren von Gas- und Ölquellen verwendet. Die Zusammensetzung dieses Zements ist mineralogisch. Es wird mit Quarzsand oder Kalksteinschlacke verdünnt.

Es gibt mehrere Sorten dieses Zements:

1. sandig;
2. gewichtet;
3. wenig hygroskopisch;
4. salzbeständig.

• Schlacke alkalisch. Ein solcher Portlandzement weist Zusätze aus Alkali sowie gemahlener Schlacke auf. Es gibt Zusammensetzungen, in denen Tonkomponenten vorhanden sind. Schlacke-alkalischer Zement greift wie gewöhnlicher Portlandzement mit sandigem Untergrund, zeichnet sich jedoch durch eine erhöhte Beständigkeit gegen negative äußere Einflüsse und niedrige Temperaturen aus. Außerdem weist eine solche Lösung eine geringe Feuchtigkeitsaufnahme auf.

Wie Sie sehen, unterscheiden sich die technischen und physikalischen Eigenschaften der verschiedenen Portlandzementsorten stark voneinander. Dank dieser großen Auswahl können Sie unter allen Bedingungen eine Lösung für Bau- und Ausbauarbeiten wählen.

Alle Sorten von Portlandzement unterscheiden sich in ihren Markierungen:

• M700 ist eine sehr haltbare Verbindung. Er ist es, der bei der Herstellung von hochfestem Beton für den Bau komplexer und großer Strukturen eingesetzt wird. Eine solche Mischung ist nicht billig und wird daher äußerst selten für den Bau kleiner Strukturen verwendet.
• М600 ist eine Zusammensetzung mit erhöhter Festigkeit, das am häufigsten bei der Herstellung von kritischen Stahlbetonelementen und komplexen Konstruktionen verwendet wird.
• M500 ist auch sehr langlebig. Dank dieser Qualität kann es bei der Rekonstruktion verschiedener Gebäude verwendet werden, die schwere Unfälle und Zerstörungen erlitten haben. Die Zusammensetzung M500 wird auch zum Verlegen von Straßenoberflächen verwendet.
• M400 ist das günstigste und am weitesten verbreitete. Es hat gute Frostbeständigkeits- und Feuchtigkeitsbeständigkeitsparameter. Klinker M400 kann für den Bau von Bauwerken für jeden Zweck verwendet werden.

Wie oben erwähnt, ist Portlandzement eine verbesserte Art von zementärem Mörtel. Bestimmte technische Eigenschaften, die diesem Material innewohnen, hängen direkt von der direkten Art des Füllstoffs ab. Schnell trocknender Portlandzement mit den Markierungen 500 und 600 härtet schnell aus und wird daher für den Bau von massiven und großformatigen Strukturen in Beton gemischt, und sie können sowohl oberirdisch als auch unterirdisch verlegt werden. Außerdem wird auf diese Zusammensetzung oft in Fällen Bezug genommen, in denen ein schnellstmöglicher Festigkeitssatz erforderlich ist. Am häufigsten tritt diese Notwendigkeit beim Gießen des Fundaments auf.

Portlandzement mit der 400-Markierung wird zu Recht als häufiger anerkannt. Es ist vielseitig in seiner Anwendung. Es wird verwendet, um leistungsstarke monolithische und Stahlbetonteile herzustellen, die erhöhten Festigkeitsanforderungen unterliegen. Diese Zusammensetzung liegt etwas hinter dem Portlandzement der Sorte 500 zurück, ist jedoch billiger.

Sulfatbeständige Bindemittel werden häufig verwendet, um Mischungen für den Bau verschiedener Bauwerke unter Wasser herzustellen. Dieser fortschrittliche Portlandzement ist unter diesen Bedingungen unverzichtbar, da Unterwasserbauten besonders anfällig für die schädlichen Auswirkungen von Sulfatwasser sind.

Zement mit einem Weichmacher und der Markierung 300-600 erhöht die Plastizitätseigenschaften des Mörtels und erhöht auch seine Festigkeitseigenschaften. Mit einem solchen Portlandzement können Sie etwa 5-8% des Bindemittels sparen, insbesondere im Vergleich zu einfachem Zement.

Spezielle Sorten von Portlandzement werden für kleine Bauarbeiten nicht oft verwendet. Dies liegt an ihren hohen Kosten. Und nicht jeder Verbraucher ist mit solchen Zusammensetzungen vertraut. Dennoch wird Portlandzement in der Regel beim Bau großer und wichtiger Anlagen verwendet.

Portlandzement verleiht gewöhnlichem Beton besondere Eigenschaften und Festigkeitseigenschaften, was ihn im Bauwesen (insbesondere im großen Maßstab) sehr beliebt macht. Eine solche Lösung kann jedoch nicht in fließenden Flussbetten, Salzwasserkörpern sowie in Wasser mit hohem Mineraliengehalt verwendet werden.

Portlandzement hat eine komplexere Zusammensetzung als herkömmlicher Mörtel.

Bei der Arbeit mit solchen Materialien sollten Sie die Ratschläge und Empfehlungen von Experten beachten:

• Damit die Lösung so schnell wie möglich aushärtet, ist es notwendig, eine geeignete mineralogische Zusammensetzung des Zements auszuwählen und spezielle Zusätze aufzutragen. Oftmals wenden sie sich in solchen Fällen der elektrischen Erwärmung oder der Wärme-Feucht-Verarbeitung zu.
• Zur Verlangsamung der Aushärtung werden Natrium-, Kalium- und Ammoniumnitrate verwendet. NS
• Die Abbindezeit des Zementleims ist zu berücksichtigen. Der Beginn dieses Prozesses erfolgt frühestens nach 30-40 Minuten und das Ende - spätestens nach 8 Stunden.
• Wenn Portlandzement für die Gründung des Fundaments bei komplexen Bodenverhältnissen verwendet werden soll, empfehlen Experten dringend, eine sulfatbeständige Lösung mit einem hohen Gehalt an mineralischen Bestandteilen zu wählen.
• Farbiger oder weißer Portlandzement ist ideal für Fußböden.Mit einer solchen Lösung können Sie schöne Mosaik-, Fliesen- und Brekzienbeschichtungen erstellen.

• Portlandzement ist keine Seltenheit. Sie können es in fast jedem Baumarkt kaufen. Es muss richtig für die Arbeit vorbereitet werden. Dazu müssen Sie pro 10 kg Zement 1,4-2,1 Wasser einnehmen. Um die benötigte Flüssigkeitsmenge genau zu berechnen, müssen Sie auf den Dichtegrad der Lösung achten.
• Achten Sie auf die Zusammensetzung von Portlandzement. Wenn es verschiedene Zusätze enthält, um die feuchtigkeitsbeständigen Eigenschaften zu verbessern, nehmen die frostbeständigen Eigenschaften ab. Wenn Sie Zement für ein feuchtes Klima wählen, wird ein normaler Mörtel für Sie nicht funktionieren. Es ist besser, Schlackenportlandzement zu kaufen.
• Farbige und weiße Klinkermischungen müssen in einem speziellen Behälter transportiert und gelagert werden.
• Heutzutage gibt es viele gefälschte Klinkerverbindungen im Handel. Experten empfehlen dringend, sich beim Kauf mit den Qualitätszertifikaten der Ware vertraut zu machen, da sich sonst der Zement als minderwertig herausstellen kann.

Der Prozess zur Gewinnung von Portlandzement ist unten zu sehen.