Тонкость помола

Данное свойство является одной из важнейших характеристик цемента. Являясь одной из последних стадий в приготовлении цемента, она оказывает решающее влияние на его эксплуатационные свойства. Поскольку реакция гидратации начинается с поверхности цементных зерен, то наблюдается прямая зависимость между общей площадью поверхности цементных частиц и быстротой гидратации. Поэтому чем лучше измельчен цемент, тем быстрее он будет схватываться и набирать прочность. Но с увеличением тонкости помола увеличиваются затраты на электроэнергию для мельниц, а также быстрее снижается активность при хранении на воздухе. Помимо этого тонкомолотый цемент больше подвержен усадке и образованию трещин, но характеризуется меньшим водоотделением по сравнению со стандартным. Известно, что высокая тонкость помола цемента повышает удобоукладываемость бетонной смеси. 

Государственный стандарт регламентирует тонкость помола, установив тест на прохождение цементного порошка через сито с нормированной сеткой. Но зная величину отверстий сита, через которое прошел цемент, нельзя спрогнозировать свойства цемента с высокой долей вероятности. Для этого используют специальную величину удельной поверхности зерен цемента. Ее определяют с помощью теста на воздухопроницаемость. Известно, что цементы со средней прочностью имеют удельную поверхность частиц равную 250-350 м2/кг, а цементы с высокой прочностью - 250-350 м2/кг. Также довольно информативной характеристикой является гранулометрический состав частиц цемента.

Скорость схватывания

Скорость схватывания является одной из наиважнейших цементных характеристик. 

Время, затрачиваемое на образование уплотненной структуры цементного теста, является периодом схватывания. Схватывание или формирование плотной структуры – это первая стадия процесса твердения цементного камня. В соответствии с Государственным стандартом начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 минут с момента затворения смеси, а конец схватывания – не позднее 12 часов. 

Чтобы добиться нормальных сроков схватывания следует точно подобрать количество гипса, добавляемого к цементному клинкеру. При этом количество S03 в получаемом цементе должно находиться в диапазоне от 1,5% до 3,5%. Увеличение содержания гипса в цементе приводит к ускоренной реакции гидратации, и соответственно малым срокам схватывания. Замедлить схватывание может пленка гидросульфоалюмината на частицах цемента, которая затрудняет доступ воды к цементным реагентам. В качестве замедлителей используют также ангидрит и полуводный гипс. Следует помнить, что избыточное применение гипса для ускорения схватывания может привести к внутренним напряжениям цементного камня, а как последствие, к трещинам.

Активность цемента

Это свойство показывает значение прочности на сжатие эталонных образцов цементного раствора. Эталоны изготавливаются и проходят испытание в стандартных условиях, описанных Государственным стандартом. Показатель, определенный в результате испытания, сравнивается с требуемым, и на основании этого сравнения цементу присваивается определенная марка. 

Существует несколько факторов, влияющих на активность получаемого цемента. Первым из них является состав цемента, который показывает, какие виды добавок и в каком количестве применялись для создания данного цемента. Зачастую активность цемента с введением добавки снижается, это объясняется заменой некоторого объема активного вяжущего примесью, обычно слабо участвующей в реакции затворения. В этом факторе большую роль играет активность самой добавки. Чем добавка активнее, тем меньше потери активности цемента при ее применении. При применении инертных (неактивных) добавок, таких как кальцит или кварц, активность цемента снижается пропорционально количеству введенной добавки. 

Вторым фактором, влияющим на показатель активности цемента, является тонкость помола. Бывают случаи, когда цементы содержат идентичный состав клинкера и применяемых добавок, но один из них может быть низкомарочным, а второй – высокомарочным. Разницу в активности между ними определяет тонкость помола цементного порошка, которая у высокомарочного цемента явно выше. Увеличение тонкости помола повышает рабочую поверхность вяжущего вещества, и при этом реакция гидратации происходит быстрее. Особенно примечательно стремительное нарастание прочности у тонкомолотых цементов в ранний период затвердевания.

Третьим и самым важным фактором, влияющим на активные свойства цементов, является активность используемого клинкера. В свою очередь его активность определяется минералогическим составом. Известно, что для получения высокопрочных и быстротвердеющих цементов необходимо использовать клинкер с высоким содержанием алюминатов и алитов. К примеру, содержание С3А равное 6-10% от общей массы клинкера и C3S равное 65-70% при тонком помоле смеси обеспечит марку цемента, превосходящую 500. 

Также на активность цемента может повлиять введение специализированных добавок, таких как ускоритель твердения. Эти примеси можно добавлять как в состав цемента, так и в сухую смесь раствора.