Цемент - цемент і бетон.
Цемент кладочний (або цемент для будівельних розчинів), змішаний з піском і водою, дає розчин, що легко обробляється, пластичний і володіє хорошим зчепленням для кладки цегли, бетонних блоків, блоків з природного каменю. В останні роки під цією назвою в США відомий спеціальний продукт, що представляє собою спільно подрібнену суміш портландцементного клінкеру, вапняку, гіпсу та повітрозтягуючої добавки. Він випускається різними портландцементними фірмами та продається мішками по 32 кг.
Першим в'язким матеріалом для робіт кладок було, звичайно, вапно. Вапно-кипілка, отримана при випаленні або декарбонізації шматкового вапняку, повільно гасилася протягом періоду часу, що визначався в залежності від вмісту магнезії та способу гасіння. Кількість води для гасіння встановлювалося досвідченим шляхом, але завжди бралося в деякому надлишку по відношенню до кількості, необхідної з хімічної точки зору для отримання окису гідрату кальцію. Готовий продукт звався вапняного тесту. Тісто змішували з дрібним піском і отримували розчин кладки. Для спрощення процесу робіт кладки на будівельному майданчику стали виготовляти попередньо гашене вапно (пушонку) за наступним способом: додавали до вапна точно розраховану кількість води, необхідне для отримання вапна-пушонки, і потім подрібнювали отриману суху масу в порошок для знищення грудок.
Вапно-пушонка зручна для застосування на будівельному майданчику, але має той недолік, що одержуване з неї при вторинному замішуванні водою вапняне тісто менш пластично. Розчини з вапна-пушонки з піском і водою відрізняються гіршою зручністю та меншим зчепленням. Крім того, вапняний розчин, схоплювання якого залежить від реакції міжвапном і вуглекислотою повітря, що повільно твердне, що іноді призводить до затримки цегляної кладки через недостатню стійкість нижніх шарів цегли. У зв'язку з цим будівельники стали застосовувати для виготовлення розчинів кладки гідравлічне вапно і вапно-пушонку з добавкою портландцементу.
Після відкриття портландцементу його стали широко застосовувати і для робіт для кладки. Але розчини кладки з портландцементу, незважаючи на короткі терміни схоплювання і високу міцність, відрізнялися жорсткістю, недостатньою пластичністю, слабким зчепленням і сильним водовідділенням. У зв'язку з цим до розчину стали домішувати вапно, яке раніше зовсім припинили застосовувати для деяких робіт. В даний час застосовуються зазвичай суміші такого складу: 1 об'ємна частина цементу на 1-2 об'ємні частини вапна-пушонки. Розчин складається з 1 об'ємної частини суміші на 2-3 об'ємні частини піску.
Поряд з цим як кладочні цементи застосовуються суміші портландцементу з доменним шлаком або з діатомітом.
Різні в'яжучі та суміші, перераховані вище, позначаються в стандарті АСТМ С-91 загальною назвою: цемент кладки типу I.
Основним недоліком всіх цих матеріалів є те, що вони змінюють свій об'єм при твердінні та висиханні, а також під час змінних циклів зволоження та висихання. Крім того, негашене вапно і машини, присутні в розчинах, викликають пізніше розширення розчину при постійному зіткненні з водою. Причиною утворення горизонтальних тріщин, які часто спостерігаються між розчинним швом та нижньою поверхнею прилеглого шару кладки, зазвичай є усадка. Але іноді утворення тріщин може викликатися надмірним підсмоктуванням води внаслідок підвищеної пористості кам'яної кладки або поганої водоутримуючої.Можливості розчину. Тому були поставлені досліди щодо введення в розчин тонкомолотих інертних наповнювачів з великою питомою поверхнею та внутрішньою пористістю, які повинні збільшити водоутримання та водночас розбавити в'яжучу речовину, щоб зменшити об'ємні деформації. Результатом цих дослідів стало створення сучасного високоміцного цементу кладки типу II (АСТМ С-91), одержуваного шляхом спільного помелу портландцементного клінкеру, вапняку і воздухововлекающей добавки.
Найбільш простим, легким і дешевим способом виробництва цементу кладки є спільний помел портландцементного клінкеру з подрібненим вапняком (або вапняним щебенем). Крім того, при помелі вводиться або разом з клінкером в сухому або рідкому вигляді, або безпосередньо в млин через відповідний живильник до 0,2%, повітрозтягуючої та (або) пластифікуючої добавки (до ваги суміші). Отриманий цемент, змелений до величини питомої поверхні 6000-8000 см2/г (по Блейну) має чудову пластичність і водоутримуючу здатність. Виготовлений з нього розчин відрізняється гарною зручністю, а також швидким схоплюванням і твердінням під водою і на повітрі. Розчинні шви кладки мають високу міцність та мінімальні об'ємні деформації; пізнього розширення розчину немає. Кладочні цементи цього виду добре поводяться у польових умовах.
Міцні показники цих в'яжучих матеріалів залежать від кількості і тонкості помелу портландцементу, що входить до їх складу, а здатність до зміни обсягу знаходиться в зворотній залежності від його змісту. З іншого боку, пластичність та водоутримуюча здатність є прямою функцією вмісту та тонкощі помелу вапняку, але найчастіше залежать від кількості та характеруповітротягучої добавки.
Якщо вапняк і клінкер мають різний ступінь розмелювання, то воліють молоть їх окремо, причому кожен компонент подрібнюється до певної тонкощі відповідно до принципів, застосованих Ньюхардом для роздільного помелу вапнякового та глинистого компонентів сировинної суміші. Однак змішування двох тонкоподрібнених порошків з різною питомою вагою практично неможливе без спільного помелу.
Тому було запропоновано таку компромісну методику: 1) роздільний помел цементу і вапняку до 50—75% їхньої остаточної тонкості; 2) ретельне дозування та змішування компонентів за допомогою вагових дозаторів; 3) остаточний помел суміші до заданої питомої поверхні.
Цим способом вдається забезпечити максимальну однорідність суміші компонентів цементу кладки і високу якість його, незважаючи на різну ступінь виснажливості окремих компонентів.
Хімічні та фізичні властивості
Здавалося б, цемент кладки повинен мати нормальні терміни схоплювання при половинній кількості S03 в порівнянні з портландцементом. Але фактичне подвоєння вмісту S03 має свій сенс, оскільки покращує важливу фізичну характеристику цементу кладки — показники зміни обсягу. На практиці питання про оптимальну кількість S03, а отже, і про добавку гіпсу, вирішується досвідченим шляхом. Зазвичай добавка гіпсу до цементу, що містить 50% вапняку, становить від 2 до 6% (вагою).
Окрім стандартних випробувань, проводилися ще такі: визначалася схильність цементу до загусання шляхом встановлення швидкості загусання цементного тіста або розчину в часі; — визначалося збереження зручнооброблюваності шляхом порівняння початкової плинності розчину зплинністю його через певні проміжки часу у лабораторних чи польових умовах; — визначався індекс пластичності, що характеризується умовою, необхідною для виймання розчину кладки з форми або переміщення його.
Пластичність розчину дуже важлива для хорошого укладання його у робочих умовах. При недостатній пластичності розчин кладки не забезпечить необхідного зв'язку і зчеплення з цеглою або блоком. Визначення пластичності включає встановлення консистенції, межі плинності і рухливості. Роботи з пошуку відповідних методів випробувань продовжуються.
Пластичність і водоутримуюча здатність розчину залежать ще від виду застосовуваної повітрозтягуючої добавки. Різні добавки зумовлюють різні розміри і розподіл повітряних бульбашок. Як показали досліди з так званими «пластичними» або «штукатурними» цементами, омилені жирні кислоти викликають залучення дрібних і більш рівномірно розподілених повітряних бульбашок, що зумовлює у свою чергу підвищену пластичність і водоутримуючу здатність розчину. Таким чином, жирні кислоти дають можливість підвищити пластичність і водоутримуючу здатність розчину кладки при меншій кількості залученого повітря. У той же час омилені смоли мають високий потенціал повітрозтягнення, тобто здатні залучати велику кількість повітря в розчини та бетони. Тому при виробництві цементів кладок часто застосовують в якості повітровтягуючих добавок суміші жирних кислот, які дозволяють легко регулювати кількість повітря в розчині і домогтися бажаної пластичності.
Як уже вказувалося, цементи кладки I і II застосовуються для виготовлення високопластичних водоутримуючих розчинів при кладці стін з глиняних.цегли, бетонних цегли та блоків, каменю та природного каміння. Розчини зазвичай мають наступний склад: 1 об'ємна частина в'яжучого на 2-3 об'ємні частини піску; іноді витрата піску буває більшою. 1 мішок цементу кладки містить за об'ємом 0,28 м3. Мішок цементу кладки типу II важить зазвичай 32 кг.
Велике значення має крупність і зерновий склад піску, що застосовується. Занадто великий пісок дає жорсткий розчин, що погано укладається, який вимагає підвищеної витрати цементу. Пісок з модулем крупності близько 2,30 є найбільш підходящим для розчину кладки. У табл. 28 наводиться зерновий склад природного та обробленого піску відповідно до стандарту АСТМ С-144. Цей же стандарт обмежує кількість частинок, що лежать за своїми розмірами між двома сусідніми ситами, максимумом 50%, а лежачих між ситами 50 і 100 меш -25%.