1.Плотность.
а) истинная: 3,05 – 3,15 г/см3;
б) насыпная (зависит от уплотнения): для рыхлого 900 – 1100 кг/м3;
для сильно уплотненного до 1600 кг/м3; в среднем около 1300 кг/м3.
2.Тонкость помола оценивается путем просеивания предварительно высушенной пробы цемента через сито №008; должна быть такой, чтобы через сито проходило более 85% массы пробы (удельная поверхность цемента при этом составляет 2500-3000 см2/г).
3.Водопотребность (ВП) цемента характеризуется количеством воды (в % от массы цемента), которое необходимо для получения цементного теста нормальной густоты. Определяется при помощи прибора Вика с пестиком. ВП составляет 24-28%, а при введении активных минеральных добавок осадочного происхождения ВП повышается до 32-37%.
4.Сроки схватывания определяют, используя прибор Вика путем погружения иглы этого прибора в цементное тесто нормальной густоты. Начало схватывания обычного цемента должно наступать не ранее 45 минут, а конец – не позднее чем через 10 часов от момента затворения вяжущего водой. Для получения нормальных сроков схватывания при помоле клинкера к нему добавляют гипс. Замедлителями схватывания ПЦ являются также борная кислота, фосфаты и нитраты калия, натрия и аммония, СДБ и др. Ускорителями схватывания являются карбонаты и сульфаты металлов, хлорид кальция, добавки в виде измельченного гидратированного цемента и др.
5.Равномерность изменения объема, которая качественно характеризует присутствие в цементе CaO и MgO, определяется на образцах, предварительно твердевших 24 часа и подвергнутых затем кипячению в течение 3 часов. Образцы после испытаний не должны иметь радиальных трещин, разрушений и искривлений.
6.Тепловыделение (ТВ) происходит при гидратации цемента. Зависит от состава клинкера и тонкости помола. С3А отличается быстрым и высоким ТВ; наоборот, белит выделяет тепло очень медленно. Увеличение тонкости помола усиливает ТВ в начале твердения в первые 7 суток. В тонких конструкциях теплота гидратации быстро рассеивается и не оказывает существенного влияния. Однако в массивных конструкциях, вследствие более интенсивного охлаждения внешней части бетона по отношению к внутреннему массиву, могут возникнуть опасные температурные напряжения (разность температур может быть более 400С). Чтобы избежать растрескивания, стремятся использовать низкотемпературные цементы, снижают расход цемента в бетоне, а в случае необходимости применяют искусственное охлаждение массива.
ТВ может играть положительную роль при бетонировании в холодное время года по способу термоса, при этом выделяющаяся теплота способствует поддерживанию положительной температуры твердеющего бетона.
7.Прочность ПЦ характеризуется маркой и активностью, которые определяют испытанием стандартных образцов-балочек размером 40х40х160 мм, изготовленных из цементно-песчаного раствора состава 1:3 (по массе) пластичной консистенции. Через 28 суток комбинированного твердения (первые сутки в формах во влажном воздухе, затем после расформовки 27 суток в воде при температуре 202С) образцы испытывают на изгиб и сжатие.
Активностью ПЦ называется предел прочности при осевом сжатии половинок балочек. В зависимости от активности, с учетом предела прочности при изгибе, ПЦ подразделяется на марки 300, 400, 500, 550, 600 (ГОСТ 10178-85). У быстротвердеющих ПЦ нормируется не только 28-суточная, но и начальная 3- суточная прочность.
Условное обозначение цемента обычно состоит из наименования его вида (ПЦ, ШПЦ), марки, содержания добавок (Д0, Д5, Д20) и наличие специальных свойств (Б – быстротвердеющий, ПЛ – пластифицированный, ГФ – гидрофобный). Например, портландцемент марки 500, с добавкой до 20%, быстротвердеющий, пластифицированный имеет обозначение: ПЦ 500-Д20-Б-ПЛ ГОСТ 10178-85.

Специальные виды цемента

Для получения ПЦ с заданными специальными свойствами используются следующие основные меры:
1.регулирование минерального состава и структуры клинкера;
2.введение минеральных и органических добавок;
3.оптимизация тонкости помола и зернового состава цемента.

1.Разновидности быстротвердеющих ПЦ

1.1.Быстротвердеющий ПЦ (БТЦ) отличается от обычного более быстрым нарастанием прочности: через 3 суток имеет прочность около 25-28 МПа, т.е. более половины его марочной 28-суточной прочности (40 и 50 МПа). БТЦ получают путем измельчения (с добавкой 3-5% гипса) алито-алюминатного клинкера (сумма C3S + C3A = 60-65%). В настоящее время БТЦ – один из основных видов вяжущих для изготовления сборного железобетона. Используется также в монолитных немассивных железобетонных конструкциях для ускорения набора прочности, в особенности при зимнем бетонировании. Непригоден для массивных конструкций.
1.2.Особобыстротвердеющий высокопрочный ПЦ (ОБТЦ) в возрасте 1 сутки имеет прочность 20-25 МПа, 3 суток – 40 МПа. Столь быстрый рост прочности обусловлен высоким содержанием C3S (65-68%) при умеренном количестве C3А (до 8%) и высокой тонкостью помола (удельная поверхность цемента примерно 4000см2/г). Применение ОБТЦ в высокопрочных бетонах марок М500 – М600 снижает на 15-20% расход цемента, сокращает время и энергозатраты на тепловую обработку железобетонных изделий.
1.3.Сверхбыстротвердеющий цемент (СБТЦ) быстро схватывается, отличается от БТЦ значительно более высокой ранней прочностью, превышающей через 6 часов после затворения водой 10 МПа. Применение СБТЦ дает возможность через 1-4 часа получать без тепловой обработки прочность бетона, достаточную для распалубки изделий. Для изготовления СБТЦ требуется вводить в сырьевую смесь галогеносодержащие вещества (например, фторид или хлорид кальция) и повышать содержание алюминатов.

2.Сульфатостойкие ПЦ

Изготовляют на основе клинкера нормированного минерального состава и применяют для изготовления бетонных и железобетонных конструкций, обладающих коррозионной стойкостью при воздействии сред, содержащих опасный уровень сульфатов.

Подразделяют на следующие виды:
1)сульфатостойкий ПЦ марки 400;
2)сульфатостойкий ПЦ с минеральными добавками марок 400 и 500;
3)сульфатостойкий шлакопортландцемент (ШПЦ) марок 300 и 400;
4)пуццолановый ПЦ марок 300 и 400.
Первый вид может также использоваться для бетонов повышенной морозостойкости. Сульфатостойкие ШПЦ и пуццолановый ПЦ обычно применяют для подземных или подводных частей сооружений, подвергающихся сульфатной коррозии. Благодаря пониженному тепловыделению могут использоваться для бетонирования массивных гидротехнических сооружений.