Cng-cylinders.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сульфатостойкий цемент с пуццоланой

  • Регистрация: Nov 2008
  • Сообщений: 2322

Re: Сульфатостойкий цемент для кладки и фундамента

Сульфатостойкий цемент для конструкций подвергающиеся воздействию минерализованых вод (гидросооружения). У нас под фундаментами в основном верховодка вода «мягкая» без солей. Он еще твердеет существенно медленнее.

Виды цементного связующего

Сульфатостойкие бетоны отличаются тем, что роль их связующего элемента играют цементы, которые формируются минеральными соединениями. Перед внесением в раствор упомянутые вещества необходимо тщательно измельчать и смешивать в определенных нормативами пропорциях. Дополнительно разрешается насытить структуру активными минеральными добавками. В зависимости от ингредиентов и технологии приготовления существует несколько разновидностей сульфатостойких цементов, особенности которых рассматриваются ниже.

Портландцемент

Первый вариант цементного состава содержит небольшое количество гидроалюминатов кальция, а в его структуре не появляется много эттрингита (гидросульфоалюмината кальция). Поэтому материал эффективно сопротивляется агрессии сульфатной среды, долго сохраняя целостность бетонного объекта. При запуске твердения состав медленно приобретает прочность, но в застывшем состоянии отдает относительно малые объемы тепловой энергии.

Сульфатостойкий портландцемент М400 содержит пятьдесят процентов вещества C3S или пять процентов C3A. Готовящийся портлантцемент М500 насыщается измельченным клинкером, двухводным гипсом и активной минеральной добавкой (АМД). Последний компонент является мелкими частицами вещества, улучшающего гидравлические и пуццоланические свойства окончательно созданного бетона. Гидратационным процессом формируются соединения с 10–20 процентами полностью растворяющегося в воде портландита.

Высыпанные в жидкость активные добавки преобразуют гидрооксид кальция в очень медленно растворяющиеся композиты. Благодаря этому конструкции лучше сопротивляются агрессии сульфатов и влаги. По механизму функционирования АМД представлены:

  • Аморфным кремнеземом (диатомит, трепел, опок);
  • Вулканическими породами, которые насыщены алюмосиликатами и силикатами;
  • Продуктами, оставляемыми обжигом глиносодержащих материалов (глиеж, топливная зола, шлак металлургической промышленности).

Фото из открытых источников, носит иллюстрационный характер

Шлакопортландцемент

Вторая разновидность цемента является вяжущим соединением, содержащим меньше восьми процентов вещества C3A. На строительном рынке наибольший спрос наблюдается у марок М300 и М400. В их составе имеется хорошо измельченный портландцементный клинкер и запускающий твердение шлака двухводный гипс. Дополнительно изготовители добавляют гранулированный шлак с частицами размером от пяти до десяти миллиметров, довольно быстро схватывающийся при разбавлении катализатором твердения.

Производителям разрешается заменять гранулы кислой золой уноса, объем которой должен равняться максимум 10 процентам от всей массы цементного соединения, а количество компонента SO3 — достигать максимум 3–4 процентов. Чтобы эксплуатационные свойства сульфатостойкого бетона улучшились, вводится 0,3 процента гидрофобизационных и пластификационных добавок.

Пуццолановый цемент

Третий вид связующего сульфатостойкого бетона состоит из портландцементного клинкера, двухводного гипса и пуццоланы. Последний из озвученных компонентов представляет собой пемзу, объединенную с туфом и пеплом вулканического происхождения. Она окрашена светло-серым оттенком и обладает плотностью 2,8–2,9 грамм на кубический сантиметр. Объем рассматриваемой добавки находится в пределах 20–40 процентов, а также выбирается по заданным изготовителем свойствам бетона.

Производство бетонной смеси с применением пуццолановых цементов позволяет получить вязкий материал, разбавляемый 30–40 процентами воды, но при выполнении такой операции снижается качество готовой продукции. Чтобы предотвратить появление этой проблемы, в состав рекомендуется добавить на 5–10 процентов больше цемента или подсыпать пластификатор. Во время твердения гидроксид кальция прочно соединяется с пуццолановой смесью, не давая поверхности разрушаться выщелачиванием и морскими водами.

Фото из открытых источников, носит иллюстрационный характер

Рассчитайте необходимый объем бетона
БСГ и арматуры на ваш объект

Согласно «Рекомендациям по применению бетонов в условиях сульфатной агрессии» Московского НИИЖБ, а также ГОСТ 10178-76 и ГОСТ 22266-76, сульфатостойкий бетон применяется на бетонных объектах при воздействии жидкой среды, содержащей сульфаты и минеральные слои, в строительстве подземных объектов и в условиях высыхания, увлажнения и замораживания бетона.

Бетон, приготовленный на шлакопортландцементе, пуццолановом портландцементе или сульфатостойком шлакопортландцементе, рекомендуется использовать в бетонных и железобетонных объектах подводных и подземных узлов и элементов строений, которые контактируют с грунтовыми или промышленными подземными водами, не подвергаются цикличной заморозке и оттаиванию. Также рекомендовано работать с таким бетоном на фундаментах и других частях массивных подземных и гидротехнических сооружений.

Читать еще:  Сделать бетонный кирпич самому

Сульфатостойкий гидротехнический бетон на портландцементе марки М400 (с добавлением пластификаторов и комплексных добавок) разрешено использовать в бетонных и железобетонных конструкциях, находящихся под постоянным воздействием агрессивных сульфатных вод и контрастных температур. Такие марки бетона применяются для бетонирования подземных и подводных массивных объектов.

ГОСТ 10178—62 в части сульфатостойкого и пуццоланового порт-ландцемектов и ГОСТ 5.2138—73

Постановлением Государственного комитета Совета Министров СССР по деяам строительства от 14 декабря 1976 г. № 208 срок введения установлен

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на сульфатостойкие цементы, изготовляемые на основе портландцементного клинкера и предназначенные для изготовления бетонных и железобетонных конструкций, обладающих коррозионной стойкостью при воздействии сред, агрессивных по содержанию в них сульфатов, Пуццолановый портландцемент предназначается также для изготовления подземных и подводных конструкций зданий и сооружений, к которым не предъявляются требования по коррозионной стойкости при воздействии сред, агрессивных по содержанию в них сульфатов.

1.1. По вещественному составу цементы подразделяются на виды:

сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками; сульфатостойкий шлакопортландцемент; пуццолановый портландцемент.

1.2. Сульфатостойкий портландцемент — продукт, получаемый измельчением портландцементного клинкера нормированного минералогического состава и гипса, добавляемого для регулирования сроков схватывания.

1.3. Сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками — продукт, получаемый измельчением портландцементного

Издание официальное Перепечатка воспрещена

* Переиздание (сентябрь 1985 г.) с Изменением № 1, утвержденным в июле 1982 г. (МУС № 1—83).

© Издательство стандартов, 1986

клинкера нормированного минералогического состава, активных минеральных добавок и гипса.

1.4. Сульфатостойкий шлакопортландцемент — продукт, получаемый измельчением портландцементного клинкера нормированного минералогического состава, шлака нормированного химического состава и гипса.

1.5. Пуццолановый портландцемент — продукт, получаемый измельчением портландцементного клинкера нормированного минералогического состава, активных минеральных добавок и гипса.

1.6. По механической прочности цементы подразделяются на марки: 300, 400, 500.

1.6.1. Марка цемента определяется пределом прочности при изгибе и сжатии образцов, изготовленных по ГОСТ 310.4— 81 и испытанных через 28 сут с момента изготовления.

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

2.1. Цементы должны изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическим регламентам, утвержденным в порядке, установленном министерством-изготови тел ем.

2.2. Материалы, применяемые при производстве цемента, должны соответствовать требованиям действующих стандартов пли технических условий на эти материалы.

2.2.1. Активные минеральные добавки — по ОСТ 21—9—74.

2.2.2. Гранулированный доменный или электротермофосфорный шлаки — по ГОСТ 3476—74. Содержание окиси алюминия (А120з) в шлаках, предназначенных для изготовления сульфатостойкого портландцемента, не должно быть более 8%, а в шлаках, предназначенных для изготовления сульфатостойкого шлакопортландце-мента, — более 12%.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.2.3. Гипсовый камень — по ГОСТ 4013—82, Допускается применение фосфогипса и борогипса.

2.3. Содержание добавок в цементе в зависимости от их вида должно соответствовать указанному в табл. 1.

2.4. По согласованию с потребителем допускается введение в цемент при его помоле пластифицирующих или гидрофобизирую-щих поверхностно-активных добавок в количестве не более 0,3% от массы цемента в пересчете на сухое вещество добавки.

2.5. Подвижность цементного раствора из пластифицированных цементов должна быть такой, чтобы при постоянном водоцементном отношении, равном 0,4, расплыв стандартного конуса был не менее 125 мм.

2.6. Цемент с гидрофобизирующей добавкой не должен впитывать в себя воду в течение 5 мин от момента нанесения капли на поверхность цемента.

Читать еще:  Как сделать блоки без цемента

Гранулированный доменный или электротермофосфорный шлак при содержании окиси алюминия в шлаке

Пуццолановый портландцемент

Пуццолановый портландцемент относится к группе сульфатостойких цементов. Технология сульфатостойких цементов отличается от обычной: во-первых, при помоле в портландцементный клинкер вводят активную минеральную добавку в намного большем количестве, чем в обычный ПЦ. Процент этой добавки определяется в зависимости от ее вида (это могут быть трассовые вещества и минеральные гидравлические вяжущие). На упаковке цемента всегда есть сведения о добавке и ее проценте: например, ДО 20 – этот цемент «почти» бездобавочный. Трепел, опока, диатомит добавляются в цементы в малых количествах, поскольку этим добавкам свойственна не только высокая гидравлическая активность, но и повышенная потребность в воде затворения, в результате чего готовая бетонная смесь будет иметь густоту выше нормы, что делает укладку сложной и может привести к снижению качества бетонирования. А вот у трасса, туфа, пемзы и у всех остальных пуццоланов нет этих «побочных» эффектов, поэтому процент этих добавок в цемент может быть намного выше – до 40%. На упаковке цемента все это написано.

Пуццолановый портландцемент можно отличить даже визуально – порошок отличается светлым цветом, светлее чем обыкновенный цемент. Плотность пуццоланового ПЦ меньше – всего 2,8-2,9 т/м3. (Имеется в виду истинная плотность, без учета воздушных пор; для сравнения: истинная плотность портландцемента бездобавочного М500 равна 3,2 т/м3). Поэтому при одной и той же рецептуре смеси и количеству введенного в замес цемента бетон и раствор на пуццолановом ПЦ будет более плотным, выход смеси также будет больше – но и плотность получится слишком высокой, что препятствует эффективной укладке смеси.

К пуццолановым цементам требуется особый подход: их добавляют в растворы количественно больше по сравнению с обычными (расход цемента увеличивают на 5-10%), и/или вводят пластификатор для повышения удобоукладываемости смеси. Теперь о приятном: хотя первые трое-шесть суток твердения бетоны на пуццолановом ПЦ «отстают» от классических, не имеющих в своем составе гидравлической добавки, зато после полугода набора прочности в воде изделия приобретают прочность цементного камня, а их поверхность уже через 28 суток нормального твердения приобретает уникальные качества: не происходит выщелачивания в пресной воде, не наблюдается разрушений даже в жесткой минерализованной, агрессивной, сульфатной и морской воде. Таким образом, применение пуццоланового ПЦ и бетонов на его основе оптимально для конструкций, от которых требуется повышенная химико-физическая стойкость и возможен набор марочной прочности в воде и влажных средах. Одна из перспектив для пуццолановых цементов связана с развитием технологии экобетона.

Из истории пуццолановых добавок

Известковые растворы способны твердеть, поглощая диоксид углерода из воздуха, а без доступа воздуха твердение прекращается. В части прочности известковые штукатурки без добавок малостабильны, но добавка природного трасса резко меняет их химию и физику. Об этом знали еще в глубокой древности: ученые подтверждают невероятный исторический возраст первых известковых штукатурок — порядка 7,5 тысяч лет.

В измельченном вулканическом туфе содержится свободная кремниевая кислота и ряд минералов, а вода связана химически и физически. Добавка кремнеземистых веществ в бетон придает ему сульфатостойкость, но главное — позволяет строить и на земле, и под землей, и в воде. После добавки активного кремнезема известь способна твердеть без доступа воздуха, и даже под водой. Причем при контакте с водой содержащие трасс растворы твердеют и достигают марочной прочности еще быстрее чем на воздухе.

Трасс и пуццолана в древности

О том, что трасс, пемза, вулканический туф, в мелкоразмолотом виде добавленный к цементной строительной смеси, не только изменяет ее реологию, но и значительно повышает физическую прочность и стойкость в агрессивных средах, знали еще древние римляне. Древние водопроводы и мостовые акведуки были построены из бетона с трассовыми добавками, что дало конструкциям прочность в воздухе и в воде. Добавка трасса к известковому раствору включает сложную цепь химических процессов, в частности: известковый раствор с трассом способен затвердевать не только под действием воздуха, но и полностью погруженным в речную или морскую воду. О вредном воздействии сульфатов и солей на бетон (и о том, как быстро на бетонных конструкциях появляются высолы) — отдельная долгая тема.

Читать еще:  Технология облицовка кирпич пенобетон

Опыт римского бетона датируется первым веком до н.э. Тысячи лет развития технологии отделяют нас от Древней Греции, Финикии, Рима, но гидротехнические сооружения глубочайшей древности не только сохранились (фрагментами), но даже способны работать. А в древних «Справочниках Строителей» есть рекомендации о приготовлении вяжущего из извести, кирпичной муки и трасса. Древние славяне тоже знали об этом, и добавляли молотую обожженную глину в известь, чтобы добавить водостойкости известковым штукатуркам.

В 16 веке римские технологии уже стали повсеместными, а в Европе пуццолану стали звать трассом. Добавляли трасс с той же целью — чтобы бетонные строения стали прочнее и не боялись воды, а название «трасс» историки относят к цементным полам террацо, пришедшим из Италии и также имеющим в корне латинское «терра» – земля.

Современное применение трасса

Трасс в наше время добывают во многих странах: в Германии – берега Рейна и поныне славятся залежами трасса, вулканическая зона добычи известна с глубокой древности и до сих пор не исчерпана. Залежи трасса на Рейне очень мощные, порядка нескольких десятков метров и при этом поверхностные, и разрабатываются открытым способом.

Трасс может храниться сколько угодно, но при добавке в бетонную смесь, где присутствует цемент, вода и гидравлическая известь, начинается реакция, одним из процессов которой является связывание извести и рост плотных молекулярных оболочек на ее частицах. Еще один нюанс: набор прочности трассосодержащего бетона отличается от обычного – график плавнее и медленнее, а это значит, что опасные для массива внутренние напряжения не появятся. Химия трассосодержащих растворов очень сложна и ее нюансы не так уж важны для частного строителя. А вот в современных бетонах мастера разбираются, и покупают цемент с нужным составом: поскольку от фундамента (особенно при высоком УГВ), от эко-парковки или садовой дорожки требуется повышенная стойкость к воде, то практично применить трассосодержащий цементный продукт.

Химия процесса

Для того чтобы понять как сульфатостойкий цемент защищает сооружение от воздействия солей и сульфатов, необходимо разобраться в протекающих химических процессах.

В составе бетонной смеси имеются 4 минерала, которые участвуют в схватывании и набора прочности бетона.

Вот эти минералы:

  • двухкальциевый силикат (C2S);
  • трёхкальциевый силикат (C3S);
  • трёхкальциевый алюминат (C3A);
  • четырёхкальциевый алюмоферит (C4AF).

При этом некоторые из минералов вступают в химические реакции со сторонними элементами, не входящие в состав бетонной смеси, и это приводит впоследствии к сульфатной коррозии.

Один из таких минералов это трёхкальциевый алюминат (C3A), который при химическом взаимодействии с растворенными в воде сульфатами, образует гидросульфоалюминат кальция. Впоследствии данное химическое соединение кристаллизуется в бетонном камне, что не может пройти бесследно. А последствие всего этого то, что бетонный камень расширяется и начинает постепенно разрушаться из-за снижения плотности.

А самое агрессивное воздействие сульфатов происходит при периодическом увлажнении и высушивании. Это часто случается с мостовыми опорами при постоянном изменении уровня воды.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector