Что такое портландцемент и его особенности. Причины неравномерного расширения цемента являются


Состав, свойства и применение портландцемента

Портландцемент — гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем совместного тонкого измельчения клинкера и гипса, а иногда и специальных добавок. Гипс добавляют для регулирования скорости схватывания и некоторых других свойств. Количество вводимого гипса регламентируется химическим составом портландцемента, в частности, предельным содержанием ангидрида серной кислоты SO3 — не менее 1,5 и не более 3,5%.

В практике строительства портландцемент является основным вяжущим материалом для производства бетона, железобетона и строительных растворов, на нем также изготовляют асбестоцементные, теплоизоляционные и другие материалы.

Клинкер получают обжигом до спекания тонкодисперсной сырьевой смеси, состоящей из известняка, глины и других материалов (доменных шлаков, мергелей, нефелинового шлама), при этом обеспечивается преобладание в клинкере силикатов, алюминатов и алюмоферритов кальция.

Плотность портландцемента 3050—3150 кг/м³. Его насыпная плотность зависит от уплотнения и в среднем составляет 1300 кг/м³.

Тонкость помола — один из факторов, определяющих скорость схватывания и прочность цементного камня. Тонкость помола характеризуется остатком на сите №008 или удельной поверхностью, проверяемой на специальном приборе — поверхностемере. Согласно ГОСТ 10178-76 (с изм.) через сито №008 должно проходить не менее 85% массы пробы. Удельная поверхность при этом (поверхность зерен цемента общей массой 1 г) должна быть 2500—3000 см²/г.

Водопотребность портландцемента характеризуется количеством воды (в % по массе цемента), которое необходимо для получения цементного теста нормальной густоты, т.е. заданной стандартной пластичности. Нормальную густоту цементного теста измеряют (ГОСТ310.3-76) погружением пестика, укрепленного на штанге прибора Вика. Она колеблется в пределах 21—28% и зависит от минералогического состава цемента и тонкости помола. Чем меньше нормальная густота цементного теста, тем лучше качество цемента. Изучение процесса твердения цемента показало, что в зависимости от вида, сроков и условий твердения он присоединяет воды в размере 15—25% по массе. Практически расходуемое количество воды значительно больше (40—70%), оно, в частности, зависит и от нормальной густоты цементного теста. Излишки воды из пор со временем испаряются, что ухудшает качество цементного камня, а следовательно, раствора и бетона.

Сроки схватывания и равномерность изменения объема портландцемента определяют на тесте нормальной густоты. Сроки схватывания проверяют по прибору Вика (ГОСТ 310.3-76). По ГОСТ 10178-76 (с изм.) начало схватывания должно быть не ранее 45 мин, а окончание не позднее 12 ч с момента затворения.

На сроки схватывания портландцемента влияют его минералогический состав, тонкость помола, температура окружающей среды и другие факторы.

Для определения равномерности изменения объема стандартно изготовленные лепешки цементного теста подвергают через 1 сутки после затворения кипячению в воде. Согласно ГОСТ 310.3-76, они не должны иметь искривлений, радиальных и волосяных трещин.

Причиной неравномерного изменения объема (расширения) цементного камня являются местные деформации — результат запоздалой, но весьма сильной по своему действию гидратации химически не связанного свободного оксида кальция в клинкере. Цементный камень расширяется также при избыточном содержании оксида магния и большом количестве гипса.

Равномерность изменения объема достигается при помощи тонкого помола сырьевой смеси, качественного обжига и быстрого охлаждения клинкера.

Прочность портландцемента — важная физико-механическая характеристика, от которой в основном зависит прочность бетонов и растворов в различных условиях твердения.

Прочность (активность) и марку цемента согласно ГОСТ 310.4-81 определяют испытанием стандартных образцов-призм размером 4X4X16 см, изготовленных из цементно-песчаного раствора состава 1:3 на нормальном  песке при водоцементном отношении В/Ц=0,4 и консистенции, характеризуемой расплывом стандартного конуса не менее 106—115 мм через 28 суток твердения. Первые сутки образцы твердеют в формах во влажном воздухе, а затем 27 суток в воде комнатной температуры. Образцы призмы первоначально испытывают на изгиб, затем получившиеся половинки призм — на сжатие.

Активностью называют предел прочности при осевом сжатии половинок призм, испытанных в возрасте 28 сут стандартного твердения. В зависимости от активности с учетом предела прочности при изгибе портландцемент подразделяют на марки 400, 500, 550 и 600. Портландцемент марки 400 рекомендуется для монолитных бетонных и железобетонных деталей, портландцемент марок 500, 550 и 600 — для высокопрочных сборных обычных и предварительно напряженных железобетонных конструкций.

Портландцемент не следует применять для конструкций и сооружений, подвергающихся воздействию морской, минерализованной, а также пресной проточной или работающих под напором воды. В этих случаях используют специальные цементы (цементы с добавками, сульфатостойкие и др.).

st-cement.ru

: Теория :: Материалы получаемые термической обработкой сырья часть2 :: Неорганические вяжущие вещества :: Портландцемент

Истинная плотность портландцемента 3,1–3,15 г/см3; насыпная плотность 900–1100 кг/м3.

Водопотребность цемента при получении теста нормальной густоты обычно 24–28%. Снижение водопотребности достигается использованием добавок пластификаторов (ПАВ) и особенно суперпластификаторов.

Сроки схватывания портландцемента определяются на приборе Вика (с иглой). По ГОСТ начало схватывания ПЦ должно быть не ранее 45 минут и не позднее 10 часов. Для ускорения или замедления схватывания применяют химические добавки. Ускорителями являются: хлориды, сульфаты и карбонаты щелочных и щелочноземельных металлов (СаС12, поташ К2СО3 и т.п.), жидкое стекло, формиат кальция. Необходимо учитывать, что некоторые из них (особенно хлориды) вызывают коррозию арматуры в железобетоне. Замедлители: лигносульфонаты кальция (ЛСТ), сахарная патока.

Равномерность изменения объема цемента при твердении является важным качественным показателем. Причиной неравномерного изменения объема цементного камня являются местные деформации, вызываемые расширением свободного СаО и периклаза MgO вследствие их запоздалой гидратации (гашения). По стандарту изготовленные из теста нормальной густоты образцы–лепешки через 24 ч предварительного твердения выдерживают в течение 3 ч в кипящей воде. Лепешки не должны деформироваться, не допускаются также радиальные трещины, доходящие до краев.

Тепловыделение цемента обусловлено тем, что реакции гидратации клинкерных минералов являются экзотермическими. Наиболее интенсивно ПЦ выделяет тепло в ранние сроки твердения, причем большее содержание алита и трехкальциевого алюмината обусловливает большее тепловыделение. Белитовые цементы имеют меньшее тепловыделение. Большее тепловыделение позволяет твердеть бетону при низких температурах, в том числе при отрицательных (метод «термоса»), меньшее – нужно для массивных конструкций (для недопущения неравномерных температурных деформаций).

Прочность портландцемента. Прочность ПЦ, а также шлакопортландцемента и их разновидностей характеризуют марками, которые определяют по пределу прочности на сжатие и изгиб образцов–балочек, изготовленных из цементно–песчаного раствора состава 1:3 нормальной консистенции, после твердения образцов в течение 28 суток при нормальных условиях. Цементы разделяют на марки: 300 (цемент пониженной прочности), 400 (рядовой), 500 (повышенной прочности), 550 и 600 (высокопрочные). Марки ПЦ: 400, 500, 550 и 600.

Предел прочности на сжатие (в МПа) половинок образцов–балочек в возрасте 28 суток называется активностью цемента.

Прочность портландцемента зависит:

а) от минерального состава клинкера;

б) тонкости помола;

в) водоцементного отношения;

г) времени и условий твердения;

д) времени и условий хранения. Влияние минерального cостaвa клинкера на твердение ПЦ иллюстрирует рисунок, на котором показана кинетика набора прочности отдельных минералов.

Рис. 5. Кинетика набора прочности отдельных минералов клинкера

Алит твердеет быстро и набирает высокую прочность. Белит твердеет резко замедленно, но при благоприятных условиях твердения в поздние сроки его прочность может превысить прочность алита. Трехкальциевый алюминат отличается очень высокой скоростью гидратации, но его конечная прочность вследствие рыхлой структуры невысока. Четырехкальциевый алюмоферрит по кинетике набора прочности занимает промежуточное положение между алитом и белитом. Кинетика твердения и конечная прочность ПЦ в целом будут определяться соответственно указанному влиянию отдельных минералов и их содержанию в клинкере.

Тонкость помола оказывает существенное влияние на прочность цемента, так как чем тонкость помола выше, тем выше его скорость твердения.

Влияние водоцементного отношения показано на рисунке. Максимальная прочность цементного камня достигается при оптимальном для данного цемента значении В/Ц (обычно 25–27 %), соответствующем наилучшей структуре материала. Снижение прочности при меньших значениях В/Ц объясняется недостатком порового пространства для размещения новообразований, и, как следствие, появлением внутренних напряжений. Уменьшение прочности цементного камня при увеличении В/Ц сверх оптимального объясняется увеличением объема пор, прежде всего капиллярных, появляющихся за счет наличия и последующего испарения излишней воды затворения, не вступившей в химические реакции.

Со временем при твердении цемента в нормальных условиях его прочность значительно вырастает (через 1–2 года может на 30–40 % превысить марочную 28–суточную прочность).

Условия твердения оказывают сильное влияние на прочность цемента. Наиболее быстрое его твердение происходит при повышенной (до 70–80°С) температуре и относительной влажности среды, близкой к 100 %. Наоборот, высыхание цементного камня, а также его замораживание прекращают твердение, а последнем случае может произойти даже сброс прочности. Особенно отрицательное действие оказывает раннее замораживание (когда цемент еще не набрал достаточной прочности), которое может вызвать разрушение изделий. При низких положительных температурах твердение идет, но медленно.

Хранение цемента, даже при отсутствии прямого доступа влаги, снижает его способность к эффективному твердению. Через 1–3 месяца хранения активность цемента падает на 10–20 %,через 3–6 месяцев – на 30–40 %.

Морозостойкость – важнейшее свойство цементного камня. Она зависит прежде всего от его капиллярной пористости. Морозостойкость повышается за счет ограничения водоцементного отношения, что возможно при условии применения пластифицирующих химических добавок. Морозостойкость повышают введением воздухововлекающих добавок (микропенообразователей).

media.ls.urfu.ru

Свойства и применение портландцемента

Цемент

1. Состав, свойства и применение портландцементаПортландцемент — гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем совместного тонкого измельчения клинкера и гипса, а иногда и специальных добавок. Гипс добавляют для регулирования скорости схватывания и некоторых других свойств. Количество вводимого гипсг регламентируется химическим составом портландцемента, в частности, предельным содержанием ангидрида серной кислоты S03 — не менее 1,5 и не более 3,5 %В практике строительства портландцемент является основным вяжущим материалом для производства бетона, железобетона и строительных растворов, на нем также изготовляют асбестоцементные, теплоизоляционные и другие материалы.Клинкер — полуфабрикат, получаемый в виде гранул прн обжиге тонкоизмельченной смесн известняка с глиной.

Клинкер получают обжигом до спекания тонкодисперсной сырьевой смеси, состоящей из известняка, глины и других материалов (доменных шлаков, мергелей, нефелинового шлама), при этом обеспечивается преобладание в клинкере силикатов, алюминатов и алюмофер- ритов кальция.Плотность портландцемента 3050—3150 кг/м3. Его насыпная плотность зависит от уплотнения и в среднем составляет 1300 кг/м3.Тонкость помола — один из факторов, определяющих скорость схватывания и прочность цементного камня. Тонкость помола характеризуется остатком на сите № 008 или удельной поверхностью, проверяемой на специальном приборе — поверхностемере. Согласно ГОСТ 10178—76 (с изм.) через сито № 008 должно проходить не менее 85 % массы пробы. Удельная поверхность при этом .(поверхность зерен цемента общей массой 1 г) должна быть 2500—3000 см /г.Водопотребность портландцемента характеризуется количеством воды (в % по массе цемента), которое необходимо для получения цементного теста нормальной густоты, т.е. заданной стандартной пластичности. Нормальную густоту цементного теста измеряют (ГОСТ 310.3—76) погружением пестика, укрепленного на штанге прибора Вика. Она колеблется в пределах 21—28% и зависит от минералогического состава цемента и тонкости помола. Чем меньше нормальная густота цементного теста, тем лучше качество цемента. Изучение про-цесса твердения цемента показало, что в зависимости от вида, сроков и условий твердения он присоединяет воды в размере 15—25 % по массе. Практически расходуемое количество воды значительно больше (40— 70 %), оно, в частности, зависит и от нормальной густоты цементного теста. Излишки воды из пор со временем испаряются, что ухудшает качество цементного камня, а следовательно, раствора и бетона.Сроки схватывания и равномерность изменения объема портландцемента определяют на тесте нормальной густоты. Сроки схватывания проверяют по прибору Вика (ГОСТ 310.3—76). По ГОСТ 10178—76 (с изм.) начало схватывания должно быть не ранее 45 мин, а окончание не позднее 12 ч с момента затворения.На сроки схватывания портландцемента влияют его минералогический состав, тонкость помола, температура окружающей среды и другие факторы.Для определения равномерности изменения объема стандартно изготовленные лепешки цементного теста подвергают через 1 сут после затворения кипячению в воде. Согласно ГОСТ 310.3—76, они не должны иметь искривлений, радиальных и волосяных трещин.Причиной неравномерного изменения объема (расширения) цементного камня являются местные деформации— результат запоздалой, но весьма сильной по своему действию гидратации химически не связанного свободного оксида кальция в клинкере. Цементный камень расширяется также при избыточном содержании оксида магния и большом количестве гипса.Равномерность изменения объема достигается при помощи тонкого помола сырьевой смеси, качественного обжига и быстрого охлаждения клинкера.Прочность портландцемента — важная физико-меха-ническая характеристика, от которой в основном зависит прочность бетонов и растворов в различных условиях твердения.Прочность (активность) и марку цемента согласно ГОСТ 310.4—81 определяют испытанием стандартных образцов-призм размером 4X4X16 см, изготовленных из цементно-песчаного раствора состава 1:3 на нормальном песке при водоцементном отношении В/Ц>=0,4 и консистенции, характеризуемой расплывом стандартного конуса не менее 106—115 мм через 28 сут твердения. Первые сутки образцы твердеют в формах во влажном воздухе, а затем 27 сут в воде комнатной температуры. Образцы призмы первоначально испытывают на изгиб, затем получившиеся половинки призм — на сжатие.Активностью называют предел прочности при осевом сжатии половинок призм, испытанных в возрасте 28 сут стандартного твердения. В зависимости от активности с учетом предела прочности при изгибе портландцемент подразделяют на марки 400, 500, 550 и 600. Портландцемент марки 400 рекомендуется для монолитных бетонных и железобетонных деталей, портландцемент марок 500, 550 и 600 — для высокопрочных сборных обычных и предварительно напряженных железобетонных конструкций.Портландцемент не следует применять для конструкций и сооружений, подвергающихся воздействию морской, минерализованной, а также пресной проточной или работающих под напором воды. В этих случаях используют специальные цементы (цементы с добавками, сульфатостойкие и др.)

Готовые бетонные смеси

Бетонные смеси давно уже, если не хочется, не нужно готовить самостоятельно, тратя на это кучу времени и сил. Все можно купить. Они могут продаваться, как в магазинах, так и предлагаются …

Шнековый дозатор — фасовка муки, цемента и другой пыли

Производство и продажа дозаторов шнековых для фасовки смесей пылящих и трудно-сыпучих Цена - 24000грн(950дол.США) без дискрета(дозатор равномерный с регулируемыми оборотами шнека) или 35000грн с дискретом(дозатор порционный с системой точного дозирования) …

Кладочные растворы

КЛАДОЧНЫЕ БЕСЦЕМЕНТНЫЕ И МАЛОЦЕМЕНТНЫЕ РАСТВОРЫ Растворы с химическими добавками. Эти растворы применяют, когда конструкциям сооружения требуется придать полную водонепроницаемость. Растворы приготовляют на основе сухой цементной смеси состава от 1 : …

msd.com.ua

Ответы к экзамену.строймат

3)увеличить тонкость помола цемента( чем меньше частицы, тем больше их площадь взаимодействия с водой)

40.Строительно-техническиесвойства портландцемента: тонкость помола,нормальная густота, сроки схватывания, тепловыделение и равномерность изменения объема при твердении, активность. Деление на марки и классы.

Pнас=1300 кг\м3

Р=3100 кг\м3

1) Тонкость помола Определяют просеиванием через сито 0,08. Остаток на сите не должен превышать 15%

2)водопотребность(нормальная густота)

Это кол-воводы выраженное в % от массы вяжущего, которе необходимо приготовления цементного теста заданной пластичности. Определяют на приборе викка. Нормальная густота22-25%.Чем меньше нормальная густота, тем выше прочность цементного камня, потому что вода затворения не вступившая в реакции гидротации формирует в цементном камне капилярные поры, морозостойкость, водонепроницаемость и снижает коррозийные свойства. Чтобы уменьшить нормальную густоту вводят пластификаторы. 3)Сроки схватывания Схватываниепотеря пластичности цементого теста(процесс калоидезации)

Методика опред срока схватывания такая же как и для гипсовых вяжущих. У обычного портландцемента начало схватывания не ранее 45 мин и не позднее 1,5часа. Если цемент схватывается ранее 40 мин-быстросхватывающийся.Если позднее, то медленносхватывающийся.Конец схватывания10-12часов. Цемент схватывается тем быстрее, чем больше содержание трехвальциевого алюмината 4)Тепловыделение при твердении.

Обусдовлено хим реакциями гидротации

а) высокотермичные цементы-выделяютмного теплоты(C3S,C3A-большоесодержание) Такие цементы выгодно применять в зимнее бетонирование.

б)Умереннотермичныевыделяют немного теплоты, потому что содержат C2S-большоекол-во.Их выгодно применять для массивных гидротехнических сооружений.

5) Равномерность изменения объема Причиной неравномерного изменения объема при твердении цемента являются местные

деформации, вызываемые расширением свободных CaO и MgO вследсвие их гидратации. 6) Активность и его марка Активностьэто способность цемента твердеть и давать к заданному сроку твердения

(28суток) прочный камень. Чтобы опред активность и установить марку изготавливают балочки размером 40*40*160. Изготавливают из цементного раствора стандартной консинстенции. Образцы твердею в норм условиях t=18+-3,влажность=100% в течение 28 суток.Затем их испытывают на изгиб, потом каждую половинку на сжатие. Фактически показатель предела прочности при сжатииэто активность. По активности назначают марки.

Маркаэто условный,округленный показатель прочности при сжатии с учетом показателя прочности при изгибе Марки: 400,500,550,600

41.Коррозия цементного камня и меры защиты от нее.

Это разрушение цементного камня под действием воды и веществ в ней содержащися. Согласно классификации Москвинина коррозийные процессы можно разбить на 3 вида: 1) Не связан с хим реакцими

Из цементного камня вымывается проточной водой Ca(OH)2

2)Связан с тем, что Ca(OH)2 вступает в реакции с веществами растворенными в воде и образуют при этом либо легкорастворимые продукты, либо не обладающие вяжущими свойствами.

Ca(OH)2+HCl=CaCl2+2h3O

Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2+CaCl2 3)белая бацила(белая смерть)

химические реакции в результате которых образуются вещества, обладающие вяжущими свойствами, но они имеет объем больше, чем объем исходных компонентов.

Ca(OH)2+MgSO4+2h3O=Mg(OH)2+CaSO4*2h3O

Меры защиты от коррозии:

1)Правильно подбирать минеральный состав цемента, использовать с высоким содержанием билита.

2)Использовать цементы, которые содержат добавки, связывающие Ca(OH)2 в труднорастворимые (шлакопортпландцемент, пуццалановый)

3)Снижать капилярную пористость цементного камня, путем введения пластификатора. 4)введение гидрофобизатора, которые предают цементу водоотталкивающие свойства. 5)Нанесение защитных покрытий на поверхность(битумные мостики)

42.Разновидности портладнцемента: быстротвердеющий, сульфатостойкий, белый,

цветной, пластифицированный, гидрофобный.

Быстротвердеющий Ц- отличается от обычного портландцемента более интенсивным набором прочности в первые трое суток и повышенным тепловыделением при твердении. Это достигается высоким содержанием в клинкере минераловC3S-C3Aи более тонким помолом цемента.

Сульфатостойкий Ц-болеевысокая стойкость к сульфатной коррозии и пониженным тепловыделением при твердении. Это достигается высоким содержанием в клинкере C2S. При этом содержание C3S не более 50%, C3A не более 5%, C3A+C4AF не более 22%.Белый и цветной Ц-декоративныевяжущие. Белый получают помолом белого портландцементного клинкера с добавкой гипса и белого диатомита.Сырьеизвестняк и глина. Цветные получают помолом белого портландцементного клинкера с добавкой гипса и цветных щелочестойких пигментов.

Пластифицированный Ц-продукстсовместного помола портландцементного клинкера, гипсового камня игидрофильно-пластифицирующейдобавки. В качестве такой добавки используют лигносульфанаты техническиепобочный продукт целлюлозы. Имеет меньшую водопотребность в сравнении с обычным. Благодаря этому при твердении образуется более плотный цементны камень. В результате повышается прочность, морозостойкость, водонепроницаемость, коррозийная стойкость бетонов на пластифицированном цементе.

Гидрофобный Ц- продукт совместного помола портландцементного клинкера, гипсового камня и гидрофобизирующей добавки. В качетсве такой добавки используют отходы нефтеперерабатывающей промышленностиасидол и мынолафт. Молекулы этих веществ дифильны: они имеют полярную голову и неполярный хвост. Адсорбируясь на поверхности цемента, молекулы ориентируются полярными головами к цементной частице, что придает цементу гидрофобные, т. е. Водоотталкивающие свойства.

43. Активные минеральные добавки к цкменту: происхождение, химическая природа, цель введеия. Характеристика шлакопортландцемента и пуццоланового портландцемента.

Активные минеральные добавки(АМД)-вещества,которые в тонкоизмельченном виде при смешении с воздушной известью и затворении водой образуют тесто, способное к твердению. Эти добавки содержат активный аморфный кремнезем, которые вступает в

хим реакции с гидроксидом кальция, образуя труднорастворимые гидросиликаты кальция.Бывают искусственые и природные. Природныегорные породы вулканического или осадочного происхождения. Искусственные-побочныепродукты и отходыпромышленности.

Цель введения добавок:

-Снижениесебестоимости цемента за счет экономии клинкера-Приданиецементу спец свойствами.

-Решениеэкологических проблем за счет утилизации отходов.Шлакопортландцемент(ШПЦ)- содержит добавку гранулированного доменного шлака вкол-ве21-80%,обладает пониженным тепловыделением и большей коррозионной стойкостью в сравнении с портландцементом.

Пуццолановый портландцемент(ППЦ)- содержит активную минеральную добавку в колве 21-40%, предназначен для подводных гидротехнически хсооружений., т. к. обладает низким тепловыделением при твердении, высокой коррозионной стойкостью и водонепроницаемостью.

44. Понятие бетона и бетонной смеси. Классификация бетонов по назначению, виду вяжущего, виду заполнителя, средней плотности.

Это искусственный строительный каменный материал получаемый в результате затвердевания рациональноподобранного и тщательного перемешенной смеси, которая состоит из вяжущего, воды затворения, крупного заполнителя( щебня или гравия), мелкого заполнителя(песок) и в случае необходимости добавки.

цемент+вода=тесто цемент+вода+песок=раствор цемент+вода+песок+щебень(гравий)=бетон

До начала схватывания -бетоннаясмесь (удобоукладываемость) Классификация бетонов:

1) по азначению

а)конструкционные б) специальные в)теплоязоляционные

2)по виду вяжущего :

а)цементо-бетоныб)гипсо-бетонв)силикатные бетоны г)бетоны на спец вяжущих

3)по виду заполнителя:

а)на плотных заполнителях(речной или горный песок)

б)на пористом заполнителе(керамзитовый песок, древесная стружка) в)на спец заполнителях(чугунная дробь, железная руда, хромитовая руда)

4)По средней плотности:

а)тяжелые б)особотяжелые Рm= >2500 в)легкие Рm=500-2000

5)По структуре цементного камня:

а)плотная структура 2-6%пор б)поризованная структура больше 7% пор в)ячеистые структуры г)с крупнопористой структурой

6)По условиям твердения:

а)естественного твердения б)тепловой обработкой (до 100С) в)автоклавное твердение (выше 100С)

45. Требования к материалам для тяжелого бетона: вяжущее, крупный заполнитель, мелкий заполнитель, вода затворения.

1)Цемент вид цемента зависит от назначения бетона 2)Вода

ограничивается содержанием солей <5000 мг\л, сульфаты <2700мг\л, фенолы<10мг\л, pH<=4

3)Крупный заполнитель гравий, щебень

зерновой состав: опред просеивая пробу крупного заполнителя через набор стандартных сит(70,40,20,10,5), опред содержание фракций.

По зерновому составу крупный заполнитель бывает рядовой и фракционированный(строго опред соотношение фракций, котор опред межзерновую пустотность).Наибольшая крупность зерен не должна превышать 0,25 нормального сечения бетонированной конструкции.

Форма зерен-предпочтительнокубовидная.Ограничивается содержанием игловатых и пластинчатых форм не более 35%. Состояние поверхности зерен предпочтительно шероховатое(на щебне лучше, чем на гравии)

прочность крупного заполнителя должна быть в 1,5-2раза выше проектной прочности бетона.

4)Мелкий заполнитель песок

с размером менее 0,5 до 0,16 мм зерновой состав определяется просеиванием пробы песка через набор стандартных

сит(2,5-1,25-0,65-0,35-0,16)Затем взвешиванием находят частные остатки на сите и выражают их в % от общей массы пробы. По частным остаткам рассчитывают полный. По полным рассчитывают модуль крупности= сумме полных остатков на всех ситах деленное на 100%.Модуль крупности-условнаявеличина, характеризующая соотношение крупных и мелких фракций.Пески делят на группы:

а)повышенной крупности 3-3,5б)крупные2,5-3в)средние2-2,5г)мелкие1,5-2д)очень мелкие1-1,5

Для бетона среддние пески-самыелучшие.

46. Структура и реологические свойства бетонной смеси. Понятия удобоукладываемости и однородности.

Бетонная смесь - грубодисперсная гетерогенная система, получаемая при затворении водой смеси цемента и заполнителей, бетонная смесь занимает промежуточное положение между твердыми телами идеальными жидкостями. При необходимости в бетонную смесь могут быть введены тонкодисперсные минеральные и химические добавки. Ей одновременно присущи: упругость, пластичность, вязкость.

Благодаря силам межмолекулярного воздействия бетонной смеси присущи свойство тиксотропия – свойство которое отличает бетонную смесь от идеальных жидкостей.

Свойства бетонной смеси

1. Расслаиваемость

Во время транспортирования, перегрузок, укладки и уплотнения бетонной смеси она должна сохранять связность и не расслаиваться. Применять бетонную смесь с недостаточной связностью нельзя, так как это приводит к дефектам в бетонируемой конструкции. Часто недостаточную связность бетонной смеси устраняют увеличением доли песка в массе заполнителей.

Расслаиваемость бетонной смеси характеризуют двумя параметрами: водоотделением и раствороотделением.

2. Водоотделение

Рис. 7. Расслоение бетонной смеси

Водоотделение бетонной смеси имеет место в состоянии покоя, когда твердые частицы оседают вниз и уплотняются, а избыток воды вытесняется вверх и образует прозрачный слой над поверхностью бетонной смеси (рис. 7). Есть некоторый предел содержания воды в бетонной смеси, выше которого наблюдается водоотделение. Этот предел называется водоудерживающей способностью бетонной смеси.

Водоудерживающая способность зависит от соотношения компонентов, их свойств, вида и количества введенных добавок. Для повышения водоудерживающей способности используют добавки-загустители,которые представляют собой высоковязкие эфиры целлюлозы.Водоотделение сопровождается образованием сообщающихся капиллярных ходов в бетоне, что облегчает фильтрацию воды и снижает водонепроницаемость и морозостойкость бетона.

3. Раствороотделени

Раствороотделение происходит при вибрировании, встряхивании и других способах

уплотнения бетонной смеси. При этом зерна крупного заполнителя опускаются вниз, а

растворная составляющая вытесняется в верхнюю область (см. рис. 7).

4. Удобоукладываемость

Удобоукладываемостью называется способность бетонной смеси растекаться под действием собственного веса или механических воздействий (например, вибрации). Удобоукладываемость характеризуют показателями подвижности (осадкой конуса) и жесткости.

По удобоукладываемости бетонные смеси бываю:

Подвижные – легко перемешиваются и укладываются внутри под действием собственного веса

Жесткие – перемешиваются с трудом, укладываются только под действием внешних механических нагрузок

Однородность – свойство бетонной смеси сохранять структуру при перемешивании и не расслаиваться при транспортировке и уплотнении Критерием однородности служат водопотребность и водоудерживающая способность

Водопотребность – нижний предел расхода воды, необходимого для получения бетонной смеси.

Водоудерживающая способность – это верхний предел расхода воды, выше которого начинает расслаиваться.

47. Способы оценки подвижности и жесткости бетонных смесей. Факторы, влияющие на подвижность и однородность.

Подвижность бетонной смеси оценивают по величине осадке конуса и выражают в см.

Испытание заключается: в стандартную форму конус из листовой сталиставят на площадкуи заполняют бетонной смесью в три в 3 приема до верху затем форму снимают и ставят рядом с отформованным конусом. Отформованный конус оседает под действием собственного веса, линейкой измеряют величину осадка.

Определение осадки конуса

Рис. 8. Определение удобоукладываемости бетонной смеси

ок

1-4см-малоподвижная

ок

5-12см-подвижная

ок

> 12литая

У жестких смесях ок=0.

Жесткость бетонной смеси количественно выражают в секундах, временем вибрирования, которое необходимо, чтобы смесь заняла углы, ребра, горизонтальное положение.

Испытание проводят следующим образом: в форму-конусустанавливают стальной куб с ребром 200 мм. Форму куб ставят на виброплощадку,форму-конуснаполняют в 3 приема бетонной смесью,форму-конусснимают. Включают виброплощадку и засекают время в течении которого бетонная смесь примет горизонтальное положение.

По подвижности бетонные смеси делят на следующие группы и марки.

Бетонные смеси марок Ж1-Ж4(жесткие) имеют ОК=0, а бетонные смеси марок П2 - П5(Пластичные) имеют показатель жесткости Ж=0, т. к. оседают и заполняют форму без включения виброплощадки.

Факторы влияющие на подвижность и однородность.

1.Расход воды затворения в/ц. Чем больше в/ц, тем подвижнее бетонная смесь, но цементное тесто становится более жидким, силы Ван-дер-Ваальсауменьшаются, возникает опасность расслоения, снижается прочность затвердевшего бетона.

2.Расход цементного теста при постоянном в/ц. Подвижность бетонной смеси увеличивается, при увеличении количества цемента, т.к. увеличивается толщина обмазки зерен заполнителя и улучшается скольжение. Однородность смеси при этом не нарушается. Не рациональный способ при перераспределения цемента возникнут трещины.

3.Добавки пластификаторы – позволяют повысить подвижность бетонной смеси, не

увеличивая расход цемента,воды и не снижая однородности. ЛСТ, СП-1,С-31% от массы сухого цемента, добавки вводится вместе с водой затворения

4.Крупность зерен заполнителя, чем крупнее зерна заполнителя, тем больше подвижность бетонной смеси при прочих равных условиях. Чем мельче зерна, тем больше их суммарная площадь поверхности, тем тоньше обмазка зерен, тем более подвижна бетонная смесь.

5.Вид заполнителя. Бетонная смесь на гравии подвижнее чем на щебне. Бетонная смесь на плотном заполнителе пр прочих равных условиях подвижнее чем на пористых.

Влияние вида цемента. Чем меньше водопотребность цемента, тем более подвижной оказывается бетонная смесь. Пуццолановый портландцемент, имеющий повышенную водопоьребность, придает бетонной смеси меньшую подвижность, чем портландцемент или шлакопортландцемент.

Влияние вида заполнителя. Заполнители с окатанными, гладкими зернами (речные, морские пески, гравий) придают большую подвижность бетонной смеси, чем заполнители с угловатыми, шероховатыми зернами (искусственные пески, щебень).

Влияние состава бетона. При одних и тех же материалах подвижность бетонной

смеси зависит от всех трех параметров состава бетона ОК = f(В/Ц, Ц, r).

Влияние водоцементного отношения. При постоянном расходе цемента и неизменном зерновом составе заполнителей подвижность бетонной смеси возрастает с увеличением В/Ц (рис. 9а). Такой характер зависимости обусловлен тем, что с увеличением В/Ц снижается вязкость цементного теста, выполняющего роль смазки в бетонной смеси.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.

9. Влияние

параметров

состава

бетона

 

 

на подвижность бетонной смеси

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Влияние расхода цемента. При постоянном водоцементном отношении и неизменном зерновом составе заполнителей подвижность возрастает с увеличением расхода цемента (рис. 9). Это объясняется тем, что с увеличением расхода цемента при постоянном В/Ц количество теста (пластичной составляющей) увеличивается при неизменной его вязкости.

Влияние зернового состава смеси заполнителей. При постоянных В/Ц и Ц вязкость и количество теста в бетонной смеси остается неизменным. Однако изменение зернового состава заполнителей, а следовательно, размеров и суммарной поверхности их зерен приведет к изменению условий “смазки” зерен. Это, разумеется, отразится на подвижности бетонной смеси.

Рис. 10. Влияние расхода цемента Ц на rопт (Ц1>Ц2>Ц3)

Наиболее существенно влияет на подвижность бетонной смеси изменение относительного количества песка в смеси заполнителей как материала с более развитой поверхностью по сравнению с крупным заполнителем. Характер этого влияния представлен на рис. 9в. Максимальному значению ОК соответствует оптимальное значение доли песка r, при котором необходимые свойства бетонной смеси и бетона достигаются при минимальном расходе цемента. Дальнейшее увеличение доли песка снижает подвижность бетонной смеси, так как при этом увеличивается суммарная поверхность заполнителей. При малом содержании песка в бетонной смеси она оказывается неудобообрабатываемой, обладающей недостаточной связностью.

Значение оптимальной доли песка rопт уменьшается с увеличением расхода

цемента (рис. 10).

Влияние добавок ПАВ. Изповерхностно-активныхвеществ существует целый ряд таких, которые увеличивают подвижность бетонной смеси на5-30%. Эти добавки называют пластификаторами, а особенно эффективные из них – суперпластификаторами.

48. Структура затвердевшего бетона. Виды пор в бетоне и способы регулирования пористости.

Структура бетона образуется в результате затвердевания бетонной смеси и его превращения в камень.

Структура затвердевшего тяжелого бетона представляет собой цементный камень с размещенными в нем зернами заполнителя, с множеством пор и пустот разных размеров и происхождения.

Пористость бетона

П. заполнителя=0

Пкапиллярнаяпористость цементного камня, открытые поры капилляры d 10-4 …10-3 мм, имеющие большую протяженность. Возникаютиз-заизбытка воды затворения: при виброуплотнение бетонной смеси избыточная вода отжимается наверх, пробивая в тесте капиллярные ходы7-15%

Пконтактная – возникает при виброуплотнение. Вода которая не смогла отжаться наверх, скапливается под зернами крупного заполнителя и образует поры полости. В результате снижается прочность.

Пконтракционная – поры цементного камня, волосовидные поры, трещины d 10-6 …10-5 мм, результат контракции цемента при твердении (уменьшении вяжущего)1,5-2,5%

Уменьшении контракции-добавлениемелкого заполнителя (песок). Можно полностью избавиться от конт. Если использовать безусадочные и расширяющие цементы.

П вовлеченного воздуха – это сферические поры в цементном камне d 10-3 …10-1 мм. Воздух вовлечен в б.с. при перемешивании при виброуплотнение частично удаляются 2- 6%

Чтобы уменьшить П в.в. производят виброуплотнение с вакуумированием. Чтобы увеличить П в.в. в состав б.с. вводят воздухововлекающие добавки СНВ (смола нейтрализованная воздухововлекающая).

49. Прочность бетона. Влияние активности цемента, водоцементного отношения и качества заполнителей на прочность бетона. Деление на классы.

Прочность зависит от нескольких факторов:

1.От его состава, какие компоненты и в каких количествах были взяты для приготовления бетонной смеси.

2.От условий твердений (температура)

3.От времени твердения

По прочности бетонам раньше назначались марки, а теперь классы. Класс устанавливается по проектным, нормированным прочности

Бетон конгломератного типа прочность зависит от прочности заполнителя, от прочности цементного камня, от прочности сцепления заполнителя с цементным камнем.

Бетон лучше сопротивляется сжатию, чем растяжению. Поэтому бетон используют в конструкциях, преимущественно работающих на сжатие, и основной характеристикой прочностных свойств бетона является его прочность при сжатии.

1. Прочность бетона при сжатии

Методика определения

Предел прочности бетона при сжатии определяют по результатам испытания образцовкубов, твердевших в нормальных условиях (температура 15-18ОС; относительная влажность воздуха95-100%) в течение 28 суток.За базовый образец принят куб с ребром 150 мм. Проводят статистическую обработку экспериментальных результатов и устанавливают класс.В-классбетона это условная величина, которая характеризует обеспеченность проектной прочности.

В=*(1 – t * V) =* 0.778

B м/с

7,5 9,8

20 26,2 60 78,6

Зависимость прочности бетона от состава

studfiles.net

Что такое портландцемент и его особенности - Статьи

Портландцемент - гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и в воздухе, получаемое путем совместного тонкого измельчения клинкера и необходимого количества гипса. Портландцементный клинкер - продукт спекания сырьевой смеси необходимого химического состава, обеспечивающего преобладание после обжига силикатов кальция. Основными сырьевыми материалами для получения портландцемента являются известняки и глинистые породы или их природные смеси - мергели. Применяют также разнообразные отходы промышленности: золы, шлаки, нефелиновый шлам и др.

Производство портландцемента складывается из двух стадий: получения клинкера и его измельчения с добавками. Основными технологическими операциями производства цементного клинкера являются: разработка и подготовка сырьевых материалов, включающие добычу, измельчение и при необходимости их сушку; получение однородной сырьевой смеси при совместном измельчении и смешении компонентов; обжиг сырьевой смеси РР спекания, обеспечивающего прохождение физико-химических ПРОЦЕССОВ клинкерообразования, и охлаждение.

Состав и свойства портландцемента. Свойства портладцемента зависят от состава и особенностей строения клинкера. Повышенное содержание в клинкере оксида кальция, связанного в минералы, позволяет получить цемент с высокой активностью и скоростью роста прочности во времени. Содержание свободного СаО в клинкере колеблется от 0 до 2%, обычно стремятся свести его до минимума за счет полного прохождения реакций клинкерообразования. Свободный оксид кальция, оставшийся в клинкере, вызывает неравномерность изменения объема и снижает прочность цементного камня. Оксид магния также отрицательно сказывается на свойствах цемента. Содержание МgО в портландцементе должно быть не более 5%. Вредное влияние свободных оксидов кальция и магния обусловлено их способностью к медленному гашению и развитию внутренних напряжений в затвердевших бетонах и растворах. Наиболее значительные по содержанию клинкерные минералы называют алитом и белитом. Алит - это твердый раствор трехк-альциевого силиката С38 и небольшого количества А12О3, МgО и др. Твердый раствор в данном случае является результатом внедрения указанных оксидов в кристаллическую решетку трехкальциевого силиката. Алит в значительной степени определяет свойства портландцемента, его высокую прочность и скорость роста ее во времени. Белит является вторым по содержанию клинкерным минералом и представляет собой твердый раствор бета-двухкальциевого силиката (Р-С25) и др. Он твердеет медленно, однако неуклонно наращивает прочность во времени. При просмотре клинкера под микроскопом четко различаются призматические кристаллы алита и округлые – белита. В состав находящегося между ними промежуточного вещества входят алюминатная и алюмоферритная фазы. Алюминаты в клинкере представлены трехкалыдиевым алюминатом быстросхватывающимся минералом, затвердевающим в первые сроки с большим тепловыделением. Алюмоферритная фаза представляет собой твердый растворразличных алюмоферритов и в большинстве клинкеров близка по составу к четырехкалыдиевому алюмоферриту. Для некоторых специальных видов портландцемента минералогический состав может не укладываться в указанные пределы. Повышение содержания минералов силикатов (особенно алита) улучшает прочностные и другие свойства цемента, однако затрудняет обжиг клинкера. При производстве цемента выбирают рациональные составы клинкера, обеспечивающие как высокое качество продукции, так и оптимальные условия работы вращающихся печей. Высокая тонкость измельчения цементного клинкера является Ю необходимым Условием проявления его вяжущих свойств. При просеивании цемента, через сито с сеткой № 008 должно проходить нежнее 85% массы пробы. Ряд свойств цемента и прежде всего прочность в ранние сроки твердения, пропорциональны удельной поверхности, которая для заводских цементов равна 2500-3500 см2/г при определении ее по скорости прохождения воздуха через слой цементного порошка. Истинная плотность портландцемента колеблется в диапазоне 3-3 2 г/см3. Насыпная плотность цемента зависит от степени уплотнения порошка: в рыхлом состоянии она составляет 960-1300, в уплотненном достигает 1600-840 кг/м3. Цемент, затворенный водой, образует пластичное цементное тесто. Водопотребность цементов оценивают количеством воды затворения в процентах массы цемента, необходимым для образования теста нормальной густоты. Понятие нормальной густоты является условным и определяется погружением в цементное тесто пестика прибора Вика (пестик не должен доходить на 5-7 мм до пластинки, на которой установлено кольцо, заполненное цементным тестом). Портландцемент характеризуется сравнительно невысокой водопотребностью. Нормальная густота его колеблется от 24 до 29%. Увеличивают водопотребность цемента повышенное содержание алюминатов, минеральные добавки осадочного происхождения (опока, трепел, диатомит и др.), большая тонкость измельчения, снижают - добавки-пластификаторы. Повышение водопотребности неблагоприятно отражается на свойствах цемента: прочности, усадочных деформациях, морозостойкости и др. Это объясняется увеличением избытка воды по сравнению с теоретически необходимым для его твердения и, как следствие, возрастанием пористости цементного камня. Первой стадией твердения цементного камня является схватывание. Весь период схватывания условно делится на начало и конец. Началом схватывания цементного теста считается время, пошедшее от момента затворения до того момента, когда игла прибора Вика не будет доходить до пластинки, на которой установлено кольцо, на 1 -2 мм. Концом схватывания считается время от начала затворения до момента, когда игла будет опускаться в тесто не более чем на 1 мм. Начало и конец схватывания цементов нормируются в пределах, удобных для изготовления растворов и бетонов. Начало схватывания Должно наступать не ранее чем через 60 мин, для цементов марок 300,400 и 500 и 45 мин для марок 550 и 600. Обычно оно наблюдается через 2-4 ч от момента затворения. Конец схватывания для цемента должен наступать не позднее 10 ч. Указанные требования обеспечивают за счет введения в портландцемент добавки гипса. Двуводный гипс замедляет схватывание портландцемента. Замедляющее действие гипса связано с образованием на поверхности зерен С3А (наиболее быстротвердеющей фазы цемента) защитных оболочек нового соединения - гидросульфоалюмината. Это соединение является продуктом взаимодействия гипса, трехкальциевого алюмината и воды. Добавки - регуляторы сроков схватывания цемента - разделяют на две группы: замедлители и ускорители. Замедлителями сроков схватывания портландцемента являются борная кислота, фосфаты и нитраты калия, натрия и аммония, которые увеличивают концентрацию ионов кальция в твердеющей системе, замедляющих процесс гидролиза С35. Замедляют схватывание цемента также органические поверхностно-активные вещества, адсорбирующиеся на частицах цемента и тормозящие гидратацию. Ускорить схватывание портландцемента можно введением добавок - электролитов, а также веществ, являющихся центрами кристаллизации гидратных новообразований. Так, ускорение схватывания добавкой СаС12 объясняется ее взаимодействием с алюминатными и ферритными фазами цемента с образованием гидрохлоралюмината кальция, а также поверхностной адсорбцией ионов, которая вызывает повышение растворимости клинкерных минералов. Равномерность изменения объема при стандартных испытаниях цемента оценивают визуально по деформации образцов - лепешек (диаметром 70-80 и толщиной 10 мм) из цементного теста нормальной густоты, подвергнутых кипячению после 24 ч твердения в нормальных влажностных условиях. Основной причиной неравномерного изменения объема цементного камня является гашение в нем свободных СаО и МдО (периклаза). В некоторых случаях такая неравномерность связана с образованием в уже затвердевшей структуре гидросульфоалюмината кальция при повышенной дозе добавки гипса. Основным показателем качества цемента является прочность, наибольшее значение имеет прочность при сжатии и изгибе. В зависимости от величины этих показателей установлены марки М300, М400, М500, М550, М600. Цементный завод должен определять активность цемента и при пропаривании в возрасте 1 сут. и указывать ее в паспорте на отгружаемый цемент. Для ориентировочного определения прочности цементов используются различные ускоренные методы. Прочность цементов находится в сложной зависимости от большого комплекса факторов. Одним из основных является состав цемента. На прочностные показатели цемента влияют не только содержание отдельных минералов, но и их микроструктура. В последние годы большое внимание отводится изучению легирующих добавок, повышающих прочность цемента. Прочность цемента, особенно в раннем возрасте, повышается с увеличением удельной поверхности и уменьшением предельного размера зерен. В высокопрочных быстротвердеющих цементах до 95% (по массе) представлено частицами не более 30 мкм при содержании зерен менее 5 мкм до 30%. Наряду с потенциальной активностью цемента, обусловленной его составом, структурой и дисперсностью, на прочность которую он проявляет в растворах и бетонах, существенно влияют условия хранения, использования и твердения.

Разновидности портландцементов. Различные условия службы бетонов и растворов в разнообразных средах и конструкциях обусловили необходимость производства широкого ассортимента различных видов цемента на основе портландцементного клинкера. Большая часть всего объема выпускаемого цемента приходится на портландцемент с минеральными добавками. Использование различных минеральных добавок приводит к экономии наиболее дорогостоящего и энергоемкого полуфабриката - портландцементного клинкера - и утилизации различных промышленных отходов. Этот цемент более водостойкий и коррозионностойкий, чем бездобавочный, имеет меньшее тепловыделение. Для производства высокопрочных морозостойких бетонов и в ряде других случаев применяют бездобавочный портландцемент или портландцемент, содержащий до 5% минеральных добавок. Все цементы, выпускаемые промышленностью, можно разделить на цементы общестроительного назначения и специальные цементы. Цементы общестроительного назначения изготавливают пяти типов: тип I - портландцемент (от 0 до 5% минеральных добавок) марок 300, 400, 500, 550, 600; тип II_ портландцемент с добавками (от 6 до 35% минеральных добавок) марок 300, 400, 500; тип III _ шлакопортландцемент (от 36 до 80% доменного гранулированного шлака) марок 300, 400, 500; тип IV _ пуццолановый цемент (от 21 до 55% минеральных добавок) марок 300,400,500; - тип V - композиционный цемент (от 36 до 80% минеральных добавок) марок 300, 400, 500. При нормировании прочности в 2-х суточном возрасте цементы относятся к быстротвердеющим. При условном обозначении указывают тип цемента и его марку. Вводят дополнительные обозначения для быстротвердеющего (Р), пластифицированного (Пл), гидрофобизированного цемента (Гф), а также цемента, полученного из клинкера с нормированным минералогическим составом (Н). Портландцемент I типа содержит 95-100% клинкера без учета добавки гипса, вводимого для регулирования сроков схватывания. В цемент I типа так же, как и других типов, можно вводить до 5% дополнительных добавок (для интенсификации помола, ускорители твердения, пластификаторы, другие регуляторы свойств цемента). Цемент I типа используется в основном для бетонов с высокой морозостойкостью (при строительстве цементобетонных покрытий дорог, изготовлении железобетонных труб, шпал, опор, линий электропередач и др.). Наиболее распространенными в строительстве являются портландцементы II типа. Их различают по виду добавки, указываемой при условном обозначении цемента: с добавкой шлака (Ш), пуццоланы (П), золы-уноса (3), известняка (И) и композиций добавок(К). Добавка известняка в отличие от активных минеральных добавок не взаимодействует с Са(ОН)2, но образует комплексные соединения гидрокарбоалюминаты и способствует кристаллизации гидратных "Ювообразований. Добавки пуццолан, в том числе и золы-уноса, а также известняка вводятся в портландцемент в количестве не более 0%. При этом содержание пуццолановых добавок осадочного происхождения не может превышать 10%. Цементы II типа со шлаковой или композиционной добавкой Дополнительно подразделяют на группы А и Б. Портландцемент группы А содержит 6-20% добавок, группы Б - 21-35%. При введении в композицию добавок пуццоланы или известняка их количество не может превышать 20%. Шлакопортландцементы (ШПЦ) и пуццолановые цементы (ППЦ) также изготавливают двух групп. В ШПЦ группы А вводят 35-65% доменного гранулированного шлака, группы Б-65-80%. Пуццолановые цементы группы А содержат 21-35% пуццолановой добавки, включая и золы-уноса, группы Б - 35-55%. В композиционные цементы (тип V) наряду с другими возможными минеральными добавками обязательно вводится доменный гранулированный шлак. Цементы этого типа группы А содержат 36-60% композиции добавок, группы Б - 61-80%. Добавка шлака в цементах группы А составляет 18-40%, группы Б - 41-60%. При необходимости в цементы всех типов могут быть введены пластифицирующие и гидрофобизирующие поверхностно-активные вещества (ПАВ) в количестве не более 0,3% от массы цемента в пересчете на сухое вещество добавки. Для интенсификации помола цемента разрешается вводить технологические добавки (каменный уголь, ПАВ), не ухудшающие качество цемента, в количестве не более 1%, в том числе органические - не более 0,15%. Ограничение предельного содержания таких добавок в цементе вызвано, как правило, их негативным влиянием на прочность при повышенных дозировках. Эффект влияния каменного угля как интенсификатора помола основан на его способности очищать мелющие тела мельниц и предупреждать агрегацию зерен цемента, добавок ПАВ - на т.н. «эффекте П.А. Ребиндера» способности адсорбироваться на микротрещинах материала при измельчении и уменьшать его прочность. Тонкость помола цементов всех типов должна быть такой, чтобы при просеивании их через сито № 008 проходило не менее 85% массы. Для портландцемента с добавкой шлака, используемого в бетонах для аэродромных и дорожных покрытий, нормируется удельная поверхность, которая должна быть не менее 280 м2/кг. Содержание МgО в клинкере для всех типов цемента должно быть не более 5%. По специальному разрешению при условии обеспечения равномерности изменения объема образцов при их испытании в автоклаве содержание МgО может быть доведено до 5-6%. Нормируется также содержание в цементах SО3, вносимого, в основном, добавкой гипса. Для всех типов портландцемента минимальное содержание SО3 должно быть не менее 1%, максимальное для цементов I, II, IV и V типов марок 300,400,400Р и 500 не более 3,5%, марок 500Р, 550 и 600, а также всех марок цемента III типа-4%. Вместе с сырьем в цемент могут попадать хлористые соли. Они оказывают коррозионное действие на арматуру в бетоне, на металлическое оборудование. Содержание хлоридов в цементах допускается не более 0,5 -1 % по массе, а в цементе, используемом для изготовления предварительно напряженных железобетонных конструкций, вообще не допускается. Ограничивается в количестве не более 0,6% также содержание щелочных оксидов в пересчете на Na2О в цементе, предназначенном для изготовления массивных тонных сооружений с использованием реакционно способных заполнителей. К цементам, применяемым в бетонах при возведении дорожных и аэродромных покрытий, изготовления железобетонных труб, шпал, мостовых конструкций, стояков опор высоковольтных линий электропередач, предъявляют ряд дополнительных требований, обусловленных технологическими требованиями и необходимостью обеспечить проектные свойства бетона. С этой целью применяют типа или II с нормированным минералогическим составом марок 400 и 500. Из минеральных добавок допускается введение лишь доменного шлака в количестве не более 15%. Начало схватывания цемента для бетона дорожных и аэродромных покрытий устанавливается не ранее 2 ч, для труб - не ранее 2 ч 15 мин. По договоренности между потребителем и изготовителе цемента возможны и другие сроки схватывания. Для производства бетона и в особенности сборных железо, бетонных элементов рациональным является применение быстротвердеющих и высокопрочных цементов, обеспечивающих ускоренный рост прочности изделий и снижение расхода вяжущего на 1 м3 бетона. Важнейшим следствием применения быстротвердеющих (БТЦ) и высокопрочных цементов (ВПЦ) является сокращение цикла тепловой обработки и температуры пропаривания, а в ряде случаев и переход на беспропарочную технологию изготовления изделий. На основе высокопрочных цементов возможно изготовление высокопрочных бетонов, позволяющих уменьшить массу конструкций и расход арматуры, перейти на большепролетные тонкостенные конструкции. К настоящему времени разработано четыре основных направления получения БТЦ и ВПЦ. 1. Последовательная оптимизация всех переделов производства цемента при строгой регламентации технологических параметров. 2. Модифицирование состава клинкерных минералов, их легирование путем введения в сырьевую смесь специальных добавок. 3. Введение в цемент специальных кристаллизационных затравок. 4. Синтез смешанных цементов, каждый из компонентов которых упрочняет элементы структуры гидратационного твердения остальных компонентов. Первые опытные партии БТЦ были выпущены в 30-х годах XX столетия под руководством В.Н. Юнга и СМ. Рояка. Для получения высокопрочных и быстротвердеющих цементов используют сырьевые смеси с максимальной реакционной способностью, зависящей от физико-химической природы сырьевых материалов, их химического состава и дисперсности. Повышенной реакционной способностью обладают «молодые» осадочные породы, материалы, имеющие стекловатую структуру, -золы, шлаки и т.п. Сырьевая шихта должна иметь минимальное содержание вредных примесей. Зерна кварца должны быть сосредоточены во фракциях с размером менее 15 мкм. При просеивании пробы шихты на сите № 02 остаток должен быть практически нулевым, на сите №008-2-3%. Напрягающие цементы - разновидность расширяющихся. Они имеют энергию расширения, достаточную для натяжения арматуры в железобетонных конструкциях. Их классифицируют на цементы с малой, средней и высокой энергией расширения. Напрягающие цементы выпускают как для условий тепловой обработки (НТЦ), так и для анормального твердения (НЦН). Напрягающий портландцемент получают путем тонкого измельчения 65-70% портландцементного клинкера, 16-20%, высокоглиноземистого шлака и 14-16% гипса. Начало схватывания наблюдается через 2-8 мин, конец - через 6-15 мин после затворения. Прочность образцов, твердеющих в воде в возрасте 1 сут, достигает 20-30 МПа, а при 28-суточном твердении - не менее 85 МПа. Затвердевшие образцы обладают полной водонепроницаемостью при давлении воды до 2,1 МПа. Разработана технология напрягающего цемента на основе сульфоалюминатного клинкера, содержащего в качестве основного минерала сульфоалюминат кальция (4СаО-ЗА12О3-Са5О4). Такой клинкер получают обжигом каолина или золы ТЭС в смеси с известняком и гипсом. Кроме рассмотренных выше цементов, на основе портландцементного клинкера изготавливают ряд других разновидностей - тампонажные, для асбестоцементных изделий и др.

Авторы: Л. И. Дворкин, О. Л. Дворкин

 

Также на сайте:

  • При помощи обращения в систему «М350» любой заказчик сможет купить бетон из Истры самовывозом имея объеме от 10 кубометров.
  • Все подробности про бетон класса в15 (стоимость, популярность, область использования и расположение отгружающих РБУ).
  • На каждую партию раствора Подольский бетонный завод выписывает паспорт качества.

m350.ru


Смотрите также