Пуццолановый цемент, производство и применение пуццоланового цемента. Пуццолановый цемент


Пуццолановый цемент

Для строительства объектов жилищного, промышленного, сельскохозяйственного назначения, работающих в условиях повышенной влажности, применяются различные виды пуццолановых цементов, состоящих из искусственного вяжущего вещества — клинкера с присоединением природных добавок. Рассмотрим основные преимущества, недостатки и способы использования этой смеси.

Состав, виды и сферы применения

Что такое цемент с пуццоланой? Ответ прост – это гидравлическое вяжущее вещество, вырабатываемое путём перемалывания клинкера (до 80%) с добавками высокой активности (до 40%), плюс незначительное количество алебастра (не более 3,5%).

Общий ежегодный выпуск такого цемента в России достиг 5 млн т. Природные добавки вулканического (пепел, пемза) и осадочного начала (трепел, опока), а также известь, обожжённая глина, доменный шлак в составе цемента разъясняют, что такое пуццолана. Количество этих веществ в данном соединении пропорционально их свойствам и составу. Чем выше активность добавки, тем ниже процент содержания её в изделии.

В зависимости от содержания ингредиентов производят следующие виды изделия:

  • пуццолановый;
  • известково-глинитный;
  • известково-зольный.

Пуццолановый цемент — это самый массовый из всех перечисленных материалов, применяемых в строительстве гидротехнических сооружений (шлюзы, каналы, порты), подземных коммуникаций (метро, туннели), устройстве подвалов, фундаментов и в других аналогичных местах, где есть взаимодействие с пресными и сульфатными водами.

Не следует использовать этот строительный материал из-за низкой воздухостойкости при монтаже надземных конструкций из бетона, находящихся в естественных условиях, которые могут привести к прекращению его твердения и породить оседание части сооружения.

Пуццолановый цемент имеет слабую устойчивость к попеременному воздействию оттаивания и замораживания, высыхания и увлажнения, что ограничивает сферу его применения.

Не рекомендуется готовить бетонную смесь из этого цемента при температуре от 0° C и ниже вследствие низкой морозостойкости.

Технические показатели

По ГОСТ 31108–2003 пуццолановый портландцемент имеет следующие характеристики, приведённые в таблице:

Наименование свойств

Количество

Примечание

1

Активных добавок (%)

20–40

 

2

Плотность (г/см³)

2,7–2,9

 

3

Срок хранения (месяц)

6

В сухом помещении

4

Прочность на сжатие (МПа)

42,5–62,5

По истечении 28 суток

5

Время схватывания начало /конец (час:мин)

0:45/12:00

 

6

Прочность на изгиб (МПа)

6,8

После 28 суток

7

Густота цементного теста (%)

28–35

 

8

Объёмный вес (кг/м³)

800–1000

В рыхлом состоянии

9

Удельный вес (кгс/м³)

2,7–2,9

 

10

Объёмный вес (кг/м³)

1200–1600

В уплотнённом виде

11

Тонкость помола на сите №008 (%)

До 10

 

Достоинства и недостатки

Пуццолановые цементы отличаются рядом преимуществ перед обычными строительными смесями:

  1. высоким уровнем соединения с металлической арматурой в железобетонных конструкциях;
  2. отсутствием большого количества трещин в готовых изделиях;
  3. долговечностью сооружений, построенных с их применением;
  4. выходом большего количества раствора, бетона;
  5. лёгкостью обработки и получением более гладкой поверхности изделий;
  6. устойчивостью к пресным и минерализованным водам при уплотнении;
  7. быстрым схватыванием;
  8. превышает прочность обычного бетона при автоклавном изготовлении конструкций;
  9. себестоимость массового производства значительно ниже.

Недостатками такого цемента являются:

  • низкая воздухостойкость;
  • большие потребности в воде во время приготовления растворов;
  • меньшие сроки хранения, а как следствие – понижение прочностных характеристик;
  • слабая устойчивость к воздействию низких температур и перепадам влажности.

Подведём итоги. Пуццолановые цементы, несмотря на мелкие недостатки, имеют значительные преимущества, которые делают их незаменимыми при строительстве гидротехнических, подземных, иных конструкций, требующих высокой прочности и противодействия повышенной влажности.

www.hugebuilding.ru

Известково-пуццолановый цемент: производство и применение

Пуццолановый цемент представляет собой материал порошкообразного вида с вяжущими свойствами, в его основе присутствует клинкер с различными добавками. Масса приобретает пластичную структуру при контакте с водой и застывает при высыхании.

Производство

На специализированных заводах изготавливается известково-пуццолановый цемент, производство которого требует наличия технологического полного цикла. Отличие таких объектов промышленности заключается в том, что они имеют отделение для помола, используемое для измельчения и высушивания добавок. Выступают в роли них минеральные натуральные вещества – глиеж, диатомит, также возможно применение побочной продукции энергетического производства.

Содержится множество дополнительных веществ в таком материале, как пуццолановый цемент. Состав и соотношение ингредиентов оказывают влияние на эксплуатационные характеристики. Для изменения периода застывания во время помола добавляется гипс, при этом его количество не должно быть более 3% от всей массы.

Структура

Общий помол, являющийся самой популярной методикой изготовления известково-пуццоланового цемента, имеет отличительную особенность в виде размола клинкера вместе с гипсом и минеральными активными элементами в многокамерной специальной мельнице. Перед этим ингредиенты дробятся и доводятся до требуемого уровня влажности в сушильном барабане. Стоит отметить, что увеличение долевого соотношения добавок способствует уменьшению себестоимости материала.

Известково-пуццолановый цемент имеет процесс затвердевания, чувствительный к температурным перепадам. При температуре до 14 градусов смесь отличается более медленным застыванием. Процесс практически останавливается, если окружающая температура составляет 5 градусов. Из-за этого существенно усложняется использование материала в холодное время года на открытом пространстве.

При этом пуццолановый цемент схватывается намного быстрее при больших значениях температур и даже превышает показатели привычного портландцемента. Для увеличения эксплуатационных характеристик изготовленных элементов они могут подвергаться дополнительной тепловой обработке при температуре в пределах 80-90 градусов.

Достоинства и недостатки

Пуццолановый цемент, свойства которого позволяют формировать при застывании такие вещества, как гидроалюминат кальция и гидросиликат, отличающиеся меньшим действием, чем те, которые образуются в обычном цементе, обеспечивает большую устойчивость к влиянию минерализованных и пресных вод. Среди достоинств стоит отметить следующее:

  • пуццолановый цемент характеризуется образованием меньшего количества трещин;
  • высокий уровень адгезии с железобетонными арматурными элементами;
  • легкая обработка;
  • отличные связующие характеристики;
  • пуццолановая смесь формирует большее количество бетона или раствора при одинаковом расходе данного материала и смесей других типов.

Но не обошлось и без недостатков:

  • необходимость использования большего количества воды для затворения;
  • продолжительное хранение уменьшает активность содержащихся веществ.

Что нужно знать

Без цемента не обходится ни один строительный объект, при этом Россия занимает лидирующие позиции по изготовлению данного материала. Любые его разновидности по своему химическому структурообразованию относятся к категории силикатов, при этом в составе присутствует добавка в виде двуокиси кремния. В качестве основы цемента выступает клинкер, который состоит из извести и глины, прошедших обжиг. Инфузорная земля выступает в роли примеси. Образуемая во время производства и использования цементная пыль при продолжительном воздействии вызывает развитие бронхита и в редких случаях – пневмокониоза, при условии превышения уровня двуокиси кремния, которую содержит пуццолановый цемент.

Силикоз является тяжелой формой пневмокониоза и приобрел наибольшее распространение во время активного развития машиностроения и горнодобывающей промышленности в связи с тем, что на рабочий состав воздействует большое количество кварцевой пыли. Данное заболевание чаще всего встречается у людей, имеющих отношение к обработке гранита, разработке туннелей, изготовлению керамических и огнеупорных составов.

Другие способы производства

Пуццолановый цемент, свойства которого также зависят от технологического процесса, может изготавливаться не только на заводах, но и на самих строительных объектах при помощи помольно-сушильных установок. В них просушиваются минеральные добавки, перемалываются и смешиваются с основной массой, также возможно одновременное измельчение всех ингредиентов. Благодаря этому снижается транспортная загруженность, перевозится только клинкер, а сами минеральные элементы добываются в регионе строительства. Среди преимуществ такой методики стоит отметить возможность изменения состава свежеизготовленного материала при помощи наполнителей. Но использование специализированных установок оправдано только на крупных объемах строительства.

Пуццолановый цемент: применение

Наибольшее распространение материал приобрел в создании железобетонных и бетонных объектов подземного и подводного назначения, которые взаимодействуют с сульфатными и пресными водами. Возможно использование для растворов и конструкционных элементов, окружающие условия которых отличаются высоким уровнем влажности. Также распространено применение в гидротехнических постройках в составе внутримассивного бетона.

Использование в бетонных наземных строениях ограничено из-за низких характеристик морозостойкости, в особенности при условии воздушного застывания. Это обосновано быстрым высыханием, которое способно остановить процесс застывания и привести к существенной усадке. Также нежелательно создание элементов конструкций из пуццоланового цемента, если они будут эксплуатироваться в условиях периодического оттаивания и замораживания, пересыхания и увлажнения.

Прочность

Пуццолановый цемент, состав, свойства, применение которого обеспечивают отличительную прочность готовых элементов, долговечен, это вызвано количеством образуемого гидросиликата кальция. Для материала характерно длительное увеличение прочности из-за уменьшения общей массы чистого цемента, все дело во вводимых добавочных ингредиентах. Ускорение твердения отмечается при взаимодействии гидрата кальциевой окиси и активного кремнезема, в результате материал приобретает прочность, аналогичную другим цементным растворам. Поэтому требуется более продолжительное нахождение во влажной среде.

Водопотребность

Пуццолановый цемент, основу которого составляют диатомиты и трепелы, характеризуется увеличенной водопотребностью, приводящей к замедлению сроков наступления окончательного затвердевания. Для формирования цементного теста необходимое количество жидкости также увеличивается в зависимости от используемых минеральных активных элементов. Ее снижение отмечается при наличии в составе добавок туфа и трасса.

Увеличение водопотребности нежелательно потому, что оно способствует большему расходу цемента данного вида по сравнению с другими. Добавление золы уноса не меняет количество необходимой жидкости для затворения. Она может смешиваться как с бетонной смесью, так и с самим цементом. При этом качество материала не снижается, даже если золой будет заменена его часть.

fb.ru

Пуццолановый цемент, производство и применение пуццоланового цемента.

Пуццолановым цементом называется  гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и во влажных условиях, получаемое путем совместного помола цементного клинкера с активной минеральной добавкой или тщательным смешением в сухом виде тех же раздельно измельченных материалов.

Весовое содержание добавок зависит от их состава и свойств. Содержание добавок осадочного происхождения составляет 20-35%, добавок вулканического происхождения обожженной глины, глиежа и топливной золы 25-40%. Устанавливая оптимальное соотношение между цементным клинкером и активной минеральной добавкой, приходится также учитывать и минералогический состав клинкера. При помоле пуццоланового цемента добавляют гипс в количестве, необходимом для регулирования сроков схватывания, с тем, однако, чтобы содержание SO3 в пуццолановом цементе не превышало 3,5%.

Производство пуццоланового цемента по наиболее распространенному способу - совместному помолу - отличается от производства цемента тем, что клинкер, выходящий из печи, размалывается в  многокамерной мельнице вместе с активной минеральной добавкой и гипсом. До помола добавку дробят и сушат в сушильном барабане, гипс же только дробят. Поскольку расходы по получению клинкера выше, чем расходы по дроблению и сушке добавки, себестоимость пуццоланового цемента ниже себестоимости цемента. С увеличением количества вводимой добавки себестоимость уменьшается.

Требуемое количество добавки зависит от активности: чем она выше, тем меньше ее вводится в пуццолановый цемент. Хотя мaлоактивныe дешевые добавки вводимые в большем количестве (чем активные), понижают стоимость цемента, все же нет оснований считать эти добавки более выгодными. Даже при оптимальных дозировках они дают пуццолановый цемент меньшей прочности, чем более активные добавки, так как содержат сравнительно больше инертных составляющих.

Пуццолановый цемент можно изготовлять не только на заводах, но и непосредственно на стройках, в специальных сушильно-помольных установках, где активная минеральная добавка высушивается, размалывается и смешивается с цементом или осуществляется совместный помол клинкера с предварительно высушенной добавкой. При этом транспортируется только клинкер, так как перевозить его удобнее, чем измолотый цемент; кроме того, уменьшается загрузка транспорта, так как добавка является местным материалом. Наряду с этим, на стройках получают свежеизготовленныЙ пуццолановый цемент, состав которого можно изменять, вводя в него наполнители. Однако строительство помольных установок может оказываться рентабельным только на очень крупных стройках.

В других случаях можно применять предложенную С. В. Шестоперовым мокрую пуццоланизацию цемента, при которой активная минеральная добавка в смеси с водой вводится в виде водной суспензии в бетономешалку в процессе изготовления бетонной смеси. Это возможно лишь при легко распускающихся в воде добавках, какими являются многие виды трепелов и диатомитов. Мокрая присадка гидравлических добавок была впервые применена на строительстве канала имени Москвы. Наряду с мокрой возможна и сухая присадка в бетономешалку тонкоизмолотой добавки. Однако в этом случае она хуже смешивается с цементом.

Требования стандарта к тонкости помола такие же, что и для цемента, остаток на сите №008 не должен превышать 15%. Однако целесообразно размалывать пуццолановый цемент возможно более тонко, так как при этом увеличивается поверхность взаимодействия между реагирующими компонентами, что ведет к ускорению твердения. Весьма эффективен, особенно при использовании мягких добавок, двухступенчатый помол, при которого вначале измельчают цементный клинкер с гипсом до обычной или несколько меньшей удельной поверхности, а затем в мельницу подают активную минеральную добавку, и всю смесь измельчают до заданной тонкости помола. При совместном помоле, когда в мельницу одновременно загружают клинкер, добавку и гипс, добавка размалывается в первую очередь, и она оказывается измельченной более тонко, чем цементным клинкер, что понижает свойства пуццоланового цемента.

При твердении пуццоланового цемента вначале взаимодействуют с водой цементные частицы, образуя гидрат окиси кальция, двухкальциевый гидросиликат С2SН2 и высокоосновные гидроалюминаты и гидроферриты кальция. Наличие активной минеральной добавки ускоряет гидратацию и гидролиз цементной части пуццоланового цемента. Вслед за этим активная составляющая добавок вступает во взаимодействие с продуктами гидратации цемента, в первую очередь с гидратом окиси кальция. Это вызывает постепенное уменьшение концентрации извести в жидкой фазе твердеющей системы, в результате чего двухкальциевый гидросиликат переходит в однокальциевый - CSH (В), а высокоосновные гидроалюминаты - в менее основные. При взаимодействии гидроалюминатов и активного Si02 возможно образование сульфатостойких гидрогранатов типа 3СаО*Аl2О3* xSi02(6-2х) Н2О, которые значительно быстрее возникают при автоклавном твердении.

Пуццолановые цементы, при твердении которых связывается гидрат окиси кальция и образуются менее основные гидросиликаты и гидроалюминаты кальция, чем при твердении цемента, значительно более стойки по отношению к выщелачиванию пресной водой и к воздействию минерализованых вод.

Некоторые активные минеральные добавки, например обожженная глина, содержат довольно много активного глинозема, который при взаимодействии с гидратом окиси кальция образует в процессе твердения значительное количество гидроалюмината кальция, способствующего образованию дополнительного количества гидросульфоалюмината кальция при сульфатной коррозии. Поэтому пуццолановый цемент на основе обожженной глины в течение длительного времени рекомендовали лишь для сооружений, подверженных воздействию пресных вод.

Однако работы И. С. Канцепольского показали, что если каолинитовые и полиминеральные глины обжигать при температуре перехода аморфного глинозема в кристаллическое состояние (900-1000 °C), то при таком обжиге глинозем теряет свою химическую активность, а кремнезем в определенной степени сохраняет ее. Таким образом, обожженные глины повышают сульфатостойкость цемента. Сульфатостойкий цемент получается в этом случае при повышенных дозировках высокообожженных глин (30% и выше). На этой основе в Средней Азии выпускается глиеж-цемент, стойкий как в пресных, так и в минерализованных водах. Растворимого глинозема в глиеже должно быть не более 3%.

При взаимодействии с водой и гидратом окиси кальция, образующегося при твердении цемента, отдельные зерна измельченной добавки увеличиваются в объеме (набухают). Это вызывает уплотнение раствора или бетона. Уплотнение увеличивает также водо- и солестойкость пуццоланового цемента, так как затрудняет проникновение агрессивных вод внутрь бетонного массива и препятствует разрушению бетона. Поэтому при определении активности минеральной добавки необходимо устанавливать степень ее набухания в известковой воде.

Объемный вес пуццоланового (трепельного) цемента в рыхлом состоянии 800-1000 кг/м3, а в уплотненном 1200-1600 кг/м3. Удельный вес его - 2,7-2,9. Следовательно, как объемный, так и удельный вес пуццоланового цемента ниже, чем у цемента. Поэтому выход теста из пуццоланового цемента больше, чем из цемента. При одном и том же весовом количестве вяжущего вещества из пуццоланового цемента получается более плотный и водонепроницаемый бетон, так как объем этого количества пуццоланового цемента больше объема цемента.

Пуццолановый цемент твердеет медленнее, чем цемент. При стандартных испытаниях в трамбованных образцах из раствора жесткой консистенции впервые сроки он обладает меньшей прочностью, чем цемент, из которого он изготовлен. Однако в дальнейшем пуццолановый цемент догоняет и даже перегоняет его порочности, причем чем активнее добавка, тем в более короткий срок это происходит.

Более высокая конечная прочность пуццоланового цемента объясняется тем, что общее количество гидросиликата кальция, образующегося в пуццолановом цементе, больше, чем в цементе. Медленное нарастание прочности пуццоланового цемента впервые сроки вызывается тем, что вводимая добавка как бы разбавляет цементный раствор, уменьшает количество чистого цемента. Однако, как только значительное количество активного кремнезема добавки вступит во взаимодействие с выделяющимся гидратом окиси кальция, твердение значительно ускоряется и прочность растворов из пуццоланового цемента становится такой же, как и у растворов из цемента. Поэтому растворы и бетоны на пуццолановом цементе должны находиться во влажной среде более продолжительное время, чем изделия из цемента.

Замедление твердения вызывается также большей водопотребностью пуццолановых цементов, особенно изготовляемых на основе трепелов и диатомитов. Введение активных минеральных добавок увеличивает количество воды, необходимое для получения цементного теста нормальной густоты примерно с 25 до 30-40% и выше. Соответственно повышается и нормальная густота раствора с песком 1:3. При использовании в качестве добавок трасса или туфа водопотребность пуццоланового цемента несколько меньше, но все же превышает водопотре6ность цемента.

Повышенный расход воды и ряд других причин вызывают необходимость увеличивать расход пуццоланового цемента на 1м3 бетона на 15-20% по сравнению с цементом той же марки. Вид используемой добавки влияет на свойства пуццоланового цемента. Поэтому, чтобы иметь более точное представление о свойствах данного вяжущего, вместо обобщенного названия «пуццолановый цемент» целесообразнее применять частные названия: трепельный цемент, трассовый и т. д.

Не повышает водопотребности бетонной смеси добавка золы уноса, которую можно вводить в состав, как цемента, так и бетонной смеси. Замена золой части цемента позволяет уменьшить его расход, практически не ухудшая качества бетона.

При испытании стандартных трамбованных образцов из растворов жесткой консистенции отставание пуццоланового цемента по прочности наблюдается лишь в течение очень краткого времени, так как сказывается высокая уплотняющая способность гидравлических добавок и больший выход цементного теста.

При испытании в образцах из растворов пластичной консистенции, т. е. в условиях, более близких к практическим, скорость нарастания прочности пуццоланового цемента замедляется больше и в большинстве случаев даже в отдаленные сроки она не достигает прочности цемента.

Твердение пуццоланового цемента можно ускорить, применяя ряд мероприятий, в частности используя более активные добавки, клинкер с повышенным содержанием трехкальцииевого силиката и трехкальциевого алюмината, которые весьма быстро гидратируются. Ускоряют твердение также более тонкий помол пуццоланового цемента, увеличение в известных пределах дозировки гипса, а также добавка хлористого кальция.

Марки пуццоланового цемента по ГОСТ 970-61: 300, 400, 500 и 600. Они соответствуют пределу прочности при сжатии через 28 суток образцов из раствора жесткой консистенции в кг/см2. Намечаемый к введению ГОСТ 10178-62 предусматривает марки 200, 250, 300, 400 и 450 при испытании в образцах из раствора пластичной консистенции. Предел прочности при изгибе должен быть соответственно не менее: 35, 40, 50, 60 и 65 кг/см2.

При твердении пуцоланового цемента вследствие более медленного течения этого процесса выделяется меньше тепла, чем при твердении цемента. Однако снижение тепловыделения не пропорционально содержанию добавки (оно меньше), что объясняется ускорением гидратации цементных зерен.

Стандарт предусматривает такие же сроки схватывания для пуццоланового цемента, как и для цемента: начало схватывания должно наступать не ранее 45 мин, а конец не позднее 12 ч. Пуццолановый цемент должен обнаруживать равномерность изменения объема при испытании кипячением и в парах воды.

Водоотделение пуццолановых цементов меньше, чем у цемента, при твердых добавках (трасс, туф и др.) оно мало отличается от водоотделения цемента. Усадка и набухание пуццоланового цемента, при твердении на воздухе и в воде, более высокие, чем у цемента, причем наибольшую усадку и набухание дают пуццолановые цементы на основе добавок осадочного происхождения.

Пуццолановый цемент уступает цементу по воздухостойкости. При достаточно длительном твердении во влажных условиях в первые сроки он не обнаруживает обычно при дальнейшем твердении на воздухе снижения прочности. Однако прирост прочности в этом случае значительно меньше, чем при хранении в воде.

Применять пуццолановый цемент при пониженных температурах нецелесообразно, так как при этом сильно замедляется и без того медленное твердение этого цемента. Наоборот повышенная температура в сочетании с влажной средой дает благоприятные результаты. Поэтому ускорение твердения пуццоланового цемента путем водотепловой обработки дает относительно больший эффект, чем для цемента. Пуццолановый цемент обнаруживает меньшую морозостойкость чем цемент.

Прочность пуццоланового цемента при длительном хранении (на складах) понижается быстрее, чем прочность цемента вследствие большей гигроскопичности активных минеральных добавок. Они поглощают влагу из воздуха, а это вызывает гидратацию некоторой части пуццоланового цемента.

Для повышения сульфатостойкости пуццолановый цемент изготовляют из клинкера с пониженным содержанием трехкальциевого алюмината (не более 8%.). Такой продукт  носит название сульфатостойкого пуццоланового цемента. Содержание С3S в нем не должно превышать 50%.

Пуццолановый цемент применяют для подводных и подземных бетонных и железобетонных конструкций, подвергающихся действию пресных и сульфатных вод. Его можно использовать и для конструкций, а также строительных растворов, находящихся в условиях повышенной влажности. Его применяют также для внутримассивного бетона гидротехнических сооружений. Вследствие пониженной морозо- и воздухостойкости этот цемент не рекомендуется использовать в наземных бетонных и железобетонных конструкциях в условиях воздушного твердения. Наблюдающееся при этом быстрое высыхание может приостановить твердение и вызвать значительную усадку цемента. Не рекомендуется также применять пуццолановый цемент для тех частей сооружений, которые находятся на переменном уровне воды в условиях попеременного увлажнения и высыхания, замораживания и оттаивания.

www.voscem.ru

Пуццолановый цемент: состав, применение, производители

Пуццолановый цемент – это одна из самых древних разновидностей строительного материала. История возникновения цемента этого типа уходит во времена Древнего Рима и Древней Греции. Именно тогда древние строители, добавляя в известь, измельченную вулканическую породу «пуццолану», научились изготавливать вяжущее отличающееся высокой прочностью и влагостойкостью.

СодержаниеСвернуть

Технология получения

Современный пуццолановый цемент объединяет в себе группу цементов специального назначения, в составе которых содержится не менее 35% активных присадок. В частности, в состав единицы массы цемента пуццоланового (ГОСТ 31108-2003), входят следующие компоненты:

  • Портландцементный клинкер: 65-80%.
  • Активные добавки (пуццолана, зола уноса, обожженный сланец, микрокремнезем): 20-35%.
  • Вспомогательные присадки: 0-5%.

Самый востребованный и распространенный вид пуццоланового цемента – это пуццолановый портландцемент, который изготавливают на цементных заводах полного цикла. Основные «потребительские» свойства пуццоланового цемента:

  • Пуццолановый цемент светлее, чем обычный портландцемент общего применения.
  • Бетон на основе связующего этого вида выделяет меньше тепла при схватывании и твердении. Актуально при возведении массивных сооружений в теплое время года.
  • Повышенная сульфатостойкость и повышенная водонепроницаемость.
  • Низкая себестоимость производства относительно портландцемента общего применения.
  • Высокая стойкость к образованию трещин.

Физико-механические свойства бетона на основе самого востребованного пуццоланового цемента ЦЕМ II / А-П 42,5Н, регламентированные требованиями ГОСТ 31108-2003:

  • Прочность на сжатие в «возрасте» 28 суток: 42,5-62,0 МПа (425-620 кгс/см2).
  • Прочность на изгиб: 6,8 МПа (68 кгс/см2).
  • Схватывание: начало не ранее 1 часа после затворения, окончание через 4,5 часа после затворения.

Технологическая схема производства пуццоланового цемента стандартная. Суть процесса заключается в отдельном изготовлении клинкера портландцемента и отдельном производстве (сушке) комплекса минеральных присадок.

Далее клинкер и присадки подвергаются совместному помолу в многокамерных шаровых грохотах. Раздельный помол клинкера и добавок с последующим смешиванием, используются редко, когда требуется большой расход цемента. В основном непосредственно на строительных площадках при возведении масштабных объектов – крупных гидротехнических сооружений.

Где применяют пуццолановый цемент

Высокая сульфатостойкость и высокая водостойкость являются определяющими факторами области применения цемента этого вида:

  • Строительство подводных и подземных элементов гидротехнических сооружений работающих в условиях отмывания морской и пресной воды: судоремонтные доки, защитные молы, плотины, шлюзы и набережные.
  • Инженерные сети: канализационные и водопроводные сооружения.
  • Строительство тоннелей, стволов шахт, подземных емкостей.
  • Возведение оросительных и осушительных конструкций на солончаковых и заболоченных грунтах.
  • Строительство монолитных или сборных фундаментов жилых и промышленных зданий в условиях воздействия грунтовых вод содержащих высокий уровень вредных примесей.
  • Производство ЖБИ использующее технологию пропаривания.

Производители пуццоланового цемента

На производстве пуццоланового портландцемента вследствие ограниченности и «специальности» его применения специализируется ограниченный круг отечественных и зарубежных цементных заводов в числе которых:

  • Компания ОАО «Новоросцемент».
  • Завод ЗАО “КАВКАЗЦЕМЕНТ”
  • ОАО «ВЕРХНЕБАКАНСКИЙ ЦЕМЕНТНЫЙ ЗАВОД».
  • ОАО «КРАСНОСЕЛЬСКСТРОЙМАТЕРИАЛЫ» (Республика Беларусь).
  • ОАО «БЕЛОРУССКИЙ ЦЕМЕНТНЫЙ ЗАВОД» (Республика Беларусь).

В завышении повествования следует отметить, что пуццолановый цемент следует использовать в усилиях повышенной влажности среды. Имеется ввиду обеспечение повышенной влажности, в которой раствор цемента набирает свою марочную прочность. В противном случае технические характеристики конструкций изготовленных на основе связующего этого вида не будут отвечать требованиям ГОСТа и прочим основном потребительским качествам.

cementim.ru

Пуццолановые цементы

Такие цементы получаются методом совместного помола портландцементного клинкера или извести и активными минеральными добавками, а также после измельчения каждого компонента тщательным их смешиванием.

Вещества, смешиваемые в тонкоизмельченном состоянии с воздушной известью и способствующие продолжению ее твердения в воде после изначального твердения на воздухе, называются активными минеральными добавками. Эти добавки бывают природными и искусственными.

Природные добавки — это разнообразные горные породы вулканического и осадочного происхождения. Породы вулканического происхождения: туфы, пемзы, пеплы трассы. Осадочные породы: трепелы, диатомиты, глиежи и опоки.

В качестве искусственных активных добавок нашли свое применение:

  • Сиштофы (кремнеземистые отходы), это сырьевые отходы, полученные в процессе производства сернокислого алюминия методом извлечения из глины глинозема. Они в большом количестве содержат кремнезем, и поэтому такая добавка будет активна если она не загрязнена примесями.
  • Глиниты — обожженные глины при температуре 600–800°С.
  • Топливные шлаки и золы, образующиеся при сжигании определенных видов топлива, содержащих в минеральной части своего состава кислотные окислы.
  • Гранулированные доменные шлаки.

Активные минеральные добавки, будучи тонко измельченными и смешанными с водой, без извести не твердеют, исключая гранулированные доменные шлаки.

Добавленные к портландцементу, они повышают его стойкость к воздействию минерализованных и пресных вод. Глинозем, который входит в состав этих добавок, в присутствии воды взаимодействует с известью, благодаря чему образуется гидроалюминат кальция, обладающий гидравлическими свойствами.

Полученное гидравлическое вяжущее вещество способом измельчения портландцементного клинкера совместно с активными минеральными добавками, называется пуццолановым портландцементом.

В зависимости от активной кислой добавки и от состава клинкера, такие материалы добавляются в различных пропорциях. При более активной добавке, в составе продукта ее должно содержаться меньше. Менее активная добавка будет меньше связывать гидрата окиси кальция, в связи с чем ее вводят в большем количестве. Общее количество активных минеральных добавок, вводимых в состав портландцемента, составляет от 20-ти до 40%.

Пуццолановый портландцемент твердеет медленней чем обычный портландцемент. Прочность этого цемента нарастает постепенно, медленно, особенно на начальном этапе набора крепости. Но к 28-му дню его прочность равна прочности портландцемента.

Процесс твердения пуццоланового портландцемента сопровождается гидратацией минералов портландцементного клинкера и взаимодействие содержащегося кремнезема в добавке с гидроокисью кальция, который выделяется при затвердевании портландцемента. Известь при этом связывается в гидросиликат кальция, малорастворимый в воде, поэтому пуццолановый портландцемент хорошо себя зарекомендовал в проточных и пресных водах.

При необходимости, сульфатостойкий пуццолановый портландцемент можно получать из клинкера, содержащего не более 8% трехкальциевого алюмината.

Пуццолановые портландцементы находят широкое применение в массивных сооружениях, так как при затвердевании они тепла выделяют меньше чем портландцемент. Их применяют с обычным портландцементом для изготовления железобетонных конструкций. Используют такой цемент в основном для канализационных, гидротехнических и водопроводных сооружений.

Хранится и транспортируется пуццолановый портландцемент так же как и обыкновенный, но при длительном хранении в заводских силосах или на складах его прочность снижается быстрее, чем у обыкновенного портландцемента.

Способом совместного помола извести с активной минеральной добавкой получают известково-пуццолановые цементы. Для этого используется известь гидратная (пушенка) и негашеная. Что бы регулировать срок схватывания, при помоле добавляют до 5% гипса.

Известково-пуццолановый цемент нашел применение при приготовлении бетона невысокой прочности. Такие цементы при хранении на складах быстро теряют активность, вследствие чего их необходимо использовать как можно быстрее.

st-cement.ru

Известково-пуццолановый цемент, производство и применение известково-пуццоланового цемента.

Известково-пуццолановым цементом называется гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем совместного помола высушенных активных минеральных добавок с известью (негашеной, гашеной - пушонкой или гидравлической) или тщательным смешением в сухом виде тех же раздельно измельченных материалов.

Обычно весовое содержание извести в известково-пуццолановом цементе колеблется от 10 до 30%. Наилучшую (оптимальную) дозировку извести и добавки устанавливают опытным путем в зависимости от прочности изготовленных растворов. Для повышения воздухостойкости содержание извести в известково-пуццолановом цементе увеличивают до 50% и более. При изготовлении известково-пуццолановых цементов для регулирования их свойств добавляют гипс (не более 5% от веса всей смеси). В данном случае гипс ускоряет схватывание и твердение. Для улучшения свойств известково-пуццолановых цементов к ним добавляют портландцемент и некоторые другие вещества.

К известково-пуццолановым обычно относят цементы, изготовленные из смеси извести с активными минеральными добавками вулканического происхождения (трасс, пепел, пемза и др.), или с гидравлическими добавками осадочного происхождения (трепел, опока, диатомит), или с активными кремнеземистыми отходами.

Производство всех видов известково-пуццолановых цементов и других вяжущих, получаемых из смеси извести и активных минеральных добавок (известково-шлаковый, известково-зольный цемент и др.) в основном одинаково и сводится к следующим операциям: дроблению и сушке добавки, дроблению гипса, дроблению или гашению в пушонку извести и совместному помолу всех трех компонентов в шаровой мельнице. Совместный помол дает лучшие результаты, чем раздельный помол всех материалов с последующим их смешением, так как обеспечивает более тесное смешивание и получение однородной смеси.

Гашеную известь-пушонку необходимо применять в сухом виде, поскольку влажные материалы налипают на мелющие шары и стенки мельницы. Это сильно уменьшает производительность установки, а при известном предельном содержании влаги делает невозможным совместный помол извести и добавки. Приготовление же сухой пушонки несколько усложняет производство. Если же применять в качестве исходного материала известь-кипелку, то все эти явления устраняются, так как кипелка реагирует с влагой, которая может оставаться в недостаточно высушенных добавках.

Твердение известково-пуццолановых цементов при затворении водой основано на взаимодействии извести с аморфным кремнеземом добавки, в результате чего образуется гидроосиликат кальция: xCaO+Si02+nh30=xCaO*Si02*nН2О. Возникающий в гелеобразном состоянии гидросиликат с течением времени уплотняется, затвердевает и связывает отдельные зерна мелких и крупных заполнителей в растворе и бетоне. В начале известь адсорбируется на поверхности активного кремнезема добавки, а затем она вступает с ним в химическое взаимодействие.

В системе СаО - Si02 - Н2О в зависимости от температуры среды, дозировки извести, вида исходных материалов и длительности взаимодействия могут образовываться различные гидросиликаты кальция, отличающиеся по составу (по основности, т. е. по соотношению СаО*Si02, и по гидратности, т. е. по количеству молекул связанной воды, приходящихся на одну молекулу Si02), по структуре (гелеобразное или кристаллическое вещество), а следовательно, и по вяжущим свойствам.

В процессе твердения известково-пуццолановых цементов в условиях обычных температур образуется однокальциевый гидросиликат типа CSH (В). При большом содержании извести возможно образование и двухкальциевого гидросиликата C2Sh3. Этот гидросиликат, как уже указывалось, устойчив лишь при наличии в окружающей среде насыщенного раствора извести. Если же концентрация извести в окружающем растворе уменьшается (это происходит при твердении известковых цементов по мере связывания извести), то двухкальциевый гидросиликат разлагается с образованием однокальциевого гидросиликата и извести. Выделившаяся известь вступает в реакцию с новыми порциями кремнезема, образуя гидросиликат кальция.

В твердеющем известково-пуццолановом цементе гидросиликаты представляют собой гелеобразное вещество, в котором под электронным микроскопом при очень большом увеличении удается различить микрокристаллическую спутанно-волокнистую массу. С течением времени возникшие новообразования уплотняются и частично кристаллизуются.

В некоторых активных минеральных добавках наряду с активным кремнеземом содержится и активный глинозем, который, соединяясь с гидратом окиси кальция, дает гидроалюмнат: хСаО+Аl2O3+nh3O=хСаО+* Аl2O3* nН2О. Вначале, по-видимому, образуются гексагональные гидроалюминаты кальция переменного состава, переходящие с течением времени в кубический трехкальциевый гидроалюминат.

При твердении в водной среде прочность известково-пуццолановых цементов увеличивается в течение длительного времени. В воздушно-сухой среде повышение прочности известково-пуццолановых цементов через определенный период прекращается, а достигнутые величины предела прочности при сжатии и растяжении даже снижаются.

В. Н. Юнг указывает, что аморфная масса уже успевших образоваться гидросиликатов, высыхая, сморщивается и дает усадку, вследствие чего нарушается сцепление между ней и песком и появляется много мельчайших трещин, причем углекислота воздуха разлагает аморфные образования гидросиликатов кальция и превращает их в порошкообразную, не обладающую вяжущими свойствами смесь углекислого кальция и кремнезема: хСаО*Si02*nН2О+СО2-х СаСО3+Si02+nН2О. У цементов на основе вулканических гидравлических добавок воздухостойкость несколько выше. Следует отметить, что воздухостойкость вяжущих веществ, твердение которых основано на образовании гидросиликатов кальция, зависит от их состава и структуры.

Для нормального хода процесса твердения известково-пуццолановых цементов в наземных сооружениях необходимо, чтобы твердеющие цементы длительное время находились во влажной среде, для чего их периодически поливают водой. Чтобы повысить воздухостойкость известково-пуццолановых цементов, к ним добавляют 10-20% цемента или увеличивают содержание в них извести до 50% и более для вяжущих на основе трепела, диатомита или опоки и не менее чем до 40% для вяжущих на основе активных минеральных добавок вулканического происхождения и обожженных глинистых пород. Воздухостойкость повышается также при добавке гипса, хлористого кальция, хлористого натрия и некоторых других солей (в количестве 1-5 %) или замене воздушной извести гидравлической. Затвердевшие на известково-пуццолановых цементах растворы или бетоны относительно стойки в пресных и сульфатных водах, так как при правильно выбранных дозировках извести и добавки и при достаточно длительном предварительном твердении в затвердевших paствopax не будет содержаться Са (ОН)2, а в ряде случаев отсутствует или будет содержаться в малом количестве и гидроалюминат кальция.

Известково-пуццолановые цементы в обычных условиях твердеют весьма медленно. Прочность их нарастает в течение длительного времени. Процесс твердения изделий из известково-пуццолановых цементов можно ускорить при помощи автооклавной обработки. Образующиеся при запаривании под давлением в автоклавах кристаллические гидросиликаты значительно более стойки в воздушной среде. Таким образом, запаривание под давлением наряду с повышением механической прочности увеличивает также воздухостойкость известковых цементов. Обработка путем атмосферного давления в пропарочных камерах также ускоряет твердение известково-пуццолановых цементов, но в меньшей степени, чем автоклавная обработка.

Ускоряет схватывание и твердение известково-пуццолановых цементов и добавка двуводного гипса или полугидрата, а так же цемента. Аналогичным образом влияет добавка хлористого кальция и некоторых других солей.

Известково-пуццолановые цементы требуют возможно более тонкого помола, так как при этом увеличивается поверхность взаимодействия извести с добавкой. По СНиП остаток на сите № 008 должен быть не более 15% просеиваемой пробы. Объемный вес известково-пуццолановых цементов невысок: он колеблется в пределах 500-800 кг/м3 в рыхлом состоянии и 800-1100 кг/м3 в уплотненном. Удельный вес также мал; в зависимости от использованной добавки он составляет 2,1-2,7.

Известково-пуццолановый цемент представляет собой рыхлый, очень подвижный порошок, поэтому, в него легко проникают влага и углекислота воздуха, превращающие известь в углекислый кальций, что понижает прочность вяжущего. Поэтому лучше использовать его возможно быстрее, во всяком случае, не позже чем через месяц после изготовления. Из-за подвижности известково-пуццоланового цемента его нельзя транспортировать навалом, а необходимо перевозить в таре.

Известково-пуццолановые цементы медленно схватываются: начало схватывания обычно наступает не ранее 5-8 ч., а конец примерно через 20-30 ч. При использовании негашеной извести схватывание наступает быстрее. Эти цементы должны равномерно изменяться в объеме при испытании кипячением и в парах воды. Если они изготовлены на кипелке, то нужно особенно тщательно наблюдать за изменением объема. При твердении, известково-пуццолановых цементов на основе пушонки на воздухе наблюдаются значительные усадочные деформации; применение негашеной извести уменьшает величину усадки.

Количество связываемой извести и прочность растворов из известково-пуццолановых цементов зависят от активности и физической структуры добавки. Более активные добавки вводят в известково-пуццолановые цементы, в меньшем количестве. Вместо общего названия «известково-пуццолановый цемент» целесообразно применять наименования, характеризующие состав цемента, например известково-трепельный, известковый цемент и т. п., или называть их так: известковый цемент на основе добавок осадочного происхождения и известково-пуццолановый цемент на основе добавок вулканического происхождения.

В зависимости от механической прочности известково-пуццолановый цемент делится на три марки: 50, 100 и 150. Обозначения марок соответствуют пределу прочности при сжатии через 28 суток, причем образцы хранятся 7 суток во влажной среде и 21 сутки в воде. По ГОСТ 2544-44 предел прочности при сжатии образцов стандартного изготовления из раствора жесткой консистенции состава 1 : 3 по весу через 7 суток после изготовления, при хранении их во влажной среде, должен быть не ниже  20; 40 и 70 кг/м2, а при растяжении 4; 6 и 8 кг/м2 соответственно для марок 50; 100 и 150. Испытание прочности известково-пуццоланового цемента на заводах через 28 суток обязательно лишь для контроля производства и изучения роста прочности цементов во времени.

Приведенные данные по прочности известково-пуццолановых цементов относятся к трамбованным образцам, изготовленным из растворов жесткой консистенции; на практике же в большинстве случаев применяют растворы пластичной консистенции с более высоким водоцементным отношением. Соотношение между величинами прочности образцов из растворов жесткой и пластичной консистенции для разных цементов различно, поэтому желательно кроме предусмотренного стандартом испытания трамбованных образцов из раствора жесткой консистенции испытывать и образцы из раствора пластичной консистенции. В последнем случае приведенные марки известково-пуццоланового цемента будут примерно равны соответственно маркам 25; 50 и 75. Вяжущие на негашеной извести более прочны.

Особенностью известково-пуццолановых цементов является их высокая водопотребность (по сравнению с цементом и некоторыми другими вяжущими веществами). Наибольшая водопотребность характерна для цемента с добавками осадочного происхождения. Водоцементное отношение в тесте нормальной густоты для известково-пуццолановых цементов с диатомитом и трепелом колеблется в пределах 0,50-0,70, а для цементов с добавками вулканического происхождения 0,30-0,40, тогда как для цемента эта величина составляет 0,25-0,30. Такая водопотребность известково-пуццоланового цемента объясняется большими гигроскопичностью и водоудерживаюющей способностью этих добавок. Связующая способность известково-пуццолановых цементов больше, чем у цемента, но меньше, чем у извести. Они допускают введение значительного количества заполнителей.

Растворы и бетоны на известково-трепельном цементе характеризуются низкой морозостойкостью. Несколько выше морозостойкость известково-пуццолановых цементов на основе вулканических добавок.

Известково-пуццолановые цементы целесообразно применять преимущественно для растворов и бетонов низких марок в подземных или подводных сооружениях и для изготовления изделий с применением тепловлажностной обработки. Использовать эти цементы в надземных сооружениях можно только при систематическом увлажнении впервые сроки твердения.

Не рекомендуется применять известково-пуццолановые цементы при пониженных температурах (ниже + 10°С без искусственного обогрева), так как при этом сильно замедляется и без того медленно идущий процесс твердения. Не рекомендуется также использовать известково-пуццолановые цементы для возведения конструкций, подвергающихся систематическому попеременному замораживанию и оттаиванию или увлажнению и высыханию.

www.voscem.ru

ПУЦЦОЛАНОВЫЙ ЦЕМЕНТ - это... Что такое ПУЦЦОЛАНОВЫЙ ЦЕМЕНТ?

 ПУЦЦОЛАНОВЫЙ ЦЕМЕНТ ПУЦЦОЛАНОВЫЙ цемент - цемент, в состав которого вводится активная кремнеземистая (пуццолановая) добавка, повышающая стойкость изделий из пуццоланового цемента к разрушающему воздействию пресных и сульфатных вод.

Большой Энциклопедический словарь. 2000.

  • ПУЦИЧ (Pucic) Медо
  • ПУЦЦОЛАНЫ

Смотреть что такое "ПУЦЦОЛАНОВЫЙ ЦЕМЕНТ" в других словарях:

  • пуццолановый цемент — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN pozmix cementpuzzolan cementpozzolan lime cement …   Справочник технического переводчика

  • пуццолановый цемент — цемент, в состав которого вводится активная кремнезёмистая (пуццолановая) добавка, повышающая стойкость изделий из пуццоланового цемента к разрушающему воздействию пресных и сульфатных вод. * * * ПУЦЦОЛАНОВЫЙ ЦЕМЕНТ ПУЦЦОЛАНОВЫЙ ЦЕМЕНТ, цемент, в …   Энциклопедический словарь

  • пуццолановый цемент — pucolaninis cementas statusas T sritis chemija apibrėžtis Cementas iš rišamosios medžiagos ir aktyvių mineralinių priedų – pucolanų. atitikmenys: angl. pozzolan cement; pozzolanic cement; puzzolan cement; puzzolanic cement rus. пуццолановый… …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • Пуццолановый цемент —         собирательное название группы цементов, в состав которых входит не менее 20% активных минеральных добавок (См. Добавки). Термин «П. ц.» происходит от названия рыхлой вулканической породы пуццоланы, применявшейся ещё в Древнем Риме в… …   Большая советская энциклопедия

  • известково-пуццолановый цемент — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN lime puzzolan cement …   Справочник технического переводчика

  • Цемент пуццолановый — – продукт совместного помола портландцемента и пуццолановной добавки (от 20 % до 40 %). [Терминологический словарь по бетону и железобетону. ФГУП «НИЦ «Строительство» НИИЖБ и м. А. А. Гвоздева, Москва, 2007 г. 110 стр.] Цемент пуццолановый… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • Цемент известково-пуццолановый — – вяжущее, получаемое измельчением извести совместно с минеральной (пуццолановой) добавкой. [Портик А. А. Все о пенобетоне. – СПб.: 2003. – 224 с.] Рубрика термина: Виды цемента Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы,… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • Цемент контактно-конденсационный известково-пуццолановый — – порошкообразное вещество, получаемое тонким помолом, гидратацией в дисперсионном состоянии при В/Т=1…3 в условиях пропаривания, автоклавирования или кипячения и последующей сушки 25…65% извести с 35…75% пуццолановой добавки. Прочность… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • ПУЦЦОЛАНОВЫЙ ПОРТЛАНД-ЦЕМЕНТ — вяжущее вещество, получаемое перемолом портланд цемента с гидравлическими добавками, способное твердеть на воздухе и в воде и не разрушаться от длительного воздействия морской воды. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно… …   Морской словарь

  • Цемент (неорганич. вяжущие материалы) — Цемент (нем. Zement, от лат. caementum ‒ щебень, битый камень), собирательное название искусственных неорганических порошкообразных вяжущих материалов, преимущественно гидравлических, обладающих способностью при взаимодействии с водой, с водными… …   Большая советская энциклопедия

dic.academic.ru


Смотрите также