2. Характеристика портландцемента 4/а (пуццолановый портландцемент)

Пуццолановым портландцементом называют вяжущее, получаемое путем совместного тонкого измельчения портландцементного клинкера нормированного минерального состава (ГОСТ 22266—76 с изм.), кислой активной минеральной добавки (ОСТ 21-9-81) и двуводного гипса (ГОСТ 4013—82). Содержание трехкальциевого алюмината в клинкере для производства этого цемента должно быть не более 8 %.

Химический и минералогический состав портландцемента:

CaO– 57-63% известняк

SiO₂– 25-30% составная глины

Al₂O₃– 4-10% составная глины

Fe₂O₃– 4-8% составная глины

Минералы:

или C₃S– алит (45-60%)

или C₂S– двукальциевый силикат (белит, 20-30%)

или C₃A– трехкальциевый силикат (4-10%)

или – 10-20%

Гипс (CaSO4-2H2O) — минерал кристаллического строения, его кристаллы имеют зернистое, столбчатое, пластинчатое, игольчатое или волокнистое строение. Он белого цвета, иногда окрашен примесями. Обладает спайностью в одном направлении. Плотность гипса 2300 кг/м3, твердость 2, сравнительно легко растворяется в воде. Гипс образует породу того же названия.)

В этом цементе допускается следующее содержание активных минеральных добавок: осадочного происхождения— не менее 21 и не более 30%; вулканического происхождения, обожженной глины или топливной золы — не менее 25 и не более 40 %.

Гипс вводят в пуццолановый портландцемент для регулирования сроков схватывания. Содержание его зависит от качества портландцементного клинкера и не должно превышать 3,5 % в пересчете на S0₃.

Добавки оказывают влияние на свойства пуццоланового портландцемента, и он отличается от портландцемента. Истинная плотность его составляет 2,7–2,9 г/см³, насыпная – 900–1100 кг/м³, что меньше, чем у портландцемента. Он имеет повышенную нормальную густоту цементного теста до 30–40 %, вследствие чего его расход в бетонах по сравнению с портландцементом увеличивается на 15–20%. По прочности пуццолановый портландцемент подразделяется на марки 300 и 400. Рост прочности в начальный период замедленный. При твердении выделяется меньше тепла, чем у портландцемента, поэтому его не следует применять при пониженных температурах и рекомендуется для массивных конструкций. Наиболее интенсивно он набирает прочность при автоклавной обработке.

При длительном хранении на складах пуццолановый портландцемент теряет активность быстрее портландцемента из-за поверхностной гидратации зерен цемента в связи с гигроскопичностью добавок.

Пуццолановые портландцементы с добавками осадочного происхождения имеют пониженную воздухостойкость. Малая влажность среды может привести к образованию усадочных трещин в бетоне. Их не следует применять для бетонов с относительной влажностью воздуха менее 60 % и на открытом воздухе при действии атмосферных факторов. При эксплуатации во влажной среде гелеобразные составляющие цементного камня набухают. Водонепроницаемость его повышается, поэтому его рекомендуют применять для водонепроницаемых бетонов.

В связи с высокой водопотребностью бетоны на пуццолановых портландцементах имеют пониженную морозостойкость. Они выдерживают всего 25–50 циклов испытаний. Поэтому их не следует применять в гидротехнических сооружениях зоны переменного уровня воды, подверженных воздействию знакопеременных температур, для дорожных бетонов.