14. Специальные виды цементов.

Пластифицированный портландцемент изготовляют путем введения при помоле клинкера около 0,15(0,25)% поверхностноактивных веществ. Он отличается от обычного портландцемента способностью придавать растворным и бетонным смесям повышенную подвижность. Пластифицирующий эффект используется для уменьшения водоцементного отношения, повышения морозостойкости и водонепроницаемости бетона.

Гидрофобный портландцемент получают, вводя при помоле клинкера 0,1-0,2% мылонафта, асидола, синтетических жирных кислот, их кубовых остатков и других гидрофобизующих добавок, отталкивающих воду. Он обладает пониженной (по сравнению с обычным цементом) гигроскопичностью, лучше сохраняет свою активность при хранении и перевозках. Гидрофобный портландцемент пластифицирует бетонные и растворные смеси, повышает морозостойкость и водонепроницаемость бетона.

Сульфатостойкий цемент По сравнению с обычным портландцементом сульфатостойкий цемент обладает повышенной стойкостью к действию минерализованных вод содержащих сульфаты меньшим тепловыделением замедленной интенсивностью твердения и высокой морозостойкостью. Сульфатостойкий цемент получают тонким измельчением клинкера нормированного минералогического состава. Предназначается для изготовления бетонных и железобетонных конструкций гидротехнических и др. сооружений испытывающих воздействие агрессивной сульфатной среды (например морской воды) особенно в условиях переменного увлажнения чередующихся замерзания и оттаивания. При затворении и последующем твердении они образуют цементный камень, устойчивый к агрессивному действию сульфатной среды (например, морской воды).

Быстротвердеющие цементы - группа цементов различной природы и состава, характеризующаяся способностью обеспечить в нормальных условиях твердения формирование искусственного камня заданной прочности за короткий период (за короткие сроки твердения).

Природа таких цементов различна: это могут быть быстротвердеющие цементы на основе портландцементного клинкера - быстротвердеющие портландцемента, глинозёмистые (алюминатные) цементы, магнезиальные цементы, смеси нескольких цементов и смеси цементов с добавками и др. Существенно может отличаться и уровень нормируемой ранней прочности цементного камня. Сроки достижения требуемой прочности быстротвердеющих цементов, в зависимости от предполагаемой области их применения, составляют от нескольких часов до 2-3 суток. В ряде случаев, когда прочность формируется за очень короткое время (несколько часов), быстротвердеющие цементы становятся также быстросхватывающимися (начало схватывания ранее 45 мин.), поскольку процесс cхватывания цемента всегда является составляющей стадией процесса формирования прочности.

Глиноземистый цемент – быстротвердеющее и высокопрочное гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем тонкого измельченного клинкера, содержащего преимущественно низкоосновные алюминаты кальция. Однокальциевый алюминат CaO*Al₂O₃ определяет быстрое твердение и другие свойства глиноземистого цемента. Влияние на качество цемента оказывает алюмосиликат кальция – геленит CaO*Al₂O₃*SiO₂. Для получения клинкера глиноземистого цемента в качестве главных компонентов сырьевой массы берут известняк СаСОз и породы, содержащие глинозем (Аl₂Оз*nH₂О), например, бокситы. В России разработан способ производства глиноземистого цемента путем плавки в доменной печи бокситовой железной руды с добавкой известняка и железного лома. При этом доменная печь одновременно выдает чугун и шлак, представляющий клинкер глиноземистого цемента. Глиноземистый цемент обладает высокой прочностью только в том случае, если он твердеет при умеренных температурах, не свы­ше 25°С. Поэтому глиноземистый цемент нельзя применять для бетонирования массивных конструкций из-за разогрева бетона, а также подвергать тепловлажностной обработке. Замечательным свойством глиноземистого цемента является его необычно быстрое твердение. Тепловыделение глиноземистого цемента при твердении примерно в 1,5 раза больше, чем у портландцемента. В продуктах гидратации глиноземистого цемента не содержится гидроксида кальция и трехкальциевого шестиводного гидроалюмината (если температура не превышает 25°С), поэтому бетон на глиноземистом цементе более стоек по сравнению с портландцементом против выщелачивания Са(ОН)з, а также в растворах сульфата кальция и магния (в частности, в морской воде). Однако затвердевший глиноземистый цемент разрушается в растворах кислот и щелочей. С учетом специфических свойств и высокой стоимости глиноземистый цемент предназначается для получения быстротвердеющих, а также жаростойких бетонов и растворов. Кроме того, глиноземистый цемент используется для получения расширяющихся цементов.

Расширяющиеся цементы - цементы, обеспечивающие компенсацию естественной усадки цементного камня в атмосферных условиях.

Компоненты состава РЦ компенсируют усадочные деформации цементного камня и обеспечивают либо безусадочность цементного камня, либо небольшое расширение цементного камня с целью получения величины самонапряжения - напрягающие цементы. Наиболее распространёнными расширяющимися цементами являются цементы на основе ПЦ клинкера - продукты совместного размола клинкера, гипса и расширяющегося компонента (расширяющейся добавки). Содержание расширяющегося компонента в таких цементах находится в пределах 5-20%. Компонентами состава расширяющихся цементов, обеспечивающими необходимые значения расширения, чаще всего, являются алюминатные и сульфоалюминатные соединения.

Напрягающие цементы - разновидность расширяющихся цементов, обеспечивающих, наряду с повышенными деформациями расширения цементного камня, соответствующие механические напряжения арматуры при изготовлении изделий из железобетона. От РЦ,, НЦ отличается большим содержанием расширяющегося компонента (до 30%), более короткими сроками начала схватывания (30 мин.) и высоким значением свободного линейного расширения в пределах 1 -2%. Значительное расширение не позволяет использовать НЦ в неармированных бетонных изделиях и конструкциях.

Области применения НЦ: изготовление сборных элементов (панелей, плит перекрытий) и омоноличивание конструкций, изготовление покрытий полов и дорог, напорных и безнапорных труб, резервуаров, гидроизоляционных покрытий и др.

15. Вяжущее низкой водопотребности представляет собой высокопрочное гидравлическое вяжущее, получаемое при совместном помоле портландцементного клинкера, гипсового камня и водопонижающей добавки (суперпластификатора). В результате механохимического взаимодействия минералов цементного клинкера с суперпластификатором в процессе тонкого измельчения материал приобретает уникальные, специфичные свойства, отличающие его от обычного портландцемента.

Изготовленные с применением ВНВ бетоны (растворы) обладают значительными преимуществами по сравнению с аналогами на портландцементе:

1)обеспечение класса прочности бетона от В60 до В100;

2)пониженная на 25-30% водопотребность растворных и бетонных смесей при равной подвижности;

3)высокая сульфатостойкость (коэффициент сульфатостойкости не ниже, чем у сульфатостойкого цемента);

4)пониженное тепловыделение при твердении;

5)повышенная в 2-3 раза морозостойкость по сравнению с бетонами на портландцементе вследствие мелкопористой структуры бетона;

6)высокая интенсивность набора прочности бетонов на основе ВНВ позволяет отказаться от тепловлажностной обработки и получить необходимую для распалубки прочность в течение 18-24 часов.

ПРИМЕНЕНИЕ ВНВ относится к классу цементов общестроительного назначения. Бетоны на основе ВНВ находят широкое применение для изготовления монолитного и сборного железобетона широкой номенклатуры. ВНВ может быть использовано вместо ПЦ в составе некоторых типов сухих строительных смесей для получения быстротвердеющих и высокопрочных бетонов и растворов.

16. Свойства портландцемента

1) тонкость помола. Сито №008 (80 мкм). Остаток ≤15%. Sуд=2500 – 3000 см²/г. Быстротвердеющий цемент 4000 – 5000 см²/г. особо быстротвердеющий цемент 600 см²/г. 2) водопотребность – воличество воды, необходимое для получения теста нормальной густоты. Водопотребность 24 – 28%. Чем больше водопотребность, тем менее прочным получится цементный камень. 3) сроки схватывания. Начало схватывания не ранее 45 мин. Конец схватывания – не позднее 10 часов. 4) марки. Марка 300 – шлакопортландцемент, цемент с минеральными добавками. Стандартные марки портландцемента 400, 500, 550, 600. По требованию заказчика выпускается цемент и более высокой марки. Марка цемента оценивается пределом прочности при сжатии стандартных образцов балочек в возрасте 28 суток (после хранения в стандартных условиях). Активность цемента – фактическая прочность цемента в возрасте 28 суток. Rсж=518 кгс/см²→М500. 4) тепловыделения при твердении. С₃А больше всех выделяет тепла при твердении, затем C₃S, C₄AF, C₂S. При зимнем бетонировании, чем выше тонкость помола, тем выше тепловыделение. 5) роль добавки гипса. Если гипс не добавлять, то размолотый клинкер будет очень быстро схватываться. С таким цементом не возможно будет работать. Все способы, которые подавляют гидролиз алита вызывают замедление твердения. Все способы, которые активизируют гидролиз алита приводят к ускорению схватывания и твердения.