32. Перечислите основные технические свойства портландцемента и приведите их характеристику. Назовите основные способы их регулирования

Водопотребность цемента

Водопотребность цемента – количество воды затворения в процентах массы цемента, при котором достигается нормированная консистенция (вязкость, сопротивление сдвигу) цементного теста. Водопотребность (В/Ц) зависит от минерального, зернового состава и удельной поверхности

цемента и изменяется в пределах от 24 до 30 % (для получения нормальной густоты 22-26%). Водопотребность цемента влияет на водопотребность растворных и бетонных смесей; на скорость процессов схватывания. Высокая водопотребность повышает пористость цементного камня и отрицательно влияет на прочность, водонепроницаемость и морозостойкость.

Тонкость помола цемента

Тонкость помола цемента – зерновой состав (распределение зерен по размерам) и удельная поверхность. Реакции гидролиза и гидратации клинкерных минералов начинаются и протекают на поверхности зерен цемента, поэтому скорость этих реакций, а также скорость процессов

твердения зависят от удельной поверхности и зернового состава. С увеличением тонкости помола и удельной поверхности скорость твердения возрастает. Измельчение клинкера относится к числу энергоемких операций, повышает затраты на производство, поэтому зерновой состав цемента

регламентируется. При просеивании пробы цемента через сетку № 008 (размер отверстия 80 мкм) остаток на сите не должен превышать 15 % массы цемента. Удельная поверхность цемента (площадь поверхности зерен 1 г цемента) изменяется в пределах 2800-3000 см2/г.

Схватывание цементного теста.

Схватывание – повышение вязкости, сопротивления сдвигу цементного теста. Характеризуется временем начала и временем конца схватывания, определяемыми по стандартной методике (прибор Вика). Время начала схватывания приблизительно характеризует продолжительность первого подготовительного периода твердения. Начало схватывания портландцемента (ПЦДО) должно наступать не ранее 45 мин, конец – не позднее 10 ч. после затворения.

Активность портландцемента.

Активность цемента – среднее значение предела прочности при сжатии образцов из цементного раствора, изготовленных и испытанных в стандартных условиях. На основании показателя активности (в кгс/см2) определяется марка цемента. Другим важным фактором является тонкость помола цемента, а также его состав. Введение активных минеральных добавок приводит к понижению активности. Активность цемента также понижается при его хранении.

Деформации цементного камня.

Гидратация портландцемента сопровождается увеличением объема твердых фаз, так как продукты гидратации имеют меньшую плотность (~2,16 г/см3), плотность исходного цемента (~3,15 г/см3). В то же время продукты гидратации занимают меньший объем по сравнению с сум-

марным объемом воды и цемента. Наблюдаемое при этом уменьшение абсолютного объема системы называется контракцией. У обычных цементов контракция составляет 7-9 мл на 100 г це-

мента. В бетонах с расходом цемента 250 кг/м3 контракция может достигать 20 л на 1 м3. За счет уменьшения объема происходит обжатие арматуры, увеличивается сцепление ее с цементным камнем.

Цементный камень на воздухе при испарении воды уменьшается в объеме (деформация усадочная), а в воде его объем увеличивается (деформация набухания). Величина возникновения деформаций усадки и набухания зависит от ряда факторов, в том числе от минерального состава клинкера. Так, повышенное содержание C₂S вызывает небольшие деформации в раннем возрасте и приводит к резкому увеличению деформаций усадки в возрасте 3-6 мес. Увеличение содержания C₄АF и C₃А вызывает интенсивный рост деформаций.

Деформации усадки и набухания не должны превышать допускаемых пределов. В частности, деформации набухания могут привести к неравномерному изменению объема и разрушению цементного камня.

Тепловыделение при гидратации.

Реакции гидратации клинкерных минералов – экзотермические. По количеству выделяющегося тепла клинкерные минералы можно расположить в ряд C₃А → C₃S → C₄АF → C₂S. Выделение тепла приводит к повышению температуры бетона. В зимнее время тепловыделение препятствует охлаждению бетона, которое может замедлить процессы твердения, а также замерзанию.

В массивном бетоне тепловыделение может вызвать значительные термические напряжения и образование трещин.