Цемент в мешках

Новый гост на портландцемент

Это гидравлическое вяжущее, получаемое путем совместного тонкого измельчения портландцементного клинкера, необходимого количества гипса и активной минеральной добавки либо тщательным смешиванием тех же материалов, измельченных раздельно. Содержание активных минеральных добавок в пуццолановом портланд-‘ цементе по ГОСТ 22266—76 должно составлять (в °/о массы цемента): добавок вулканического происхождения, обожженной глины, глиежа или топливной золы—’ не менее 25% и не более 40%; добавок осадочного’ происхождения — не менее 20% и не более 30%. Количество вводимой в состав цемента активной минеральной добавки зависит от ее активности. Чем она выше, тем меньше добавки надо вводить в с’остав пуццоланового портландцемента для химического связывания гидрок- сида кальция, образующегося в процессе гидратации клинкерной части цемента.

Пуццолановый портландцемент выпускается у нас в количестве около 5 млн. т. Для производства пуццолано- вых портландцементов применяются различные виды активных минеральных добавок. На цементных заводах Брянском, Кричевском, Броценском, Акмянском, Гиганте и др. применяется брянский трепел с’ активностью около 300 мг/г; Вольская опока той же активности используется на Вольских цементных заводах, а баканская опока с активностью около 250 мг/г — новороссийскими цементными заводами. Алексеевский завод потребляет местную опоку активностью около 250 мг/г, Сенгилеевский завод — местный трепел активностью около 300 мг/г. Для производства белого портландцемента на Щуров- ском и Таузском цементных заводах расходуют кисатиб- ский диатомит с активностью около 300 мг/г, среднеазиатские заводы — глиеж с низкой активностью 30—50 мг/г. Вулканические туфы с активностью 50—70 мг/г применяются на дальневосточных заводах; пемзы и туфы примерно той же активности — на Закавказской группе цементных заводов, витофиры с активностью около 70 мг/г — на Семипалатинском заводе. Зола ТЭЦ используется в качестве добавки к портландцементу на Ангарском комбинате.

Технологическая схема производства пуццолановых портландцементов обычная. Она заключается в сушке активной минеральной добавки и подаче ее в установленном количестве в цементные мельницы для совместного помола с клинкером при принятой дозировке гипса. Сушка материала при температурах, не превышающих 479—573 К, заметно не влияет на активность добавок. Однако наши исследования показали, что если в трепеле есть глинистые примеси, то сушка при 873—973 К несколько повышает его активность; рациональная температура сушки для добавок вулканического происхождения должна устанавливаться на основе экспериментальных исследований.

Твердение пуццолановых портландцементов происходит в результате совокупного влияния процессов гидратации клинкерной части (клинкерных фаз) и реакций химического взаимодействия гидратных новообразований с активными компонентами добавки. В первую очередь взаимодействуют добавки с гидроксидом кальция, присутствующим в жидкой фазе твердеющей системы. Этот процесс идет, как правило, медленно. Исследования показали, что при рациональном содержании, например 30% трепела в цементе, гидроксид кальция еще полностью не будет связан с кремнеземом трепела даже примерно через год. Реакция эта протекает при твердении цемента в воде либо в сильно влажной среде; противопоказано твердение в первоначальный период на воздухе, так как возможно высыхание цементного камня, что замедлит либо даже прервет эту реакцию. В твердеющем пуццолановом портландцементе концентрация извести в жидкой фазе вследствие ее связывания активной добавкой понижается. Это способствует формированию низкоос’новных гидросиликатов кальция CSH(B), с отношением С. S до 0,8, ибо, как уже отмечалось, основность гидросиликата кальция (С. S) зависит от концентрации гидроксида кальция в жидкой фазе.

Пенобетонные блоки
Смотрите видео по теме

Смотрите видеоролик по теме

При низкой концентрации извести неустойчивыми оказываются высокоосновные гидроалюминаты кальция. В результате наблюдается их переход в низкоосиовные гидроалюминаты типа хСаО-А120-г/Н20. Возможно также, преимущественно при тепловлажностной обработке, образование гидрогранатов кальция — ЗСаО • А1203 • •Si02(6—2х)Н20. При повышенном содержании реакци- онноспособного (растворимого) глинозема в добавке и низкой ее активности возможно образование дополнительного количества С3АН6 за счет взаимодействия с гидроксидом кальция. Высокое содержание растворимого глинозема обычно характерно для глиежа, глини- та и некоторых видов вулканических туфов, что может привести к образованию дополнительного количества гидросульфоалюмипата кальция и изменению сульфато- стойкости и некоторых других свойств пуццолановых портландцементов.

Пуццолановый портландцемент во многом отличается от портландцемента. Плотность его несколько меньше и равна 2,7—2,9 г/см3, поэтому при одинаковой дозировке по массе он дает больший выход раствора или бетона. Мягкие оыхль!е добавки — трепел и диатомит в составе цемента увеличивают нормальную густоту цементного теста до 35% вместо 24—26%; добавки вулканического происхождения и искусственные повышают нормальную густоту в меньшей степени. Это приводит к увеличению водопотребности бетонной смеси на пуццо- лановых портландцементах, что несколько замедляет нарастание прочности бетона. По срокам схватывания пуццолановые цементы не отличаются от портландцемента. Поскольку реакционная способность активных добавок вулканического происхождения, а также глие- жа увеличивается с дисперсностью, тонкость помола пуццоланового портландцемента с этими добавками должна быть повышенной. При использовании рыхлых пород, например трепела, удельная поверхность цемента возрастает иногда в процессе измельчения за счет дисперсности добавки, а не клинкерной части, что следует учитывать при производстве этих цементов.

Пуццолановые портландцемента отличаются несколько замедленным твердением при нормальной температуре в первые сроки и при испытании в растворах пластичной консистенции не достигают показателей прочности на сжатие, характерных для исходных портландцементов к 28-ми суткам. При твердении во влажных условиях или в воде прочность пуццоланового портландцемента во времени повышается и превышает прочность исходного портландцемента не только на изгиб, но и на сжатие. Наши исследования показали, что при активном клинкере, рациональном содержании добавки и гипс’а и особенно при весьма топком помоле можно существенно повысить прочность цемента.

Для нормального роста прочности необходимо обеспечить высокую влажность среды в начальный период твердения цемента, после чего он может твердеть на’ воздухе, рост прочности при этом будет меньше. По воздухостойкости он уступает портландцементу. Падение температуры примерно ниже 283 К резко замедляет скорость его твердения, что вызывает необходимость в искусственном обогреве. Пропарнвание ускоряет твердение бетонов на пуццолановых портландцементах, однако если в последующем бетон будет твердеть во влаж-/ ных условиях или в воде, целесообразно применять тепловлажностную обработку.

Образующиеся в результате химического связывания гидроксида кальция набухшие гидросиликаты кальция заполняют микропоры в растворах и бетонах, что вызывает уплотнение их структуры и придает им водонепроницаемость. Тем самым в значительной степени устраняется возможность выщелачивания свободной извести под напором воды.

Пуццолановые портландцемента обладают повышенной связующей способностью, придают растворным и бетонным смесям большую пластичность и соответственно удобообрабатываемос’ть, не отличаются от портландцемента по показателям сцепления с арматурой в железобетоне. Водоотделение в цементных растворах и бетонах заметно уменьшается при мягких добавках (трепеле и др.) — При гидратации пуццолановых портландцементов наблюдается меньшее тепловыделение, чем у портландцемента; замена 30—40% клинкера добавкой вызывает уменьшение экзотермии, но непропорционально количеству добавки, так как при равномерном распределении ее частиц в цементе клинкерные зерна раздвигаются, что содействует более глубокой их гидратации.

Тепловыделение зависит от химико-минералогическо- го состава исходного клинкера, активности добавки и тонкости помола цемента. Поэтому количество тепла, выделяющегося при гидратации пуццолановых портландцементов, не поддается хотя бы примерному предварительному расчету и должно устанавливаться экспериментальным путем. Пуццолановые портландцемента отличаются повышенной усадкой, которая, так же как и тепловыделение, зависит от ряда факторов. Заметное увеличение усадки связано с повышением водопотреб- ности при применении мягких рыхлых добавок — трепела и др.

Пуццолановые портландцемента характеризуются большей способностью к пластической деформации во влажных условиях при постоянной температуре, чем портландцемент, причем бетоны на этих цементах отличаются высокой трещиностойкостью, что особенно ценно для массивных бетонных гидротехнических сооружений. Пуццолановые портландцемента придают растворам и бетонам несколько пониженную морозостойкость, в особенности, когда многократным (более 100 циклов) попеременным замораживанием и оттаиванием испытывают еще недостаточно прочный оаствоп или бетон в ранние сроки твердения. При применении пуццолановых портландцементов, в которых содержатся активные мине-‘ ральные добавки с плотной структурой, не увеличивающие водопотребность бетона, морозостойкость понижается менее заметно. Это происходит тогда, когда мороз’ воздействует на длительно твердевший бетон с уже повышенной плотностью и прочностью, например шестимесячного срока твердения.

Пуццолановый портландцемент выпускается марок 300, 400 и применяется главным образом в сооружениях,’ подвергающихся воздействию пресных вод: в подводных конструкциях при строительстве речных гидротехнических сооружений (порты, каналы, плотины, шлюзы и т. п.); в водопроводных сооружениях; при строительстве туннелей и других подземных сооружений, при проходке шахт и т. п.; при кладке фундаментов и подвалов гражданских и промышленных зданий. Поскольку пуццолановый портландцемент отличается пониженной воздухопроницаемостью, нецелесообразно применять его’ для надземных железобетонных сооружений в условиях воздушного твердения. Быстрое высыхание цемента мо-‘ жет приостановить его твердение и вызвать сильные усадочные явления. Нельзя использовать пуццолановый портландцемент для частей сооружений, находящихся в зоне переменного действия воды и подвергающихся постоянному увлажнению и высыханию, замораживанию и оттаиванию.

Одно из важных свойств пуццолановых поптландце- ментов — повышенная сульфатостойкостъ из-за незначительного содержания несвязанного гидроксида кальция и повышенной водонепроницаемости. Поэтому пуццола- новые портландцемента у нас отнесены к сульфато- стойким, регламентируемым ГОСТ 22266—76 на «цементы сульфатостойкие» (см. гл. 6). Выпускаются эти цементы на 40 заводах страны.

В условиях необходимости экономить топливно-энергетические ресурсы, чему способствует замена клинкера соответствующими промышленными отходами, существенно повысилась значимость проблемы применения, в частности, золы-уноса тепловых электростанций в качестве активной минеральной добавки для производства пуццолановых портландцементов.

Зольные цементы. Зольные цементы являются разновидностью пуццолановых портландцементов, регламентируемых действующим ТУ 34-70-10347-81. Их получают совместным помолом либо смешением портлаидцемент- пого клинкера и золы-унос при небольшой добавке гипса. Зола-унос является попутным продуктом сжигания некоторых видов твердого топлива в пылевидном состоянии и улавливается электрофильтрами и другими устройствами, Ее частицы бывают грубо- и тонкодисперсными и могут содержать небольшие количества несго-‘ ревшего топлива, являющегося вредным компонентом.

Золы-унос разделяются на кислые и основные. По ОСТ 21-9-74 кислые золы-унос содержат обычно более 10—12%СаО и характеризуются количеством Si02+ +А120з4-Ре20з более 70%. В основных золах общее количество СаО может достигать 40—50% и СаОсвоб—’ 12—20%. По удельной поверхности золы-уноса подразделяются на классы: А — 3000 и Б — 2000 см2Д\ Зола-унос по составу приближается к обожженной глине с разным содержанием глинозема и оксидов железа и отличается значительным содержанием почти шаровидных частиц стекла, а также кварца, муллита и др. В зависимости от вида сжигаемого топлива и других условий активность зол-уноса значительно колеблется, но некоторые их виды обладают хорошими гидравлическими свойствами.

ГОСТ на портландцемент с минеральными добавками допускает содержание в составе цемента до 15% золы-уноса. Количество же ее в составе зольного цемента регламентируется установленными нормами на пуццола- новый портландцемент в пределах 25—40%  Золу-уноса часто применяют при приготовлении бетон-‘ ных смесей в качестве компонента обычного, а также гидротехнического бетона, причем установлено, что вве-‘ депие в бетонную смесь 20—25% золы-уноса обусловливает почти соответствующую экономию цемента при сохранении прочности бетона [129]. Весьма эффективна тепловлажпостиая обработка зольного цемента (бетона).

Пониженная водопотребность зольных цементов способствует повышению водонепроницаемости и в большинстве случаев также сульфатостойкости бетона. Выявилось, что новые гидратные фазы, образовавшиеся в результате химического взаимодействия портлапдцемсн-‘ та с золой, относительно быстро карбонизируются, что повышает прочность цементного камня. Продукты гидратации основных зол-унос образуются цо обычной для портландцемента схеме и содержат эттрингит, порт- лаидит и соответствующее количество геля С—S—Н [93]. В современных условиях, когда необходимы малоэнергоемкие технологии, производство и применение зольных цементов весьма целесообразно [12]. Известно строительство многих гидротехнических сооружений у нас и за рубежом с частичной заменой портландцемента золой-уноса. В значительных объемах применяет золы ТЭС Ангарский цементный завод и в сравнительно ограниченном количестве еще девять цементных заводов. Цементный завод «Пупане Кунда» выпускает специальный с’ланцезольный портландцемент.

Пуццолановые цементы. Пуццолановый портландцемент. Общая характеристика. Пуццолановым портландцементом называют вяжущее, получаемое путем совместного тонкого измельчения портландцементного клинкера нормированного минерального состава.

Пуццолановые цементы изготовляются на основе портландцемента и активных минеральных (гидравлич.) добавок (пуццолановый портландцемент ) и на основе извести и этих же добавок (известково-пуццолановые. известково-зольный. известково-гли нитный).

Усадка и набухание пуццоланового портландцемента. Бетоны на пуццолановых цементах

66
Цемент в мешках