Сульфатостойкий цемент с пуццоланой

Природа

Основной состав

Основные компоненты сульфатостойкого бетона те же, что у стандартного бетона: в роли основы выступают песок и цемент, смешивающиеся в соотношении 1:3.

Вводятся минеральные добавки, улучшающие технические характеристики. В состав сульфатостойкого бетона вводят клинкер, гипсовый камень или иное сырье, содержащее сульфат кальция.

Для изготовления сульфатостойкого цемента используют глину с низким содержанием железа и кремнезема и отсутствием активных минеральных добавок.

Сырье с нормированным составом обжигают в печах до получения клинкера, который затем измельчают в мелкодисперсный порошок (цемент), при необходимости вводят дополнительные минеральные добавки и пластификаторы.

Показатель Тип цемента, значение (не более)
Сульфатостойкий ПЦ СС цемент с минеральными добавками ШПЦ
Алюминат трехкальциевый 3,5 5,0 7,0
С3А С4AF Не нормируется 22
Оксид алюминия Al2O3 5,0 5,0 Не нормируется
Оксид магния MgO 5,0 5,0 5,0

Глина с нужным составом в природе встречается гораздо реже, чем обычная, что обусловливает высокую стоимость сырья и готовой продукции. В качестве экономии времени и средств к клинкеру в большинстве случаев добавляют доменный шлак, стабилизирующий минералогический состав готового вяжущего.

Отличительная черта сульфатостойких цементов – бетон, замешенный на них, дольше схватывается и твердеет по сравнению с обычным ПЦ. Для ускорения процесса в состав раствора вводят катализаторы.

Приготовление

Эта разновидность цемента получается из дробленого клинкера, который смешивается с кальциевым и силикатным алюминатом. Особое внимание в этом вопросе уделяется дозировке. Алюминат, например, не должен содержаться в объеме больше 5 %, что касается силиката, то его объем составляет 50 %. Такое соотношение не является случайным.

Если у вас остро возникла необходимость залить ограждающую стену, которая будет находится под воздействием воды, например, у реки или озера, то вот вам рецепт.

Чтобы приготовить 1 м3 сульфатостойкого бетона (М300) своими руками необходимо иметь следующий набор материалов:

  • сульфатостойкий портландцемент — 360 кг;
  • речной песок — 850 кг;
  • щебень гранитный — 1100 кг;
  • вода — 190 л;
  • при необходимости добавки 5–10 кг.

Разновидности

Требования к специальному вяжущему прописаны в ГОСТ 22266-2013 «Цементы сульфатостойкие». Цемент данного типа обязательно должно соответствовать государственному стандарту – только в таком случае бетон в агрессивных условиях поведет себя ожидаемо.

На­и­ме­но­ва­ние порт­ланд­це­мен­та суль­фа­то­стой­ко­го Обо­зна­че­ние ти­па це­мен­та Ос­нов­ные ком­по­нен­ты (ми­не­раль­ные до­бав­ки) Клас­сы и под­клас­сы проч­нос­ти по ГОСТ 31108
порт­ланд­це­мент суль­фа­то­стой­кий ЦЕМ I СС нет 32,5Н/Б**;

42,5Н/Б

суль­фа­то­стой­кий ПЦ с ми­не­раль­ны­ми до­бав­ка­ми ЦЕМ II/А-Ш* СС или ЦЕМ II/В СС Гра­ну­ли­ро­ван­ный до­мен­ный шлак 32,5Н/Б;

42,5Н

ЦЕМ II/А-П СС Пуц­цо­лан
ЦЕМ II/А-К(Ш/П) СС или ЦЕМ II/А-К (Ш/П, МК) СС Ком­би­на­ция пуц­цо­ла­на или ми­кро­крем­не­зе­ма со шла­ком
шла­ко­порт­ланд­це­мент (ШПЦ) суль­фа­то­стой­кий ЦЕМ lll/A СС Гра­ну­ли­ро­ван­ный до­мен­ный шлак

*Через дефис указывается первая буква названия минерала (Ш-шлак, П-пуццолан, К-кремнезем). Их содержание обычно не превышает 35% от общей массы клинкера.

**Б/Н – быстротвердеющий или нормально твердеющий.

Сульфатостойкий портландцемент может иметь разный состав и бывает:

  • шлакопортландцементом;
  • с минеральными добавками;
  • пуццолановым портландцементом.

Этот строительный материал проявляет устойчивость к факторам химического и природного происхождения. В составе имеются компоненты, которые позволяют получить постройку, не подвергающуюся разрушениям из-за переменчивой температуры и влаги.

При выборе сульфатостойкого портландцемента нужно ознакомиться с составом, ведь для определенной почвы необходим определенный материал. Описываемый создается на основе клинкера, силиката и кальциевого алюмината. Широко используют его при строительстве гидротехнических сооружений. Такие цементы изготавливаются по ГОСТ 22266-2013.

Строительные смеси, устойчивые к воздействию агрессивных факторов, делятся на такие типы:

  • усиленный минеральными присадками цемент;
  • пуццолановый вяжущий гидравлический состав;
  • сульфатостойкий портландцемент;
  • шлакопортландцемент.

Применение

Сульфатостойкий цемент используется при бетонировании подземных и подводных массивов. Он обладает уникальными свойствами, поэтому проявляет устойчивость к внешним химическим и природным факторам. Этот цемент обладает иммунитетом к агрессивным химическим веществам, которые незаменимы в строительстве.

В тех условиях, где обычные строительные материалы не способны создать крепкого сооружения, помогает описываемый цемент. Он обладает малой степенью затвердевания, что и отличает его от обычного цемента. Плотность является основным фактором, который определяет стойкость выполненной работы.

Сфера использования обуславливается преимуществами цемента.

Цемент

Еще одна марка сульфатостойкого цемента.

Смеси применяются для строительства объектов, подвергающихся негативным факторам окружающей среды:

  • морозы или резкое повышение температуры;
  • регулярные атмосферные осадки, повышение влажности, приливные и подземные воды;
  • вспучивание или усадка грунта;
  • воздействие агрессивных веществ, содержащихся в сточных водах;
  • землетрясения.

Сульфатостойкий бетон используют для строительства фундаментов, гидротехнических сооружений, мостовых свай, железобетонных обсадных конструкций колодцев, речных и морских молов.

Что представляет из себя сульфатостойкий цемент

Пуццолановый цемент применяется при возведении подводных и подземных объектов из бетона или железобетона, подвергающихся воздействию вод (сульфатных, пресных). Материал незаменим для строительства конструкций, находящихся в среде с постоянно повышенной влажностью. Кроме того, может использоваться для внутримассивного бетона гидротехнических объектов.

Предлагаем ознакомиться  Гиппеаструм (55 фото): виды и уход

Технология получения

Термин пуццолановый цемент включает группу материалов, различающихся характеристиками и назначением.

После этого присадки и клинкер помещаются для помола в многокамерный шаровидный грохот. Возможен и раздельный помол компонентов, но данный метод применяется крайне редко, т. к. требует больших затрат цемента. Он хорош только на крупных объектах, когда необходимо делать пуццолановый цемент на строительной площадке из-за сложности транспортировки раствора на большие расстояния.

Для того чтобы противостоять вредному воздействию сульфатов из морской воде, природных водоёмов и грунтовых вод, в строительстве применяют следующие материалы:

  • Сульфатостойкий портландцемент;
  • Шлакопортландцемент;
  • Пуццолановый цемент;
  • Портландцемент с минеральными добавками.

Применение таких цементов при производстве бетонных смесей и растворов придаёт конечному продукту, т.е. бетонному камню, необходимые сульфатостойкие свойства. Важность этой темы определяется и существованием отдельного ГОСТ 56687 – 2015 Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии. Методы определения сульфатостойкости бетона.

Бетон, имеющий нужные характеристики, получают 2 способами:

  1. Изготовление строительного раствора с последующим введением минеральных присадок.
    Если объем добавляемых веществ превышает норму, прочность бетонной конструкции снижается. Повышенная хрупкость становится причиной обрушения сооружения. При изготовлении таких растворов нельзя отклоняться от рекомендаций, содержащихся в нормативных актах.
  2. Добавление сульфатостойкого портландцемента.
    Введение этого компонента повышает прочность, защищая конструкцию в течение всего срока эксплуатации. Сульфатостойкий раствор приобретает нужные качества через 28 дней. Портландцемент содержит 20% шлака. При изготовлении шлакопортландцемента этот компонент можно заменять золой, количество которой в объеме раствора не должно превышать 10%.

Свойства

К основным свойствам сульфатостойких строительных смесей относятся:

  1. Быстрое затвердевание.
    Раствор схватывается за 1-10 часов.
  2. Водопотребление.
    Этот показатель помогает правильно разводить сухую смесь водой для получения раствора нужной вязкости. У устойчивого к сульфатам цемента этот параметр составляет 22-28%.
  3. Размер фракции.
    Объем остающихся про просеивании через сито с ячейками 80 мкм частиц не должен превышать 15%.

Пуццолановый цемент и его характеристики

Ещё в древние времена люди отметили прекрасные строительные качества этого материала. Строители Древних Рима и Греции смешивали пуццолану с известью и тем самым получали высокопрочное вещество. Также была отмечена и высокая устойчивость к влаге.

Пуццоланами называются горные породы, являющие собой остатки вулканического пепла, пемзы и сцементированных обломков вулканического шлака.

Из за своей высокой вододисперстности получил название гидроцемента и гипсоцементнопуццолановое вяжущее.

Сульфатостойкий цемент ССПЦ 400 ДО представляет собой разновидность портландцемента. Он отличается устойчивостью к сульфатным водам. Даже обычные подземные воды имеют в составе большое количество сульфатов. Они способствуют разрушению бетона. Для защиты конструкций из бетона от сульфатной агрессии применяется ССПЦ.

Цемент нашел широкое распространение при строительстве фундаментов, опор мостов при высоком уровне подземных вод. Наряду с определенными преимуществами, этот вид портландцемента обладает всеми основными характеристиками ПЦ 400-Д0. Марка по прочности при сжатии упомянута в маркировке и составляют 400 на 28-е сутки.

Сульфатостойкий цемент с пуццоланой

Скорость твердения – нормально твердеющий. Изготавливается этот материал по ГОСТ 22266-94. Прочность на сжатие на третьи сутки не нормируется. В возрасте 28 суток прочность на сжатие составляет 39,2 МПа. Предел прочности при изгибе на 28-е сутки составляет 5,4 МПа. Начало схватывание происходит на 45-ой минуте, не ранее. Минеральных добавок в этом цементе нет.

Производители пуццоланового портландцемента

Это гидравлическое вяжущее, которое получается после совместного помола клинкера и высушенного гранулированного доменного шлака, добавляется ещё и гипс в пропорции, как при обычном цементе, то есть до 6%.

ГОСТ требует содержание доменного шлака в пропорциях к общей массе цемента от 20 до 60 %. Шлакопортландцемент подразделяется на обычный, быстротвердеющий и сульфатостойкий. Марки по прочности не отличаются от обычного сулфатостойкого портландцемента – В32.5, В42.5, В52.5. В таблице выше можно понять, что для шлакопортландцемента также важным показателем, который жёстко нормируется ГОСТом, является содержание по минералогическому составу трёхкальциевого алюмината не более 5%. Такое содержание этого минерала и обуславливает сульфатостойкость шлакопортландцемента.

Предлагаем ознакомиться  Что делать если ноет поясница

Такой цемент универсален и широко применяется при строительстве крупных гидротехнических сооружений.

Поэтому его используют при производстве железобетонных конструкций, которые подвергаются тепловлажностной обработке, то есть пропариванию.

Одним из самых важных достоинств шлакопортландцемента является его дешевизна, что немаловажно при больших объёмах строительства.

Пластифицированный портландцемент отличается от обычного способностью придавать бетонам и растворам повышенную подвижность. Этого эффекта удается достичь за счет введения клинкера в объеме 0,25 %. Гидрофобизирующей добавкой выступает сульфидно-дрожжевая бражка. Она и повышает пластичность цементного теста.

Гидрофобный портландцемент изготавливается при введении клинкера в объеме 0,1 %, асидола, а также синтетических жирных кислот. В составе могут быть еще и гидрофобизирующие добавки. Эти вещества способны понизить гигроскопичность, поэтому цемент отличается от обычного тем, что при хранении во влажных условиях не портится.

Он не комкуется и сохраняет свою активность. В связи с этим сульфатостойкий портландцемент гидрофобного типа рекомендуется использовать в областях с высокой влажностью. Главное вещество там сохраняется в отвердевших материалах и повышает их водонепроницаемость, увеличивая сопротивляемость к внешним агрессивным условиям.

Существует 2 вида смесей:

  1. Белый портландцемент.
    Изготавливается по той же технологии, что и простой цемент. Отличием является содержание белого клинкера. Важный показатель — тип используемой глины. Она должна содержать небольшое количество оксидов металлов, придающих желтизну. Белизны добиваются путем превращения карбида железа в окись.
  2. Цветной.
    Изготавливается на основе белого цемента путем добавления красителей. В роли последних выступают гематитовая руда, фталоцианиновые пигменты, окись железа, сажа.

Так как ППЦ имеет ряд специализированных характеристик, его производством занимается ограниченное количество компаний.

  • ОАО «Новоросцемент»;
  • ЗАО «Кавказцемент»;
  • ОАО «Верхнебаканский цементный завод»;
  • ОАО «Красносельскстройматериалы»;
  • ОАО «Беларусский цементный завод».

Ценовая политика по отношению к пуццолановому портландцементу в России варьируется от 480 руб. до 600руб. за мешок 40кг. Купить его можно достаточно легко и всегда в необходимом объеме. Работают разные системы доставки и оплаты.

Следует отметить, что все вышеперечисленные уникальные качества будут проявлять себя, только в том случае, если будет соблюдена правильная технология использования пуццоланового портландцемента. В противном случае качество итогового продукта может не соответствовать ГОСТу.

Следует знать, что процесс затвердевания бетона на основе пуццоланового портландцемента должен проходить при повышенной влажности или и вовсе в воде.

На процесс затвердевания и его время достаточно сильно влияет температура окружающей среды. Так как ППЦ выделяет относительно малое количество тепла при усадке, рекомендуется его использовать при работе в жаркое время, а вот холод может значительно замедлить процесс затвердевания.

Стоит максимально минимализм рожать влияние растворов кислот и щелочей, ведь пуццолановый портландцемент очень плохо сопротивляется их воздействию.

Добавки для цемента

Описываемый продукт получается методом измельчения клинкера нормированного минералогического состава и гипса. В продаже можно встретить портландцемент с минеральными добавками в виде электротермофосфатного шлака и гранулированного доменного шлака. Эти вещества добавляют в объеме 20 % от общей массы.

Для изготовления используется клинкер, в котором не больше 5 % СзА и не больше 50 % C3S. Общая сумма C3A и C4AF не должна оказаться больше 22 %. Добавками для цемента выступают С3А и C3S. В связи с этим, материал имеет пониженное тепловыделение, так как упомянутые вещества содержатся в умеренном количестве.

Используется этот материал для создания бетонных конструкций, гидротехнических сооружений, подверженных воздействию сульфатосодержащих вод.

Маркировки

Сульфаты способствуют развитию коррозии бетона

Строительные цементы обладают своей маркировкой, утвержденной и описанной в СНиЛС и ГОСТах. Изготавливаться материал может и по другим нормативным документам. Если среди первых буквенных обозначений вы увидели ПЦ, то перед вами портландцемент. Шлакопортландцемент обозначается аббревиатурой ШПЦ . Понять, что перед вами сульфатостойкий портландцемент, вы сможете по буквам СПЦ или ССПЦ.

Когда присутствуют в материале минеральные добавки, к аббревиатуре добавляется буква Д, тогда маркировка выглядит следующим образом: СПЦД. Сульфатостойкий шлакопортландцемент обозначается маркировкой ССШПЦ. Если перед вами пуццолановый и напрягающий цементы, вы увидите следующие буквы: ППЦ и НЦ соответственно. Белый портландцемент и водонепроницаемый расширяющийся цементы обозначаются буквами ПЦБ и ВРЦ.

Маркировка цемента и расшифровка важна для потребителя. Так он сможет приобрести необходимый ему товар. После первых букв будут указаны цифры, которые в маркировке выглядят следующим образом: ПЦ-500. Это говорит о том, что перед вами цемент марки 500. За маркировкой могут идти другие цифры и буквы. Например, если в цементе имеется максимальное содержание добавок, то вы увидите: Д0, Д5, Д20. Это соответствует процентному соотношению 0,5 или 20 %.

Предлагаем ознакомиться  Времени воблер

Быстротвердеющий цемент обозначается буквой Б. Пластифицирующий цемент – это ПЛ, гидрофобизированный цемент – ГФ. Материал с нормированным составом клинкера – Н. В конце маркировки указывается нормативный документ. Это могут быть технические условия или государственные стандарты, на основании которых изготавливается материал.

При покупке устойчивого к сульфатам портландцемента обращают внимание на марку, указанную на упаковке. Этот параметр отражает прочность материала при сдавливании. Шлакопортландцемент обозначается как М300, 400, 500. Маркировки М400 и М500 можно обнаружить на упаковке строительной смеси с минеральными присадками. Цемент без добавок имеет марку М400, пуццолановый — М300, 400.

При долгом хранении наблюдается потеря прочности — за полгода этот показатель может уменьшиться на 10%.

Сульфатостойкий цемент

Сульфатостойкий цемент с пуццоланой

Сульфаты – соли серной кислоты (H2SO4), широко распространённые в природе и в избытке имеющиеся в морской воде, грунтовых водах и других минеральных источниках. Они способствуют развитию III типа коррозии бетона. Такой тип разрушения происходит при образовании в теле бетона — в порах и капиллярах малорастворимых солей.

Опасность ГСАКа заключается в том, что он, взаимодействуя с водой, присоединяет 30-32 её молекулы и расширяется в объёме и разрывает структуру камня. Это образование (ГСАК) возникает как результат реакции гидроалюминатов цементного камня с гипсом, который поступил в бетон в виде растворов или образовался от реакции сульфатов и гашёной извести Ca(OH)2.

Высокая концентрация двухвалентных анионов SO42- в воде и C3A (трёхкальциевый алюминат) в цементе, непременно будут приводить к образованию гидросульфоалюмината кальция.

Особенно высока концентрация сульфатов в морской воде, достигающая 2500-2700 мг/л.

Образующийся ГСАК расширяется и ломает структуру бетонного камня, потому что, связывая молекулы H2O, он увеличивается в объёме в 1.63 раза, а когда взаимодействует ещё и с C3A и Ca(OH)2, то увеличение объёма ещё больше – в 2.27 раза. Расширенный состав ГСАКа может вымываться водой и будут образовываться разрывы сплошности в теле бетона.

Напомним, что такое цемент – это искусственный материал, который получают из магнезиальных и карбонатно-силикатных горных пород методом спекания в огромных печах обжига (до 180м). Полученный после обжига клинкер засыпают в шаровые мельницы с добавлением до 6 % гипса (CaSO4х2Н2О). Далее полученный порошок пневмотранспортом перекачивается в силосы. Так получается обычный портландцемент, названный в честь английского острова Портленд, на котором впервые он был получен в 1824 году.

Для того чтобы придать портландцементу сульфатостойкие свойства, ему на стадии производства задают определённый минералогический состав. В маркировке добавляются две буквы С, что означает сульфатостойкий. Таблица регулирования содержания минералов в клинкере взята из ГОСТа 22266 – 2013.

Из этой таблицы видно, что важно удерживать в норме трёхкальциевый алюминат, который и есть вредоносная составляющая при взаимодействии с сульфатами. Об этом мы говорили в начале статьи. Образование гидросульфоалюмината кальция (ГСАК) приводит к повреждениям бетонного камня от расширения при протекании реакции, а в последующем к вымыванию этого образования из тела бетона. Так протекает коррозия бетона III типа.

Марки сульфатостойкого цемента по прочности – В32.5, В42.5, В52.5.

На сегодняшний день такой бетон можно получить двумя способами. Первый заключается в добавлении цемента со специальными модифицирующими веществами. 2-ая технология выражена в приготовлении раствора с использованием сульфатостойкого цемента. Данная методика более предпочтительна и надежна. Ведь описываемый выше цемент, ГОСТ которого был упомянут в статье, способен защитить материал на всех стадиях жизни конструкции.

Бетон, изготовленный по первой технологии, тоже будет защищен от негативных факторов, но подобную защиту можно сравнить с обработкой обуви водоотталкивающим составом. Что касается сульфатостойкого раствора, то он является аналогом резиновых сапог. Разница здесь существенна. Помимо прочего, существует еще градация по прочности сжатия на 28-е сутки.

В заключение

Сульфатостойкий портландцемент – это разновидность обычного портландцемента. Он отличается устойчивостью к сульфатным водам. Ведь даже обычные грунтовые воды имеют в составе огромное количество сульфатов. Они в конечном итоге и способствуют разрушению бетона.

Для того чтобы эффективно защитить бетонные конструкции от таких воздействий, используется цемент специального назначения. Сегодня он нашел свое широкое распространение при строительстве фундаментов и опор мостов, которые эксплуатируются при высоком уровне грунтовых вод.

Одним из его дополнительных преимуществ можно считать то, что его хранение допустимо в более сложных условиях. Это касается, например, повышенной влажности, при которой не происходит комкования и слеживания со временем.

Оцените статью
Сад
Добавить комментарий

Adblock detector