Sarvtor.ru

SarVtor.Ru
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Разновидности портландцемента, их особенности и сфера применения

Главной особенностью цемента — быстрота его твердения на первые три дня. Этот результат достигается путем введения гранул шлака или активных минералов. При этом клинкер рекомендуется более тщательно измельчить.Выпускаемые марки М400 и М500 предназначены для напряженных конструкций и сооружений.

Благодаря быстроте схватывания цемента, уменьшается время выдержки монолита в съемной опалубке.Важно помнить, что быстротвердеющий цемент не может подлежать длительному хранению. Уже через несколько месяцев он может полностью потерять свои главные преимущества.

Быстротвердеющий портландцемент марки М500

Производство цемента

Полученные после нагревания исходных материалов гранулы применяются для получения цемента. Для этого их смешивают с некоторым количеством гипса (примерно 5%), а затем полученную массу перемалывают в порошок. Точное соотношение компонентов зависти от процентного содержания SO3 в гранулах.

Добавление гипса позволяет управлять скоростью схватывания смеси. Иногда этот материал заменяют другими видами кальциевого сульфата.

При перемалывании исходных компонентов в порошок добавляют другие вещества. Их выбирают в зависимости от требуемых технических характеристик конечного продукта. Что такое клинкер цементный, можно понять, если рассмотреть его типичный состав.

В гранулы входят следующие химические соединения:

  • оксид кальция — 66-67%;
  • диоксид кремния — 21-22%;
  • оксид алюминия — 4-5%;
  • трехвалентный оксид железа — до 3%.

Количество других присадок колеблется в пределах 3-6%.

Особенности производства

Для того чтобы изготовить портландцемент необходимы такие карбонатные горные породы, как мел, известняк, кремнезем и глинозем. Не исключено использование мергелей (смеси глинистых и карбонатных пород).

Сам процесс заключается в измельчении сырья, тщательного его перемешивании в особых пропорциях и обжиг в печах. Температура 1300-1400оС обеспечивает обжиг и оплавление сырья. Продукт, получаемый на данном этапе производства, называется клинкером. Для получения готовой продукции, цементный клинкер хорошо измельчается и в него добавляется гипс.

Готовая продукция обязательно должна проходить проверку качества и иметь сертификат соответствия установленного образца.

Чтобы в конечном итоге получить портландцемент, существует четыре способа его производства:

  1. сухой;
  2. полусухой;
  3. смешанный;
  4. мокрый.
Читайте так же:
Модифицированный цинк фосфатный цемент

Наиболее востребованными являются два способа: мокрый и сухой. В конечном итоге сырье, произведенное таким образом, будет отличаться по физическим свойствам и характером его дальнейшей переработки.

Получение портландцемента на заводе:

Стабилизаторы расслоения

Расслоение бетонной смеси заключается в осаждении твёрдых частиц цемента и наполнителя со всплытием воды на поверхность, следствием чего является недостаток влаги для гидратации. В основном бетон расслаивается из-за чрезмерного вибрационного воздействия или при сбросе с большой высоты. Практически все пластификаторы на основе ПАВ улучшают равномерность коллоидной системы бетонной смеси, однако иногда требуется дополнительная стабилизация, например при отливке массивных монолитных конструкций.

Один из способов защитить бетон от расслоения — добавление молотых твёрдых частиц с высокой удельной площадью поверхности, за счёт чего цементная пыль лучше связывается с водой. Примером таких веществ можно назвать сажу, трепел, каолин, а также металлургические золы. Важно, чтобы используемые материалы были именно тонкого помола, иначе особого толку от них не будет. Такие добавки применяют в количестве до 10–15% массы цемента.

Иначе добиться качественной стабилизации бетонной смеси можно введением небольших порций метилцеллюлозы (МЦ) — до 0,5% от массы цемента. При использовании цемента из пластифицированного клинкера содержание МЦ снижается вдвое, также эта добавка может вводиться меньшими порциями при использовании связующего высоких марок.

Процесс полимеризации бетона

Рассмотрим процесс полимеризации строительной смеси на основе цемента и ПГС, приготовленной для заливки фундамента. После заливки смеси в заранее подготовленную опалубку происходит реакция, в которой взаимодействуют вода с раствором текучей консистенции. В результате бетон приобретает структуру и начинает набирать прочность.

Быстрота схватывания раствора зависит от температуры. Например, продолжительность этого этапа полимеризации бетона на основе цемента М200 при температуре +20°C составляет 2 часа. После этого наступает стадия отвердения или реакция, при которой происходит взаимодействие цемента и воды в растворе.

Скорость протекания процесса цементной гидратации возрастает при температуре +15 … +20 °С и показателе атмосферной влажности, составляющем 75%. Если температура воздуха составляет менее +10 °С, то в бетон лучше сразу добавлять специальные антиморозные добавки.

Читайте так же:
Цемент по 50 кг как заполнен

Ускорение процесса твердения бетона

Продолжительность твердения бетона имеет большое значение. Этот процесс нужно активизировать в случае ранней эксплуатационной нагрузки конструкции, уменьшения сроков распалубливания, при бетонировании зимой и в жарких условиях.

Темп набора прочности бетоном зависит от вида цемента, наличия химических добавок, которые влияют на процесс твердения и температуры, при которой он происходит.

Применение бетона на быстротвердеющем цементе обеспечивают скорость нарастания прочности в ранний период твердения (1…3 суток). Обычно они используются для проведения ремонтных работ и устройства стыков в сборных конструкциях.

Добавки, которые ускоряют твердение бетона, вводят во время его приготовления, в зависимости от массы цемента. Количество сульфата натрия не должно превышать 2 %, нитрата натрия, нитрата кальция, нитрит-нитрата кальция – 4 %, хлорида кальция в бетонах неармированных конструкций – 3 %, в армированных конструкциях – 2%. Добавки, для ускорения твердения, не применяют для бетонов на глиноземном цементе, в конструкциях армированных термически усиленной сталью, и напряженной арматурой, а так же в конструкциях, находящихся в зоне действия блуждающих токов.

Процесс твердения можно ускорить и тепловой обработкой – электропрогревом, контактным обогревом термоопалубкой, а в зимних условиях другими методами. Продолжительность воздействия электропрогрева в обычных и жарких условиях от 3…8 часов, после чего конструкция набирает прочность самостоятельно.

Дополнительные затраты на увеличение скорости твердения бетона компенсируются повышением темпов и качества работ и снижением затрат по уходу за бетоном.

Пуццолановый портландцемент

Пуццолановый портландцемент относится к группе сульфатостойких цементов. Технология сульфатостойких цементов отличается от обычной: во-первых, при помоле в портландцементный клинкер вводят активную минеральную добавку в намного большем количестве, чем в обычный ПЦ. Процент этой добавки определяется в зависимости от ее вида (это могут быть трассовые вещества и минеральные гидравлические вяжущие). На упаковке цемента всегда есть сведения о добавке и ее проценте: например, ДО 20 – этот цемент «почти» бездобавочный. Трепел, опока, диатомит добавляются в цементы в малых количествах, поскольку этим добавкам свойственна не только высокая гидравлическая активность, но и повышенная потребность в воде затворения, в результате чего готовая бетонная смесь будет иметь густоту выше нормы, что делает укладку сложной и может привести к снижению качества бетонирования. А вот у трасса, туфа, пемзы и у всех остальных пуццоланов нет этих «побочных» эффектов, поэтому процент этих добавок в цемент может быть намного выше – до 40%. На упаковке цемента все это написано.

Читайте так же:
Ванночка для раствора цемента

Пуццолановый портландцемент можно отличить даже визуально – порошок отличается светлым цветом, светлее чем обыкновенный цемент. Плотность пуццоланового ПЦ меньше – всего 2,8-2,9 т/м3. (Имеется в виду истинная плотность, без учета воздушных пор; для сравнения: истинная плотность портландцемента бездобавочного М500 равна 3,2 т/м3). Поэтому при одной и той же рецептуре смеси и количеству введенного в замес цемента бетон и раствор на пуццолановом ПЦ будет более плотным, выход смеси также будет больше – но и плотность получится слишком высокой, что препятствует эффективной укладке смеси.

К пуццолановым цементам требуется особый подход: их добавляют в растворы количественно больше по сравнению с обычными (расход цемента увеличивают на 5-10%), и/или вводят пластификатор для повышения удобоукладываемости смеси. Теперь о приятном: хотя первые трое-шесть суток твердения бетоны на пуццолановом ПЦ «отстают» от классических, не имеющих в своем составе гидравлической добавки, зато после полугода набора прочности в воде изделия приобретают прочность цементного камня, а их поверхность уже через 28 суток нормального твердения приобретает уникальные качества: не происходит выщелачивания в пресной воде, не наблюдается разрушений даже в жесткой минерализованной, агрессивной, сульфатной и морской воде. Таким образом, применение пуццоланового ПЦ и бетонов на его основе оптимально для конструкций, от которых требуется повышенная химико-физическая стойкость и возможен набор марочной прочности в воде и влажных средах. Одна из перспектив для пуццолановых цементов связана с развитием технологии экобетона.

Из истории пуццолановых добавок

Известковые растворы способны твердеть, поглощая диоксид углерода из воздуха, а без доступа воздуха твердение прекращается. В части прочности известковые штукатурки без добавок малостабильны, но добавка природного трасса резко меняет их химию и физику. Об этом знали еще в глубокой древности: ученые подтверждают невероятный исторический возраст первых известковых штукатурок — порядка 7,5 тысяч лет.

Читайте так же:
Как сделать клей цемент

В измельченном вулканическом туфе содержится свободная кремниевая кислота и ряд минералов, а вода связана химически и физически. Добавка кремнеземистых веществ в бетон придает ему сульфатостойкость, но главное — позволяет строить и на земле, и под землей, и в воде. После добавки активного кремнезема известь способна твердеть без доступа воздуха, и даже под водой. Причем при контакте с водой содержащие трасс растворы твердеют и достигают марочной прочности еще быстрее чем на воздухе.

Трасс и пуццолана в древности

О том, что трасс, пемза, вулканический туф, в мелкоразмолотом виде добавленный к цементной строительной смеси, не только изменяет ее реологию, но и значительно повышает физическую прочность и стойкость в агрессивных средах, знали еще древние римляне. Древние водопроводы и мостовые акведуки были построены из бетона с трассовыми добавками, что дало конструкциям прочность в воздухе и в воде. Добавка трасса к известковому раствору включает сложную цепь химических процессов, в частности: известковый раствор с трассом способен затвердевать не только под действием воздуха, но и полностью погруженным в речную или морскую воду. О вредном воздействии сульфатов и солей на бетон (и о том, как быстро на бетонных конструкциях появляются высолы) — отдельная долгая тема.

Опыт римского бетона датируется первым веком до н.э. Тысячи лет развития технологии отделяют нас от Древней Греции, Финикии, Рима, но гидротехнические сооружения глубочайшей древности не только сохранились (фрагментами), но даже способны работать. А в древних «Справочниках Строителей» есть рекомендации о приготовлении вяжущего из извести, кирпичной муки и трасса. Древние славяне тоже знали об этом, и добавляли молотую обожженную глину в известь, чтобы добавить водостойкости известковым штукатуркам.

Читайте так же:
Коленный протез с цементной фиксацией

В 16 веке римские технологии уже стали повсеместными, а в Европе пуццолану стали звать трассом. Добавляли трасс с той же целью — чтобы бетонные строения стали прочнее и не боялись воды, а название «трасс» историки относят к цементным полам террацо, пришедшим из Италии и также имеющим в корне латинское «терра» – земля.

Современное применение трасса

Трасс в наше время добывают во многих странах: в Германии – берега Рейна и поныне славятся залежами трасса, вулканическая зона добычи известна с глубокой древности и до сих пор не исчерпана. Залежи трасса на Рейне очень мощные, порядка нескольких десятков метров и при этом поверхностные, и разрабатываются открытым способом.

Трасс может храниться сколько угодно, но при добавке в бетонную смесь, где присутствует цемент, вода и гидравлическая известь, начинается реакция, одним из процессов которой является связывание извести и рост плотных молекулярных оболочек на ее частицах. Еще один нюанс: набор прочности трассосодержащего бетона отличается от обычного – график плавнее и медленнее, а это значит, что опасные для массива внутренние напряжения не появятся. Химия трассосодержащих растворов очень сложна и ее нюансы не так уж важны для частного строителя. А вот в современных бетонах мастера разбираются, и покупают цемент с нужным составом: поскольку от фундамента (особенно при высоком УГВ), от эко-парковки или садовой дорожки требуется повышенная стойкость к воде, то практично применить трассосодержащий цементный продукт.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector