Магнезиальная коррозия

Коррозия выщелачивания

Химическая коррозия

Физическая коррозия

1. Эксплуатационно-профилактические:

- усиление вентиляции в целях понижения влажности воздуха и концентрации газов, способствующих развитию опасных микроорганизмов;

- герметизация с той же целью технологического оборудования;

- периодическая очистка и дезинфекция поверхности конструкций;

- нейтрализация агрессивных сред.

2. Конструктивные:

- придание поверхности конструкций формы, исключающей накопление на ней органических веществ, могущих служить пищей для микроорганизмов;

- устройство уклонов полов и отводящих лотков для сточных жидкостей.

3. Строительно-технологические:

- нанесение на бетонную поверхность лакокрасочных материалов;

- облицовка различными плитами;

- понижение проницаемости бетона;

- применение материалов, стойких к действию продуктов жизнедеятельности микроорганизмов, преимущественно к кислотам.

Методы защиты цементного камня от коррозии разнообразны, но всё они могут быть сведены в следующие группы:

- выбор надлежащего цемента;

- изготовление особо плотного бетона;

- применение защитных покрытий и облицовок, практически исключающих воздействие агрессивной среды на

15. Быстротвердеющие ПЦ: получение, свойства и применение в строительстве.

Быстротвердеющие портландцементы – цементы общестроительного назначения. К ним относят: быстротвердеющий портландцемент и быстротвердеющий шлакопортландцемент.

Портландцемент быстротвердеющий получают совместным измельчением портландцементного клинкера нормированного минералогического состава с гипсом и минеральными добавками. Допускается вводить от 5 до 20 % активных минеральных добавок. В том числе – доменных и электротермофосфорных гранулированных шлаков до 20 %, добавок осадочного происхождения кроме глиежа, до 10 % и прочих активных, включая глиеж до 20 %. До 5 % активных добавок может быть заменено на кренты, сульфоалюминатные и сульфоферритные продукты, обожженные алуниты и каолины.

Выпускают его марок 400 и 500 (ПЦ 400-Д20-Б, ПЦ 500-Д20-Б). Для него дополнительно нормируется прочность в возрасте 3 суток. Предел прочности на изгиб и сжатие приведен в таблице 3.2.

Интенсивный рост прочности в начальный период происходит за счет повышенного содержания в клинкере быстротвердеющих минералов и тонкости помола. Сумма минералов С₃S и С₃А должна быть не менее 60–65 %, удельная поверхность зерен 3500–4500 см²/г.

Быстротвердеющий портландцемент рекомендуется применять для изготовления бетонных и железобетонных изделий в заводских условиях, в особенности предварительно напряженных. Через 4–6 часов тепловой обработки бетон набирает прочность, равную 70–80 % от заданной. Это позволяет ускорить оборачиваемость форм и камер тепловой обработки. Целесообразно применять его при пониженных температурах. Бетон быстрее набирает прочность за счет высокого тепловыделения цемента. Этот цемент не следует применять в гидротехнических сооружениях для подводной зоны в связи с пониженной водостойкостью, для зоны переменного уровня воды в связи с недостаточной морозостойкостью, для внутренней зоны массивных сооружений в связи с большим тепловыделением. Тонкость помола его высокая, и он быстро теряет активность при хранении.

Быстротвердеющий шлакопортландцемент получают совместным помолом портландцементного клинкера нормированного минералогического состава с гипсом и доменным или электротермофосфорным гранулированными шлаками. Шлака вводится от 20 до 80 %. До 10 % шлака может быть заменено активными минеральными добавками и до 5 % крентами, обожженными алунитами и каолинами, сульфоалюминатными и сульфоферритными продуктами.

В клинкере должны содержаться быстротвердеющие минералы: C₃S – 55–65 % и C₃А – 8–12 %. Тонкость помола должна составлять 4000–5000 см²/г. Выпускают его марки 400 (ШПЦ 400-Б). Для него дополнительно нормируется прочность в возрасте 3 суток. Пределы прочности на изгиб и сжатие приведены в таблице 3.2.

Применяют быстротвердеющий шлакопортландцемент для изготовления сборных и монолитных конструкций с повышенной начальной прочностью.

Завод-изготовитель должен гарантировать соответствие цемента требованиям ГОСТ 10178–85 при поставке в таре – в течение 45 суток после отгрузки для быстротвердеющих цементов и 60 суток для остальных, при поставке навалом – на момент поступления цемента потребителю, но не более 45 суток после отгрузки для быстротвердеющих и 60 суток для остальных.

16. Сульфатостойкие ПЦ: получение, свойства и применение в строительстве.

Сульфатостойкие портландцементы. К этой группе относят: сульфатостойкий портландцемент, сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками, сульфатостойкий шлакопортландцемент и пуццолановый портландцемент.

Сульфатостойкий портландцемент получают из клинкера нормированного минералогического состава и гипса. Содержание C₃S не должно превышать 50 %, C₃A – 5 %, сумма C₃A + C₄AF – 22 %, Al₂O₃ до 5 %, MgO до 5 %. Высокая сульфатостойкость этого цемента объясняется ограниченным содержанием минералов C₃A, C₃S и C₄AF. Он имеет также высокую морозостойкость. Выпускают его марки 400. Применяют для бетонов, подвергающихся воздействию агрессивных сульфатных вод, в том числе при попеременном замораживании и оттаивании, увлажнении и высыхании, в зоне переменного уровня воды гидротехнических сооружений, подвергающихся воздействию отрицательных температур в суровых климатических условиях.

Допускается применять для бетона зоны переменного уровня воды гидротехнических сооружений в умеренных климатических условиях, эксплуатируемого внутри здания с любой относительной влажностью воздуха, на открытом воздухе при действии атмосферных факторов.

По экономическим соображениям сульфатостойкий портлпндцемент нецелесообразно применять для бетонов, к которым не предъявляются требования по сульфатостойкости и морозостойкости.

Сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками получают помолом сульфатостойкого портландцементного клинкера, доменного или электротермофосфорного гранулированного шлака или активных минеральных добавок и гипса. Содержание C₃S в клинкере не нормируется, C₃A до 5 %, сумма C₃A + C₄AF до 22 %, Al₂O₃ и MgO не более 5 % каждого. Добавок вводится от 10 до 20 %. Добавки значительно повышают сульфатостойкость цемента, морозостойкость же понижается.

Выпускают его марок 400 и 500. Применяют там же, где и сульфатостойкий портландцемент без минеральных добавок, за исключением гидротехнических бетонов зоны переменного уровня воды, эксплуатируемых в суровых климатических условиях.

Сульфатостойкий шлакопортландцемент получают из портландцементного клинкера нормированного минералогического состава, доменного или электротермофосфорного гранулированного шлака и гипса.

Содержание минерала C₃A в клинкере не должно быть более 8 %, содержание C₃S и суммы C₃A + C₄AF не нормируется, Al₂O₃ и MgO не должно превышать 5 % каждого. Шлака в цемент вводится от 40 до 60 %.

Выпускают марок 300 и 400. Применяют для изготовления сульфатостойких бетонов.

Цемент марки 400 с добавками поверхностно-активных веществ, повышающих морозостойкость бетона, разрешается применять в конструкциях, эксплуатируемых в сульфатных агрессивных средах при одновременном замораживании и оттаивании или увлажнении и высыхании.

17. Пластифицированный ПЦ: получение, свойства и применение в строительстве.

Портландцемент пластифицированный получают введением в цемент пластифицирующих добавок, чаще всего – лигносульфонатов технических (ЛСТ) – отходов сульфатной варки целлюлозы. Их добавляют при помоле в количестве 0,1–0,3 % от массы цемента. Адсорбируясь на поверхности зерен цемента, добавка улучшает смачиваемость их водой. Трение между зернами становится меньше, водопотребность цемента уменьшается.

Пластифицирующее действие добавки должно быть такой, чтобы расплыв стандартного конуса из цементно-песчаного раствора состава 1:3 при водоцементном отношении 0,4 составил не менее 135 мм против 106-115 мм для цемента без добавки.

Применение пластифицированного цемента повышает удобоукладываемость бетонных смесей. За счет уменьшения расхода воды можно повысить плотность бетона и, как следствие, его прочность, водонепроницаемость и морозостойкость. При сохранении удобоукладываемости бетонной смеси на заданном уровне можно сократить расход цемента на 5–10 %.

Вместе с тем пластифицирующая добавка замедляет гидратацию клинкерных минералов цемента в начальный период. Это ограничивает его применение при отрицательных температурах и заводском изготовлении изделий без ускорителей твердения.

18. Гидрофобный ПЦ: получение, свойства и применение в строительстве.

Портландцемент гидрофобный получают введением в цемент при помоле гидрофобизирующих добавок в количестве 0,06–0,3 %. Это мылонафт и асидол, получаемые из отходов очистки дистиллятов нефти, метилсиликонат и этилсиликонат натрия (ГКЖ-10 и ГКЖ-11) и др. Адсорбируясь на поверхности зерен, добавки образуют водоотталкивающую пленку, которая изменяет свойства цемента. Понижается гигроскопичность. Цемент не впитывает капель воды в течение 5 мин., в отличие от обычного, когда вода впитывается через 1–2 с. Он не теряет активности при хранении 1–2 года, не комкуется. При перемешивании бетонных смесей пленка срывается, и гидрофобные цементы набирают прочность так же, как и обычные. Удобоукладываемость бетонных смесей и их однородность увеличивается, повышается водонепроницаемость и морозостойкость бетона, уменьшается водопоглощение и капиллярный подсос. Его рекомендуется применять для гидротехнических и дорожных бетонов, при длительном хранении цемента.

19. Декоративный ПЦ (белый, цветной): получение, свойства и примене­ние в строительстве.

К ним относят белые и цветные портландцементы.

Портландцементы белые получают совместным помолом маложелезистого клинкера с гипсом, с добавками или без них.

Темно-серый цвет обычного цемента зависит от содержания в нем оксидов железа, марганца и др. Лучшие белые портландцементы не должны содержать Fe₂O₃ более 0,25–0,35 %, а MnO – 0,05–0,15 %. Это достигается применением мела или известняка с Fe₂O₃ до 0,15 % и каолина с Fe₂O₃ до 1 %.

Для повышения белизны клинкер обжигают в восстановительной атмосфере (газ, мазут) при температуре 1600–1650 °С и отбеливают быстрым охлаждением водой.

По вещественному составу различают портландцемент белый без минеральных добавок и портландцемент белый с активными минеральными добавками и добавками-наполнителями не более 20 %. В качестве активной минеральной добавки применяется белый диатомит.

По белизне эти цементы имеют три сорта, по прочности – две марки 400 и 500. Применяют их для декоративных белых бетонов и растворов при наружной и внутренней архитектурной отделке зданий, сооружений, для приготовления цементных красок.

Портландцементы цветные получают совместным измельчением белого или цветного клинкера, минеральных или органических красителей, гипса и активной минеральной добавки. Пигмента вводится не более 15 %, органического красителя – не более 0,5 %. Добавкой служит белый диатомит (до 6 %). Выпускают красного, желтого, зеленого, голубого, розового и черного цветов.

По прочности разделяются на марки 300, 400 и 500. Применяют для изготовления цветных бетонов и растворов, цементных красок.

20. Дорожный ПЦ: получение, свойства и применение в строительстве.

Дорожный портландцемент должен обладать свойствами, обеспечивающими высокую прочность бетона, сопротивление его износу, морозостойкость, деформативную способность и стойкость при действии агрессивных сред.

Для дорожного бетона применяют портландцемент марки не ниже 300 при бетонировании оснований и не ниже 400 – бетонных покрытий автомобильных дорог. Для повышения морозостойкости дорожного бетона полезно вводить воздухововлекающие добавки.

21. Активные минеральные добавки: классификация, получение и приме­нение в строительстве.

Активные минеральные добавки. Активные минеральные добавки подразделяются на природные и искусственные.

Природные активные минеральные добавки бывают:

• осадочного происхождения, образованные в результате осаждения в водоемах остатков некоторых растений или в результате природного обжига глинистых пород;

• вулканического происхождения, образовавшиеся в результате извержения магмы.

В качестве добавок осадочного происхождения в цементном производстве применяются:

• диатомиты - горные породы, состоящие преимущественно из скопления микроскопических панцирей диатомовых микроорганизмов и содержащие главным образом кремнезем в аморфном состоянии;

• трепелы - горные породы, состоящие из микроскопических округлых зерен и содержащие, главным образом, аморфный кремнезем. Трепелы и диатомиты по своим физическим свойствам сходны с глинами: они пластичны, вязки и легко распускаются в воде;

• опоки - уплотненные диатомиты и трепелы;

• глиежи - горные породы, образовавшиеся в результате природного обжига глины при подземных пожарах в угольных пластах.

Добавками вулканического происхождения являются:

• пеплы вулканические - представляющие собой рыхлые продукты извержения вулканов и содержащие в основном алюмосиликаты;

• туфы вулканические - уплотненные и сцементированные (склеенные) застывшей магмой вулканические пеплы;

• трассы љ-видоизмененные разновидности вулканических туфов;

• пемза - камневидные породы, характеризирующиеся пористым губчатым строением.

Назначение активных минеральных добавок в портландцементе состоит в том, чтобы связать в нерастворимые в воде соединения свободный гидрат окиси кальция, выделяющийся при твердении цемента. В соответствии с этим основным показателем качества гидравлической добавки является способность ее связывать Са(ОН)2. Эта способность добавки характеризуется ее активностью.

За показатель активности гидравлической добавки, принимается количество извести в миллиграммах, поглощаемой из известкового раствора 1 г добавки в течение 30 сут.

В качестве искусственных активных минеральных добавок используют:

• доменные гранулированные шлаки, которые состоят в основном из CaO, SiO2, A12O3 и MgO;

• кремнеземистые отходы - вещества, богатые активным кремнеземом, получаемые при извлечении глинозема, из глины при производстве алюминия (сиштоф);

• топливные золы и шлаки - остаточный продукт, образующийся при определенном температурном режиме сжигания некоторых видов топлива; он состоит из кислотных окислов (кремнезема, глинозема);

• обожженные глины - продукт искусственного обжига глинистых пород, а также самовозгорающиеся в отвалах пустые шахтные породы (глинистые и углекислые сланцы).

22. Портландцемент с минеральными добавками: состав, свойства и применение.

Портландцемент с добавками (с активными минеральными добавками не более 20 %) получают помолом клинкера, двуводного гипса и активных минеральных добавок. Добавок разрешается вводить до 20 %. Количество и виды добавок приведены в таблице.

Содержание и виды активных минеральных добавок

Обозначение цемента	Содержание добавки, %, по массе
всего	в том числе
доменные гранулированные и электротермофосфорные шлаки	осадочного происхождения, кроме глиежа	прочие активные, включая глиеж
ПЦ-Д5 ПЦ-Д20, ПЦ-Д20-Б	До 5 Св. 5 до 20	До 5 До 20	До 5 До 10	До 5 До 20

До 5 % активных минеральных добавок от массы цемента можно заменять добавками, ускоряющими твердение или повышающими прочность цемента без ухудшения его строительно-технических свойств: крентами, обожженными алунитами и каолинами, сульфоалюминатными и сульфоферритными продуктами.

Выпускают его марок 400, 500, 550 и 600, допускается марка 300 со значениями пределов прочности на изгиб и сжатие, приведенными в таблице 3.2.

Этот цемент имеет, в основном, такие же свойства, что и чистоклинкерный портландцемент. Добавки несколько повышают его водостойкость, сульфатостойкость. Морозостойкость же уменьшается. Замена клинкера более дешевыми минеральными добавками уменьшает его стоимость. Он применяется в строительстве вместо портландцемента. ПЦ 400-Д20-Н и ПЦ 500-Д-20-Н с содержанием в клинкере минерала С₃А до 8 % и с добавкой гранулированного шлака до 15 % можно применять для бетона дорожных и аэродромных покрытий.

Разновидностями портландцемента с минеральными добавками являются быстротвердеющий и сульфатостойкий портландцементы.

23. Шлакопортландцемент (ШПЦ): состав, свойства и применение в строительстве.

Шлакопортландцемент – гидравлическое вяжущее вещество, получаемое помолом портландцементного клинкера, гипса и гранулированных доменного или электротермофосфорного шлака. Шлаки вводятся от 20 до 80 %. До 10 % их может заменяться активной минеральной добавкой.

Истинная плотность шлакопортландцемента составляет 2,8–3 г/см³, насыпная в рыхлонасыпанном – 900–1200, а в уплотненном – 1400–1700 кг/м³.

Водопотребность и сроки схватывания шлакопортландцемента примерно такие же, как у портландцемента.

Попрочностишлакопортландцемент выпускают марок 300, 400 и 500 со значениями пределов прочности на изгиб и сжатие, приведенными в таблице 3.2. Он характеризуется замедленной скоростью твердения в начальный период. В дальнейшем она нарастает и к 6–12 месяцам прочность шлакопортландцемента сравнивается с портландцементом и даже ее превышает. Термообработка при температуре 80–95 °С активизирует твердение шлакопортландцемента. Поэтому его рекомендуют применять при заводском изготовлении изделий.

Тепловыделение шлакопортландцемента при твердении в течение первых 1–3 суток на 15–30 % меньше, чем у портландцемента. Он медленно набирает прочность при пониженных положительных температурах. Поэтому он эффективен в массивных конструкциях и нежелателен при зимнем бетонировании.

Жаростойкостьшлакопортландцемента из-за пониженного содержания в цементном камне гидроксида кальция выше, чем у портландцемента, и составляет 600–800 °С, поэтому его рекомендуют для жаростойких бетонов.

Морозостойкостьшлакопортландцемента ниже, чем у портландцемента. Бетоны на этом цементе выдерживают 50–100 циклов испытаний.

Небольшое количество в цементном камне гидроксида кальция повышает стойкость его в мягких водах. Снижение гидроксида кальция в жидкой фазе твердеющего цемента препятствует образованию эттрингита 3СаО×Al₂O₃×3CaSO₄×(31-32)×H₂O. Поэтому он имеет повышенную стойкость в сульфатных водах.

Шлакопортландцемент – одно из самых распространенных вяжущих. Применение шлака, который не следует обжигать, делает его стоимость на 15–20 % ниже стоимости портландцемента.

Разновидностями шлакопортландцемента являются быстротвердеющий и сульфатостойкий шлакопортландцементы.

24. Пуццолановый ПЦ (ППЦ): состав, свойства и применение.

Пуццолановый портландцемент – вяжущее вещество, получаемое совместным измельчением портландцементного клинкера нормированного минералогического состава, активной минеральной добавки и гипса. Добавок осадочного происхождения (диатомита, трепела, опоки) берется от 20 до 30 %, вулканического происхождения (зол, глиежей) – от 25 до 40 %.

Содержание в клинкере минерала C₃A допускается до 8 %, других – не нормируется. Содержание Al₂O₃ и MgO не должно превышать 5 % каждого.

Добавки оказывают влияние на свойства пуццоланового портландцемента, и он отличается от портландцемента.

Истинная плотность его составляет 2,7–2,9 г/см³, насыпная – 900–1100 кг/м³, что меньше, чем у портландцемента.

Он имеет повышенную нормальную густоту цементного теста до 30–40 %, вследствие чего его расход в бетонах по сравнению с портландцементом увеличивается на 15–20 %.

По прочности пуццолановый портландцемент подразделяется на марки 300 и 400. Рост прочности в начальный период замедленный. При твердении выделяется меньше тепла, чем у портландцемента, поэтому его не следует применять при пониженных температурах и рекомендуется для массивных конструкций. Наиболее интенсивно он набирает прочность при автоклавной обработке.

При длительном хранении на складах пуццолановый портландцемент теряет активность быстрее портландцемента из-за поверхностной гидратации зерен цемента в связи с гигроскопичностью добавок.

Пуццолановые портландцементы с добавками осадочного происхождения имеют пониженную воздухостойкость. Малая влажность среды может привести к образованию усадочных трещин в бетоне. Их не следует применять для бетонов с относительной влажностью воздуха менее 60 % и на открытом воздухе при действии атмосферных факторов.

При эксплуатации во влажной среде гелеобразные составляющие цементного камня набухают. Водонепроницаемость его повышается, поэтому его рекомендуют применять для водонепроницаемых бетонов.

В связи с высокой водопотребностью бетоны на пуццолановых портландцементах имеют пониженную морозостойкость. Они выдерживают всего 25–50 циклов испытаний. Поэтому их не следует применять в гидротехнических сооружениях зоны переменного уровня воды, подверженных воздействию знакопеременных температур, для дорожных бетонов.

25. Глиноземистый цемент. Сырье, химический и минеральный составы, свойства и применение в строительстве.

Глиноземистыйцемент представляет собой гидравлическое быстротвердеющее вяжущее вещество, получаемое измельчением глиноземистого клинкера. Клинкер получают из обожженной до плавления или спекания смеси, состоящей из бокситов и известняков.

Глиноземистый цемент в строительстве применяют в чистом виде или в качестве компонента для изготовления расширяющихся, жаростойких и других вяжущих.

Химический состав глиноземистого цемента характеризуется содержанием в нем главных оксидов, %: алюминия (глинозем Al₂O₃)– 30–50, кальция (СаО) – 35–45, кремния (кремнезем SiO₂) – 5–15, железа (Fe₂O₃) – 5–15; небольшого количества в виде примесей других оксидов: титана (TiO₂) – 1,5–2,5, магния (MgO) – 0,5–1,5, серного ангидрида (SO₃) – 0,1–1, щелочных металлов (Na₂O + K₂O) – до 1.

Минералогический состав глиноземистого цемента характеризуется содержанием в нем соединений однокальциевого алюмината СаО×Al₂O₃ (СА), однокальциевого двухалюмината СаО×2Al₂O₃ (СА₂), пятикальциевого трехалюмината 5СаО×3Al₂O₃ (С₅А₃), геленита 2СаО×Al₂O₃×SiO₂ (С₂АS), двухкальциевого силиката b-2СаО×SiO₂ (b-С₂S).

Основным минералом глиноземистого цемента, определяющим его свойства, является СА. Он образует твердые растворы с однокальциевым ферритом до 15 % и оксидом железа – до 10 %. При твердении дает камень высокой прочности. Минерал С₅А₃ быстро схватывается и твердеет, СА₂ медленно твердеет, но имеет высокую конечную прочность.

Сырьем для изготовления глиноземистого цемента являются известняки CaCO₃ и бокситы Al₂O₃× n H₂O. Могут применяться алюминиевые шлаки и обожженные высокоглиноземистые глины. Изготавливают глиноземистый цемент двумя способами: спеканием или плавлением сырьевой смеси.

По способу спекания во вращающихся или шахтных печах производится обжиг тонкоизмельченной сырьевой смеси боксита и известняка. При температуре около 1300 °С образуется глиноземистый клинкер.

По способу плавления в доменных печах одновременно получают чугун и глиноземистый шлак. Печь загружают железистым бокситом, известняком, металлическим ломом и коксом. Расплавленные чугун и шлак периодически выпускают. Температура шлака составляет 1600–1700 °С. Охлажденный шлак является клинкером глиноземистого цемента.

Истинная плотность глиноземистого цемента составляет 3,1–3,3 г/см³, насыпная плотность в рыхлонасыпанном состоянии – 1000–1300, в уплотненном – 1600–1800 кг/м³, водопотребность – 23–28 %. Начало схватывания должно наступать не ранее 45 мин, конец – не позже 12 ч. Ускорителями служат Ca(OH)₂, Na₂CO₃, CaSO₄, портландцемент, замедлителями – NaCl, CaCl₂, KCl, винная кислота и др.

Этот цемент при твердении быстро набирает прочность. Через 10--15 ч она составляет 15–20 МПа, через сутки – 80--90 % от марочной. Марки цемента, определяемые в возрасте 3 суток, – 400, 500 и 600. Через 10–20 лет он приобретает прочность, превышающую марочную на 50–60 %.

Глиноземистый цемент интенсивно твердеет при пониженных температурах. Так, при 0 °С через трое суток прочность его составляет 50 % от марочной. Это объясняется повышенной экзотермией в начальный период. Пропаривание и автоклавная обработка понижают его прочность.

Бетоны на глиноземистом цементе по сравнению с бетонами на портландцементе имеют повышенную водостойкость. Жаростойкость их очень высокая и составляет 1200--1600 °С. Объясняется это отсутствием в цементном камне гидроксида кальция. Они также имеют более высокую водонепроницаемость, морозостойкость в связи с тем, что пористость цементного камня на глиноземистом цементе в 1,5 раза меньше пористости портландцементного камня.

Глиноземистый цемент рекомендуют применять для изготовления жаростойких, морозостойких и водонепроницаемых бетонов, при выполнении аварийных и ремонтных работ. Ограничивает его применение высокая стоимость, превышающая стоимость портландцемента в 5–6 раз.

26. Расширяющийся и напрягающий цементы: состав, свойства и примене­ние в строительстве.

Расширяющийся цемент

К этой группе вяжущих относятся цементы, несколько увеличивающиеся в объеме при твердении во влажных условиях или не дающие усадки при твердении на воздухе.

• Водонепроницаемый расширяющийся цемент представляет собой быстросхватывающееся и быстротвердеющее гидравлическое вяжущее вещество, получаемое помолом или смешением в шаровой мельнице тонко измельченных глиноземистого цемента, гипса и высокоосновного алюмината кальция. Высокоосновный алюминат кальция (4СаО-АЬОз) получают гидротермической обработкой в течение 5...6 ч при температуре 120...150°С смеси глиноземистого цемента с известью (1:1), затворенной 30% воды. Полученный продукт высушивают и измельчают. Начало схватывания цемента не ранее 4 мин, а конец—не позднее 10 мин. Схватывание можно замедлить добавкой СДБ, уксусной кислоты и буры. Линейное расширение через 1 сут твердения цемента должно быть не менее 0,2% и не более 1%. Применяют водонепроницаемый расширяющий цемент при восстановлении разрушенных бетонных и железобетонных конструкций, для гидроизоляции туннелей, стволов шахт, в подземном и подводном строительствах, при создании водонепроницаемых швов.

• Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент является быст-ротвердеющим гидравлическим вяжущим, получаемым путем совместного тонкого помола или смешения высокоглиноземистого клинкера или шлака и природного двуводного гипса. Применяют гипсоглиноземистый цемент для получения безусадочных и расширяющихся водонепроницаемых растворов и бетонов, для зачеканки швов, гидроизоляции шахт.

• Расширяющийся портландцемент (РПЦ) — гидравлическое вяжущее вещество, получаемое совместным тонким помолом портландцементного клинкера — 58...63%, глиноземистого шлака или клинкера — 5...7%, гипса— 7...10% и гранулированного доменного шлака или другой активной минеральной добавки — 23...28%. РПЦ быстро твердеет в условиях кратковременного пропаривания, обладает высокой плотностью и водонепроницаемостью во влажной среде в течение 3 сут твердения, способностью расширяться.

• Напрягающий цемент (НЦ) при затворении водой сначала твердеет и набирает прочность, а в последующее время расширяется и напрягает железобетон. Этот цемент получен В. В. Михайловым. Он состоит из 65...75% портландцемента, 13...20% глиноземистого цемента и 6... 10% гипса; его удельная поверхность не менее 3500 см2/г, начало схватывания не ранее 30 мин и конец — не позднее чем через 4 ч после затвердения. НЦ быстро твердеет, прочность при сжатии через 1 сут должна быть не менее 15 МПа, через 28 сут твердения — 50 МПа. Применяют самонапрягающий цемент для изготовления напорных труб, резервуаров для воды, хранения бензина, спортивных сооружений.

27. Бетоны: классификация бетонов по назначению, виды вяжущего, за­полнителей, плотности, структуре.

Бетоном называется искусственный каменный материал, состоящий из затвердевшей смеси вяжущего, воды, мелкого и крупного заполнителя. Для улучшения свойств бетона или бетонной смеси в их состав могут вводиться минеральные и химические добавки.

Бетоны классифицируются по средней плотности, назначению, виду вяжущего, виду заполнителей, структуре, условиям твердения.

По средней плотности бетоны подразделяются на особо тяжелые с ρ_с > 2500 кг/м³, тяжелые с ρ_с = 2000…2500 кг/м³, легкие с ρ_с = 600…2000 кг/м³ и особо легкие с ρ_с < 600 кг/м³.

По назначению бетоны подразделяют на конструкционные и специальные (гидротехнические, дорожные, теплоизоляционные, конструкционно-теплоизоляционные, жаростойкие, химически стойкие, декоративные, радиационно-защитные, напрягающие и др.).

По виду вяжущего бетоны подразделяются: на цементные, известковые, шлакощелочные, гипсовые, специальные и смешанные.

По виду заполнителей, применяемых в бетонах, они бывают на плотных, пористых и специальных заполнителях.

По структуре бетоны подразделяются на плотные, поризованные, ячеистые, крупнопористые.

По условиям твердения бетоны подразделяются на твердевшие в следующих условиях: в естественных при положительных температурах, тепловлажностной обработке при атмосферном давлении, тепловлажностной обработке при давлении выше атмосферного (автоклавные); тепловой обработке без контакта с паровоздушной средой; при отрицательных температурах.

Наименование бетонов содержит наиболее значимые признаки, установленные стандартом, или назначение бетона. Например, бетон тяжелый; бетон легкий; бетон ячеистый, бетон дорожный и другие.

28. Материалы для бетонов: выбор вяжущего, его влияние на свойства бетона.

Вяжущие. Для тяжелых бетонов в качестве вяжущих применяют все цементы на основе портландцементного, глиноземистого, сульфатоалюминатного, сульфатоферритного клинкеров, кислотоупорный цемент, шлакощелочное вяжущее. Основными вяжущими служат портландцемент и его разновидности. В дальнейшем будем рассматривать бетон на портландцементах.

Вид и тип цемента принимается в соответствии с назначением конструкций и условиями их эксплуатации.

Марку цемента рекомендуется выбирать в зависимости от проектной и отпускной прочности бетона и условий его твердения.

Назначение марки цемента в зависимости от класса (марки) бетона

Проектный класс (марка) бетона на сжатие	Марки цемента для тяжелого бетона при твердении в условиях
естественных	тепловой обработки при отпускной прочности бетона
70% проектной и менее	80–100 % проектной
рекоменд	допуст	рекоменд	допуст	рекоменд	допуст
B7,5 (M100)		-		-	-	-
B10, B12,5 (M150)						300, 500
B15 (M200)		300, 500		300, 500
B20 (M250)		300, 500		300, 500
B25 (M300)
B25 (M350)
B30 (M400)		550, 600		550, 600		500, 600
B35 (M50)		500, 600		500, 600		500, 550
B40 (M500)		550, 600		550, 600
B45 (M600)					-	-

Минимальный расход цемента зависит от вида конструкций и условий их эксплуатации и принимается.

Дата добавления: 2015-04-24