ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ И ШЛАКОПОРТЛАНДЦЕМЕНТ (ГОСТ 10178)

Portland cement and portland blastfurnace slag cement

По составу цемент подразделяют на следующие виды: портландцемент (без минеральных добавок); портландцемент с добавками (с активными минераль­ными добавками не более 20%); шлакопортландцемент (с добавками гранулированного шлака более 20%).

Таблица 1.21

Обозначение вида цемента

Активные минеральные добавки, % по массе

Всего

В том числе

Доменные гранулированные и электротермофосфорные шлаки

Осадочного происхождения, кроме глиежа

Прочие активные, включая глиеж

Пц-до

Не допускаются

ПЦ-Д5

До 5

ПЦ-Д20, ПЦ-Д20-Б

Св.5 до 20

До 20

До 10

До 20

ШПЦ, ШПЦ-Б

Св. 20 до 80

Св.20 до 80

До 10

ДоЮ

По прочности на сжатие в 28-суточном возрасте це­мент подразделяют на марки: портландцемент — 400, 500, 550 и 600; шлакопортландцемент — 300,400 и 500; портландцемент быстротвердеющий — 400 и 500; шла­копортландцемент быстротвврдеющий — 400. Допус­кается выпуск портландцемента с минеральными до­бавками марки 300.

При производстве цементов применяется: клинкер; гипсовый камень по ГОСТ 4013 (допускается примене­ние фосфогипса, борогипса, фторогипса); гранулиро­ванные доменные или электротермофосфорные шла­ки по ГОСТ 3476 и др.; добавки, регулирующие основ­ные свойства цемента, и технологические — по соответ­ствующей нормативно-технической документации.

Массовая доля в цементах активных минеральных добавок должна соответствовать значениям, указан­ным в табл. 1. 21.

Допускается замена части минеральныхдобавок во всех типах цемента ускоряющими твердение или по­вышающими прочность и не ухудшающими его строи­тельно-технические свойства (кренты, сульфоалюми — натные и сульфоферритные продукты, обожженные алуниты и каолины). Суммарная массовая доля этих добавок не должна превышать 5% массы цемента.

Прочность цемента на изгиб и сжатие должна быть не ниже значений, указанных в табл. 1. 22.

Регламентируемые СНиПом области применения цементов по видам

Таблица 1.20

Вид цемента

Основное назначение

Допускаемое применение

Портландцемент и портландцемент с минеральными добавками

Бетонные и железобетонные сборные изделия и конструкции, бетон омоноличивания

Бетоны со специальными свойствами при условии проверки этих свойств

Шлакопортландцемент

То же, твердеющие в условиях ТВО-, особенно конструкции, подвергаемые действию пресных и минерализованных вод

То же

Пуццолановый портландцемент

Бетон подземных и подводных конст­рукций и сооружений при действии пресных и минерализованных вод

Надземные конструкции и сооружения, эксплуатируемые в условиях повышенной влажности

Сульфатостойкие портландцементы

Сульфатостойкий бетон

Для специальных целей

Сульфатостойкие шлакопортланд­цемент и пуццолановый портландцемент

То же

Бетоны с пониженным тепловыделе­нием (низкотермичные)

Напрягающие цементы

Бетоны напрягающие для омоноличивания, заполнения стыков, водонепроницаемые конструкции

Бетоны с компенсированной усадкой

Цемент должен показывать равномерность изме­нения объема при испытании образцов кипячением в воде, а при содержании МдО в клинкере более 5% — в автоклаве. Начало схватывания раствора должно на­ступать не ранее 45 мин, а конец — не позднее 10 ч от начала затворения. Тонкость помола должна быть та­кой, чтобы при просеивании пробы цемента сквозь сито с сеткой № 008 по ГОСТ 6613 проходило не менее 85% массы просеиваемой пробы. Массовая доля ан­гидрида серной кислоты (S03) в цементе не должна превышать 3-4%.

Допускается введение в цемент при его помоле спе­циальных пластифицирующих или гидрофобизирующих поверхностно-активных добавок в количестве не более 0,3% массы цемента в пересчете на сухое вещество добавки. Подвижность цементно-песчаного раствора состава 1:3 из пластифицированных цементов всех ти­пов должна быть такой, чтобы при водоцементном от­ношении, равном 0,4, расплыв стандартного конуса был не менее 135 мм. Гидрофобный цемент не должен впи­тывать в себя воду в течение 5 мин от момента нанесе­ния капли воды на поверхность цемента.

Для бетона дорожных и аэродромных покрытий, же­лезобетонных напорных и безнапорных труб, железо­бетонных шпал, мостовых конструкций, стоек опор вы­соковольтных линий электропередач, контактной сети железнодорожного транспорта и освещения поставля­ется цемент, изготовляемый на основе клинкера нор­мированного состава с содержанием трехкальциевого алюмината в количестве не более 8% по массе.

Таблица 1.23

Распределение цементов по эффективности пропахивания

Группа по

Эффективности

Пропаривания

Вид цемента

Прочность на сжатие после пропаривания, ІУІПа (кгс/см2), для цемента марок

300

400

500

550-600

1

Пц

Более 23 (230)

Более 27 (270)

Более 32 (320)

Более 38 (380)

ШПЦ

Более 21 (210)

Более 25 (250)

Более 30 (300)

2

ПЦ

От 20 до 23 (От 200 до 230)

От 24 до 27 (От 240 до 270)

От 28 до 32 (От 280 до 320)

От 33 до 38 (От 330 до 380)

ШПЦ

От 18 до 21 (От 180 до 210)

От 22 до 25 (От 220 до 250)

От 26 до 30 (От 260 до 300)

3

Пц

Менее 20 (200)

Менее 24 (240)

Менее 28 (280)

Менее 33 (330)

ШПЦ

Менее 18 (180)

Менее 22 (220)

Менее 26 (260)

Www. stroyinform. ru

СТРОИТЕЛЬ 2/2006 I 23

При этом необходимо использовать один из следу­ющих типов цемента: ПЦ400-Д0-Н, ПЦ500-Д0-Н — для всех изделий; ПЦ 500-Д5-Н — для труб, шпал, опор, мостовых конструкций независимо от вида добавки (для напорных труб поставляется цемент I или II груп­пы); ПЦ400-Д20-Н, ПЦ 500-Д20-Н — для бетонадорож — ных и аэродромных покрытий при применении в каче­стве добавки гранулированного шлака не более 15%.

Начало схватывания портландцемента для бетона дорожных и аэродромных покрытий должно наступать не ранее 2 ч, портландцемента для труб — не ранее 2 ч 15 мин от начала затворения цемента. Удельная повер­хность портландцемента с добавкой шлака для бетона дорожных и аэродромных покрытий должна быть не менее 280 м2/кг.

Массовая доля щелочных оксидов (Na20 и К20) в пересчете на Na20 (Na20 + 0,658К20) в цементах, пред­назначенных для изготовления массивных бетонных и железобетонных сооружений с использованием peaк — ционноспособного заполнителя, устанавливается по согласованию с потребителем. Массовая доля щелоч­ных оксидов в цементах, изготовляемых с использо­ванием белитового (нефелинового) шлама, в пересче­те на Na20 не должна быть более 1,20%.

Быстротвердеющий портландцемент Применяется для изготовления конструкций из бе­тона и железобетона (в т. ч. преднапряженного) без теп­ловой обработки, возведения конструкций и сооруже­ний из монолитного бетона с применением скользя­щей или переставной опалубки.

Таблица 1.22

Обозначение

Гарантированная

Прочность, МПа (кгс/см2)

Вида цемента

Марка

На изгиб в возрасте, сут.

На сжатие в возрасте, сут.

3

28

3

28

ПЦ-Д0.ПЦ-Д5,

300

_

4,4 (45)

29,4 (300)

ПЦ-Д20, ШПЦ

400

5,4 (55)

39,2 (400)

500

5,9(60)

49;о (500)

550

6,1 (62)

53,9 (550)

600

6,4 (65)

58,8 (600)

ПЦ-Д20-Б

400

3,9 (40)

5,4 (55)

24,5 (250)

39,2 (400)

500

4,4 (45)

5,9 (60)

27,5 (280)

49,0 (500)

ШПЦ-Б

400

3,4(35)

5,4 (55)

21,5(220)

39,2 (400)

Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) получа­ется совместным тонким измельчением специального портландцементного клинкера и гипса. При помоле до­пускается введение не более 10% активных минераль­ных добавок осадочного происхождения и не более 15% доменных и электротермофосфорных гранулированных шлаков. Клинкер быстротвердеющего портландцемен­та содержит 60-65% трехкальциевого силиката и алю­мината и ограниченное 0,5% количество свободного ок­сида кальция. Содержание оксида магния не должно превышать 5%. Гипс вводится в обычной дозировке: в пересчете на S03 не более 3,5% в зависимости от со­держания в клинкере трехкальциевого алюмината и тон­кости помола цемента.

Повышение прочности бетона на быстротвердеющем цементе на начальном этапе твердения в значительной мере обусловлено не только минеральным составом, но и тонкостью измельчения цемента. Быстротвврдеющий це­мент размалывается до удельной поверхности 3500-4000 г против 2800-3000 г для обычного портландцемента.

От обычного он отличается более интенсивным твердением в первые трое суток (его прочность дос­тигает 60-70% марочной). В последующие сроки твер­дения интенсивность нарастания прочности замедля­ется и через 28 сут. и более прочностные показатели быстротвердеющего цемента становятся такими же, какуобычных высококачественных портландцементов. Интенсивность набора прочности в первые сутки воз­растает в условиях тепловлажностной обработки.

Таблица 1.25

Вяжущее

Минеральная

Нормальная

Сроки схватывания, ч-мин

Прочность на сжатие, МПа

Добавка

Теста, %

Начало

Конец

1 сут.

28 сут.

Портланд­

26,5

1-56

3-40

14,8

43,7

Цемент

М400

ВНВ-50

Шлак (50)

18,4

2-30

4-40

37,4

82,6

Зола (50)

19,6

3-20

5-10

34,7

83,7

Песок(50)

18,3

2-40

3-50

36,8

79,6

Песок (25) + шлак (25)

18,2

2-10

4-15

38,5

84,6

Туф (50)

19,4

1-54

3-50

36,9

81,7

Пумицид (50)

17,8

0-50

4-05

37,1

82,4

Хвосты ГОК (50)

18,0

1-40

3-40

38,5

79,7

ВНВ-30

Шлак (50)

19,8

3-15

6-20

28,7

62,8

Песок (50)

18,6

4-10

7-15

27,4

58,5

Песок (25) + шлак (25)

20,0

3-50

6-40

29,3

63,8

Хвосты ГОК (50)

18,9

4-30

5-45

26,4

57,8

Портланд­

26,0

1-32

3-50

16,4

52,3

Цемент

М500

ВНВ-100

16,7

0-50

2-00

43,6

112,4

ВНВ-80

Песок(20)

17,6

1-50

3-40

40,4

104,0

Шлак (20)

16,9

1-40

2-35

42,0

106,3

Зола (20)

17,6

2-30

3-50

36,7

108,5

ВНВ-60

Песок (40)

17,9

1-45

4-30

38,2

84,0

Шлак (40)

17,5

2-10

5-00

39,6

85,6

Зола (40)

18,4

1-35

5-10

32,4

89,3

ВНВ-40

Песок (30) + шлак (30)

17,5

2-30

5-40

28,5

67,3

Песок (30) +зола (30)

18,6

2-45

6-00

26,7

68,5

Шлак (30) + зола (30)

18,0

1-35

5-10

24,8

72,6

При хранении на складе быстротвврдеющий портлан­дцемент сравнительно быстро теряет активность, поэто­му использовать его следует по мере поступления.

Сверхбыстротвердеющие цементы (СБТЦ) изго­тавливаются из клинкеров, включающих в себя мине­ралы, схватывающиеся не мгновенно, а через 15- 45 мин после затворения, и в течение нескольких ча­сов позволяющие достигнуть эксплуатационную проч­ность бетона.

Высокопрочный бездобавочный портландцемент

Применяется при производстве бетонов и раство­ров повышенной прочности для особых строительных конструкций, специальных архитектурных деталей, способствует сокращению сроков распалубочной и транспортировочной прочности бетонных и железобе­тонных изделий, повышению оборачиваемости форм.

Таблица 1.24

Наименование показателей

ПЦ 600 ДО

ПЦ 500 ДО

Начало схватывания, мин, не ранее

45

Конец схватывания, ч

10

Прочность на сжатие, МПа

60

50

Прочность на изгиб, МПа

6,5

6,2

Вяжущие низкой водопотребности (ВНВ)

Применяются при изготовлении бетона и железобе­тона повышенной прочности, при получении арболита с повышенными физико-техническими свойствами, в соста­
ве полимерцементных покрытий полов промышленных зданий, при зимнем беспрогревном бетонировании.

ВНВ получается путем интенсивной механохими — ческой обработки портландцемента с минеральной добавкой в присутствии порошкообразного супер­пластификатора (С-3). Характеризуется, по сравнению с обычным портландцементом, высокой дисперснос­тью (4000-5000 см2/г), низкой водопотребностью (нор­мальная густота цементного теста в среднем 18%), активностью по показателю прочности — до 100 МПа.

По вещественному составу ВНВ подразделяются на чисто клинкерные (ВНВ-100) и многокомпонентные с различными минеральными добавками: оптимизирован­ной комбинацией активных и инертных добавок. В каче­стве активных минеральных добавок используются до­менные шлаки, зола-унос; инертные добавки: строитель­ный песок, хвосты горно-обогатительных комбинатов. Для получения ВНВ заданного качества влажность исход­ных компонентов не должна превышать 3% по массе.

Характерной особенностью цементных систем на основе ВНВ является существенное замедление про­цессов структурообразования в первые 4-8 ч после зат­ворения с последующей интенсивной кристаллизаци­ей и твердением. Длительность индукционного перио­да сокращается с увеличением содержания клинкерно­го компонента в его составе. ВНВ характеризуется дли­тельным сохранением активности и интенсивным набо­ром прочности цементного камня и бетона на его. осно­ве в различные, в том числе и ранние сроки твердения.

ГИДРО-SI

Это безусадочный цемент для изготовления водо­непроницаемых штукатурных растворов; конструкцион­ной гидроизоляции. Применяется без какой-либо до­полнительной гидроизоляции, выдерживает давление воды до 12 атм. Обладает высокой прочностью, повы­шенной водостойкостью, безусадочностью. Бетоны и растворы с данной маркой цемента приобретают свой­ства самозалечивания трещин размером до 0,8 мм.

Приготовление раствора. Цемент смешивают с промытым песком крупностью 0,63-1,5 мм в соотноше­нии 1:2 или 1:3 и затворяют водой до получения консис­тенции густой сметаны. Расход на 1 м2 поверхности при толщине штукатурного слоя 3 см составляет 13,5-18,0 кг

Приготовление бетона. Цемент смешивают с вы­мытым песком (без глинистых и органических включе­ний) крупностью 0,63-1,5 мм, с щебнем или гравием (твердых пород фракции 10-30 мм) и затворяют необ­ходимым количеством воды.

Оштукатуренные поверхности или бетонные конст­рукции необходимо поддерживать во влажном состо­янии и оберегать от пересыхания в течение первых 10- 14 суток после изготовления. Бассейны и резервуары рекомендуется заполнять водой на указанный срок через 3-4 дня после бетонирования.

Расширяющиеся цементы (РЦ)

Из известных примерно 60 составов РЦ, нашедших практическое применение, являются модификациями портландцемента, и у большинства расширение осно­вано на образовании при гидратации повышенных по сравнению с ПЦ количеств трисульфата (эттрингита) — C4AS3H3r

РЦ на основе глиноземистого шлака — гипсоглино — земистый расширяющийся цемент (продукт совмест­ного помола 70% глиноземистого шлака моноалюми — натного типа и двуводного гипса 30%), производимый в соответствии с ГОСТ 11052, с результирующим рас­ширением до 1%. Это — единственный РЦ на непорт — ландской основе, производимый в промышленном масштабе. Начало схватывания — не ранее 10 мин, ко­нец — не позднее 4 ч. Этот РЦ в виду дороговизны гли­ноземистого шлака применяется в настоящее время лишь для тампонирования нефтяных и газовых сква­жин, но ранее в виду его высокой газо-, водо-, кисло — тонепроницаемости и сульфатостойкости использо­вался также для отделок резервуаров для хранения различных, в том числе кислых, жидкостей, топлива, газов, изготовления кислотоустойчивых полов в про­изводственных помещениях и т. д.

РЦ — это цементы, расширение которых на начальном этапе становления структуры цементного камня превы­шает последующую усадку сложившейся структуры. Тех­нология строительного дела в настоящее время приспо­соблена к усадочным цементам. В РЦ имеется особая нуж­да только в областях, где портландцемент имеет ограни­ченную ценность — безрулонные кровли, гидроизоляция подземных сооружений, строительство резервуаров, бас­сейнов и др. емкостей под жидкости и газы, то есть для водонепроницаемых бетонов и покрытий, заделки стыков, омоноличивания и усиления сборных железобетонных конструкций, подливки фундаментов, зачеканки швов и раструбов водопроводных линий и т. п.

Напрягающийся цемент

Подземные емкостные сооружения и гаражи, бас­сейны, подвалы; безрулонные эксплуатируемые кров­ли, транспортные коммуникационные тоннели; полы общественных и производственных зданий; трещино — стойкие водонепроницаемые швы всех видов; ремонт и усиление конструкций; восстановление водонепро­ницаемости — вот области применения этого цемента.

Бетоны, растворы на основе НЦ и изделия из них яв­ляются быстротвердеющими и высокопрочными, обла­дают полной водонепроницаемостью, повышенной мо — розо — и коррозионной стойкостью, не требуют дополни­тельной гидроизоляции. Начало схватывания — не ранее 30 мин, конец — не позднее 8 ч. Прочность на сжатие — 40 МПа, линейное расширение через 28 сут. — не более 1%, самонапряжение через 28 сут. — не менее 0,7 МПа.

Напрягающийся цемент НЦ-Люкс

Бетоны, растворы, сухие смеси на основе НЦ-Люкс являются быстротвердеющими, высокопрочными, об­ладают полной водонепроницаемостью, повышенной морозо — и коррозионной стойкостью, не требуют до­полнительной гидроизоляции.

Прочность бетона в процессе эксплуатации состав­ляет 40-70 МПа, прочность на растяжение — на 20-30% выше, чем у традиционных бетонов. Являясь расши­ряющимся вяжущим, НЦ увеличивается в объеме пос­ле приобретения прочности (8-15 МПа), обеспечивая сцепление с арматурой, бетонная’конструкция стано­вится самонапряженной. Класс по водонепроницаемо­сти W12-20, морозостойкость F 500 и более.

Поверхность, на которую наносится раствор, дол­жна быть прочной, чистой, обезжиренной, шерховатой. Обязательна, особенно там, где есть непосредствен­ный контакт с водой, установка армирующей сетки с ячейкой 5-20 см. Поверхность арматуры не должна иметь следов смазки, загрязнений и ржавчины.

Для получения водонепроницаемого раствора НЦ смешивают с песком (без глинистых и органических включений) в соотношении 1:2 и водой при В/Ц 0,4- 0,45. Для получения бетона соотношение НЦ, песок, щебень составляет 1:(1,2-1,4):(2-2,3) при В/Ц 0,4-0,5. При смешении НЦ с другими видами цемента он теря­ет свои свойства.

Раствор наносят на поверхность пневмонабрызгом или торкретированием за 2-3 прохода при толщине 30 мм. До­пускается ручное нанесение при обеспечении хорошего уплотнения смеси. Расход сухой смеси на 1 м2 поверхности при толщине слоя 30 мм составляет 60 кг После выполне­ния работ на поверхности конструкции необходимо подцер — жвать условия влажного твердения в течение 14 дней.

Портландцемент с пластифицирующими и гидрофобизирующими добавками

Применяется при изготовлении бетонов для высо — коармированных и монолитных конструкций; дорожно­го, аэродромного и гидротехнического строительства; штукатурных или облицовочных смесей.

Добавки вводят в портландцемент при помоле клин­кера, и по своей природе эти добавки аналогичны вво­димым в бетонные смеси. В основном применяют пла­стификаторы (ПАВ), ускорители твердения (в комбини­рованных с пластификаторами), гидрофобизирующие.

При введении ПАВ достигается уменьшение поте­ри активности цемента при длительном хранении; сни­жение водопотребности, увеличение пластичности бетонных смесей, уменьшение их расслаиваемости и водоотделения; увеличение морозостойкости (за счет воздухововлечения) растворов, их коррозионной стой­кости (повышение плотности камня) и др.

ПАВ могут снижать скорость гидратации и тверде­ния цемента, особенно в начальные сроки, при целе­сообразности вместе с ними вводятся добавки-уско­рители твердения, которые также являются антифри­зами — снижают температуру замерзания воды.

Добавки-гидрофобизаторы образуют на поверхно­стях зерен цемента водоотталкивающие пленки. Цемен­ты, модифицированные гидрофобизаторами, характе­ризуются пониженной гигроскопичностью и капилляр­ным подсосом, способны длительное время сохранять активность при хранении даже в условиях повышенной влажности воздуха и не превращаться в комки при крат­ковременном воздействии воды. Гидрофобно-пласти- фицирующие добавки влияют и на процессы твердения, способствуют образованию цементного камня с более однородной и мелкозернистой структурой.

Тонкомолотый многокомпонентный цемент (ТМЦ)

Применяется при изготовлении бетона и железо­бетона, в том числе монолитного, в целях экономии портландцемента или получения материалов с повы­шенными эксплуатационными свойствами, а также для получения неавтоклавного ячеистого бетона.

Тонкомолотые многокомпонентные цементы (ТМЦ) получают повторным помолом портландцементов с различными минеральными добавками природного и искусственного происхождения (кварцевыми песками, известняками, перлитами, вулканическими породами, золами ТЭЦ, доменными шлаками), вводимыми в це­мент взамен части клинкера в количествах до 50%.

ТМЦ изготавливается как на цементных заводах, так и непосредственно на предприятиях стройиндустрии с применением помольного оборудования, использо­ванием портландцементов различной минералогии и различных пластификаторов. Оптимальная дисперс­ность ТМЦ составляет 4500 см2/г. Дальнейшее увели­чение тонкости помола практически не повышает проч­ности бетона, но значительно увеличивает расход энергии на помол.

Замена части клинкера наполнителем обусловила увеличение дозировок пластификаторов (ЛСТМ до 0,4% или С-3 — до 1,4% массы цементного компонента вяжущего). При таком содержании пластификаторов достигается снижение водосодержания бетонной сме­си соответственно на 5-12 и 19-26%. Наиболее суще­ственное снижение водопотребности происходит при использовании ТМЦ с дисперсностью 4500 см2/г.

В случае применения в качестве наполнителя обыч­ного кварцевого песка рациональным по веществен­ному составу является ТМЦ-70 с содержанием 70% клинкера и 30% песка. Использование такого вяжуще­го совместно с пластификаторами (несмотря на уве­личение его расхода до 30%) позволяет сокращать расход клинкерного цемента на 15-30% при использо­вании ЛСТМ-2 и на 25-40% при использовании С-3 по сравнению с бетонами на обычном цементе без доба­вок, В бетонах без пластификаторов эффективность применения ТМЦ значительно снижается и экономия клинкера не превышает 10%.

Применение ТМЦ-50 с золой, при равных расхо­дах вяжущего, повышает степень гидратации тонко­молотого цемента и приводит к существенному уве­личению прочности бетона после пропаривания как относительно обычного портландцемента, так и по сравнинию ТМЦ с песком. Снижение водопотребно­сти пластифицированных бетонных смесей на ТМЦ — 50 с золой несколько ниже, чем на ТМЦ с песком, и находится на том же уровне, что и при использовании обычного цемента.

ЭМАКО МАКФЛОУ

Быстротвврдеющий пластифицированный расши­ряющийся цемент на основе портландцементного клинкера и комплекса добавок с содержанием микро­кремнезема не более 9% и пригодный для получения высокопрочного безусадочного бетона.

Характеристики цемента: еодопотребность — 18%; удельная поверхность — 480 м2/кг; расплыв стандарт­ного раствора 157 мм; марка М500; прочность на сжа­тие в возрасте 3 сут. — 30 МПа, 28 сут. — 53 МПа; проч­ность на изгиб 5,8 МПа; активность по экспресс-мето­ду 52,8 МПа. Материал имеет значительное объемное расширение при свободном твердении в условиях па — роизоляции.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *