Производство и свойства пуццоланового портландцемента

 

Пуццолановый портландцемент получают по следующей схеме (рис. 4.19).

Пуццолановые портландцементы имеют следующие преимущества и недостатки по сравнению с обычным портландцементом.

Преимущества:

− более высокая водостойкость цементного камня;

− пониженное тепловыделение при схватывании и твердении;

− повышенная стойкость к отдельным видам коррозии (в частности, к сульфатной);

− более высокая водонепроницаемость;

− более низкая себестоимость.

Недостатки:

− повышенная водопотребность;

− замедленное нарастание прочности бетона во времени (особенно при твердении на воздухе);

− пониженная морозостойкость.

Тонкость помола и сроки схватывания пуццоланового портландцемента такие же, как у портландцемента.

 

Применение пуццолановых портландцементов

 

Реакция связывания свободной извести активными добавками протекает длительное время и требует влажных условий твердения. Поэтому пуццолановые портландцементы характеризуются длительным ростом прочности, что эффективно обеспечивается при их использовании в бетонах подводных и подземных сооружений.

Повышенная водостойкость и водонепроницаемость бетона на пуццолановом портландцементе в сочетании с небольшим тепловыделением при твердении предопределили область его наиболее целесообразного применения:

− гидротехническое строительство (плотины, доки, шлюзы и т.д.);

− строительство автодорожных и железнодорожных тоннелей, метрополитенов и других подземных сооружений;

− устройство фундаментов при строительстве канализационных и водопроводных коллекторов.

Поскольку бетон на пуццолановом портландцементе недостаточно морозостоек, его нельзя применять в надземных сооружениях – в дорожном и аэродромном строительстве.

Местные вяжущие материалы

Местные вяжущие материалы могут быть изготовлены путем тщательного перемешивания воздушной извести (15-25 %) с тонкомолотой активной гидравлической добавкой (75-80 %) или совместным помолом с добавлением не более 5 % гипса. В зависимости от качества и вида добавки эти цементы называют: известково-кремнеземистые, нефелиновые (тонкий помол нефелинового шлака 65, извести 15 и гипса 5 %), известково-трепельные, известково-зольные, известково-глинистые.

Они медленно схватываются и твердеют и обладают большой водопотребностью. При температуре ниже 10 °С их не следует применять без искусственного прогрева.

Бетонные изделия с использованием этих цементов при автоклавной обработке (давлении 0,9 МПа и температуре 180 °С) быстро твердеют, достигая прочности 20-40 Мпа в результате взаимодействия гидрата окиси кальция с кремнеземом и образования гидросиликатов кальция. Интенсивность процесса твердения зависит от тонкости помола и режима автоклавной обработки. В зависимости от свойств эти цементы применяют для приготовления строительных растворов и низкомарочных бетонов.

 

Шлаковые цементы

 

Шлакопортландцемент (ШПЦ)

 

Шлакопортландцемент – это гидравлическое вяжущее, получаемое путем совместного тонкого помола портландцементного клинкера (до 40 %), доменного гранулированного шлака (30…60 %) и гипса (до 3 %). Его можно также получать тщательным перемешиванием тех же материалов, измельченных раздельно.

Этот вид цемента является разновидностью пуццоланового, тонкость помола, как у портландцемента. Начало схватывания не ранее 45 мин., конец – не позднее 10 ч. Прочность ШПЦ при изгибе от 4,4 до 5,9 МПа, при сжатии – от 29,4 до 49 МПа.

Шлакопортландцемент твердеет медленно. При пониженной температуре твердение замедляется, при повышенной (в камерах и автоклавах) – ускоряется. Известны следующие условия твердения: при нормальной температуре, при пропаривании и в автоклаве (170 °С, 8 МПа).

Цемент выпускается марок ШПЦ-300, ШПЦ-400, ШПЦ-500. По сравнению с портландцементом – менее морозостоек (Мрз 100). Поэтому его не рекомендуется применять для конструкций, где предъявляются высокие требования по морозостойкости, а также в тех сооружениях, которые работают в режиме систематического увлажнения-высыхания и замораживания-оттаивания.

Шлакопортландцемент дешевле, чем обычный портландцемент примерно на 20 %, в то время как свойства их достаточно близки.

Шлакопортландцемент применяют для бетонных и железобетонных подземных, надземных и подводных сооружений, подвергающихся действию пресных и минерализованных вод, а также для внутримассивного бетона гидротехнических сооружений. Шлакопортландцемент более низких марок может быть использован для строительных растворов, а более высоких марок – для производства бетонных и железобетонных сборных конструкций с применением тепловлажностной обработки.

Существует быстротвердеющий шлакопортландцемент (ШПЦ-Б), марка 400, отличающийся меньшим содержанием шлака и более высокой тонкостью помола (до 500 см²/г). Он характеризуется повышенной сульфатостойкостью, водрнепроницаемостью, морозостойкостью и рекомендуется к применению в подводных и подземных сооружениях.

Быстротвердеющий шлакопортландцемент на третьи сутки твердения раствора характеризуется прочностью при сжатии 21,5 и при изгибе 5,4 МПа. На 28-е сутки соответственно – 39,2 и 5,4 МПа.