Портландцементы с органическими добавками.

В современной технологии бетона широко применяют поверхностно-активные вещества, вводимые в малых дозах (0,05-0,3% от массы цемента) в бетонные и растворные смеси при их изготовлении и добавляемые в цемент при помоле клинкера.

Поверхностно-активные добавки можно разделить на гидрофи-лизующие и гидрофобизующие.

К гидрофшизующим добавкам относятся лигносульфонаты кальция (ЛСТ).

К гидрофобизующим добавкам относят мылонафт, асидол, асидол-мылонафт, синтетические жирные кислоты и их соли.

Пластифицированный портландцемент изготовляют путем введения при помоле клинкера около 0,25% ЛСТ (считая на сухое вещество). Он отличается от обычного портландцемента способностью придавать растворным и бетонным смесям повышенную подвижность. Пластифицирующий эффект используется для уменьшения водоцементного отношения, повышения морозостойкости и водонепроницаемости бетона. Если же сохранить В/Ц, то можно снизить расход цемента (примерно на 10-15%) без ухудшения качества бетона.

Гидрофобный портландцемент получают, вводя при помоле клинкера 0,1-0,2% мылонафта, асидола, синтетических жирных кислот, их кубовых остатков и других гидрофобизующих веществ. Он обладает пониженной (по сравнению с обычным цементом) гигроскопичностью, лучше сохраняет свою активность при хранении и перевозках. Гидрофобный портландцемент пластифицирует бетонные и растворные смеси, повышает морозостойкость и водонепроницаемость бетона.

К цементам с органическими добавками следует отнести и вяжущие низкой водопотребности (ВНВ), которые получают совместным помолом портландцемента и поверхностно-активного вещества суперпластификатора (С-3, 10-03, 30-03 и др.). Портландцемент домалывают до тонкости помола 4500...5000 см2/г в присутствии суперпластификатора (обычно С-3 - сульфинирбванная меламино-формаль-дегидная смола) в порошкообразном состоянии. При этом зерна цемента капсулируются тончайшими оболочками из суперпластификатора. ВНВ характеризуется следующими свойствами:

- высокой тонкостью помола, что создает повышенную реакци онную способность;

- водопотребностью 15... 18% (вместо 25...27% у обычного це мента);

- замедлением начала схватывания до-6...7 часов при сохранении конца схватывания до 10 часов;

- быстрым набором прочности в ранние сроки (через сутки предел прочности при сжатии составляет 25... 30 МПа).

ВНВ является высокомарочным вяжущим. Его марки лежат в пределах 700-1000. Однако применение цементов таких высоких марок целесообразно лишь в высокопрочных бетонах. Для получения ВНВ марок 500...600, применяемых в тяжелых бетонах, при помоле вводят минеральные добавки (тонкомолотый кварцевый песок, зола-унос и др.) в количестве 30...50% от массы цемента.

Быстротвердеющий портландцемент.

Данный цемент получается путем тонкого помола алито-алюминатного клинкера (удельная поверхность 3500…4000 см²/г) и регулированием минералогического состава, – вводится большое количество трехкальциевого силиката и трехкальциевого алюмината (С₃S>50%, (C₃S+C₃A)>60 – 65%). Такой состав и тонкий помол БТЦ обеспечивает быстрый набор прочности: примерно, через 3 суток с момента затворения водой прочность на сжатие составляет не менее 25…28 МПа. Далее, после 3 суток скорость набора прочности замедляется, и на 28 сутки прочность практически не отличается от обычного портландцемента в том же возрасте. Таким образом, БТЦ востребованный там, где необходимо получить высокую прочность бетона в начальные сроки твердения.

Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ), согласно ГОСТ 10178-85 выпускается марки М400 и М500.

Применение. Эффективно применять при больших объемах производства сборных железобетонных изделий и бетонировании при отрицательных температурах. Преимущества в применении таких цементов заключается в значительном уменьшении расхода цемента, на предприятиях по изготовлению железобетонных изделий уменьшается время тепло-влажностной обработки или совсем обойтись без пропарки.

Ограничения: Запрещается применять данный цемент для строительства массивных конструкций. Бетон, изготовленный из БТЦ не сульфатостойкий.

Сульфатостойкий портландцемент.

Производится путем регулирования минералогического состава: трехкальциевого силиката – не более 50%, трехкальциевого алюмината – не более 5%, C3A+C4AF – не больше 22%. В состав включают оксид магния (5%) и оксид алюминия (5%).

СПЦ подразделяются на:

сульфатостойкий портландцемент (марка 400);

сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками (марка 400, 500);

сульфатостойкий шлакопортланцемент (марка 300, 400);

пуццолановый портландцемент (марка 300, 400).

Данные цементы предназначены для изготовления бетонов, эксплуатируемых в очень сильной агрессивной среде. Их также применяют для изготовления бетона с повышенной морозостойкостью. Для подземных и подводных гидротехнических конструкций и сооружений, которые подвергаются сульфатной коррозии целесообразно применять сульфатостойкий шлакопортландцемент и сульфатостойкий пуццолановый портландцемент. Так как, сульфатостойкий портландцемент обладает пониженной экзотермией его можно использовать для строительства массивных конструкций.

Согласно ГОСТ 10178-85, в таблице 1 представлен минералогический состав некоторых сульфатостойких портландцементов.

Глиноземистый цемент и цементы на его основе.

Глиноземистый цемент (ГЛЦ) - быстротвердеющее гидравлическое вяжущее вещество, получаемое тонким измельчением обожженной до спекания или сплавления сырьевой смеси, богатой глиноземом. В качестве сырьевых материалов для получения глиноземистого цемента используют известняк или известь и породы с высоким содержанием глинозема Al2O3, например бокситы.

Минералогический состав глиноземистого цемента характеризуется большим содержанием низкоосновных алюминатов кальция, главным из которых является однокальциевый алюминат CaO&Al2O3.

Применение глиноземистого цемента ограничено его высокой стоимостью. Его используют при срочных ремонтных и аварийных работах, производстве работ в зимних условиях, для бетонных и железобетонных сооружений, подвергающихся воздействию сильно минерализованных вод, получения жаростойких бетонов, а также изготовления расширяющихся и безусадочных цементов.

Требования, предъявляемые к материалам для изготовления бетона.

Цемент. Для приготовления бетонных смесей применяются, портландцемент, пуццолановый портландцемент, шлакопорт-ландцемент и др

Вода. Вода для затворения бетонных смесей не должна содержать в значительных количествах вредных примесей, к которым относятся кислоты, сульфаты, жиры, растительные масла, сахар и различные другие органические вещества.

Песок. Объем пустот в песке должен быть возможно меньшим, чтобы для его заполнения требовалось меньше цементного теста. Объем пустот будет наименьшим тогда, когда пески состоят из зерен разного размера, потому что промежутки между крупными песчинками в таком песке заполняются более мелкими.

*количество слюды в песке для бетона не должно превышать 0,5%

*сульфаты не более 1%.

*Глинистые, илистые и пылевидные частицы не более 5%

*Органические примеси. Содержание органических примесей устанавливается специальным колориметрическим методом исследования - по цвету жидкости над песком, залитым 3%-ным раствором едкого натра. Цвет жидкости должен, быть не темнее светложелтого.

Гравий. Количество примесей в гравии (глины и пыли) не должно превышать 2%; при наличии их свыше указанного гравий промывают водой. Содержание сернистых и сернокислых примесей допускается в количестве не более 1%

Требования, к мелкому заполнителю для бетона.

В качестве мелкого заполнителя для приготовления тяжелого бетона могут применяться пески, отвечающие требованиям ГОСТ 10268—80 и ГОСТ 8736—77, природные (в естественном состоянии), природные фракционированные и природные обогащенные; дробленые и дробленые фракционированные.

В зависимости от зернового состава песок делят на четыре группы: крупный, средний, мелкий и очень мелкий.

Пустотность заполнителей должна быть минимальной. Для этого в пустотах между крупными зернами должны находится более мелкие

Требования, к крупному заполнителю для бетона.

Крупные заполнители имеют зерна размером свыше 5 мм и крупный заполнители суммарно могут занимать до 80 процентов объема, что существенно влияет на эксплуатационные свойства бетона

Гравий-представляет собой камни округлой формы с гладко

Щебень- зерна которого имеют угловатую форму. Поверхность зерен щебня более шероховатая, чем у гравия, поэтому и сцепление щебня с цементным камнем лучше

Механические свойства крупного заполнителя существенно влияют на прочностные характеристики бетона. Если у заполнителя низкие показатели по прочности, то даже применение цемента с высокими марками не позволит получить высокопрочный бетон, то есть заложенные в примененном цементе высокие прочностные параметры окажутся неиспользованными. Зерна щебня и гравия подразделяют на четыре фракции по крупности размеров зерен в диапазоне от 5-10мм до 40-70мм. В практике эти заполнители поступают смесью из двух и более фракций.

Для щебня и гравия определены ограничения по максимальному размеру зерен. Они не должны быть крупнее 1/4 части размера минимального сечения бетонной конструкции и 3/4 минимального расстояния между стержнями арматуры в железобетонных конструкциях. При изготовлении малоармированных фундаментов, эстакад, стенок допускается использование гравия с зернами размером до 120-150мм (12-15см)