Пластифицированный цемент состав свойства применение
Обновлено: 01.06.2024
Цемент: его состав и свойства
Сегодня существует огромное количество различных стройматериалов, которые имеют свои преимущества и недостатки. Но, пожалуй, самым популярным из них является цемент. Его используют практически на всех этапах строительства, начиная от монтажа фундамента и заканчивая внутренней отделкой стен. Объяснить его популярность достаточно просто: он обладает высокой прочностью, вяжущим эффектом, позволяет скрыть любые дефекты, с легкостью выдерживает повышенные нагрузки, не боится отрицательных температур. Можно смело сказать, что до сих пор аналогов цементу просто не существует. Именно поэтому он еще долгое время будет оставаться №1 среди всех видов стройматериалов.
Что такое цемент?
Цемент – это стройматериал, который выступает в качестве вяжущего элемента в различных растворах. В целом он представляет собой серый порошок. В отдельно взятых случаях он может иметь изумрудный оттенок. Итоговый цвет цементного порошка зависит от добавок, которые в нём содержатся.
Чтобы получить бетонную смесь, необходимо смешать цемент, воду, песок. При необходимости могут добавляться и другие компоненты. Их выбор зависит от целей и задач, которые необходимо решить. После добавления воды все компоненты образуют пластичную массу, которая со временем начинает затвердевать и трансформироваться в высокопрочный искусственный камень.
История появления цемента
Первое упоминание о цементе появилось примерно 2200 лет назад. В те времена цемент готовили из извести, пемзы, туфа и вулканического пепла. Полученный состав использовали в качестве скрепляющего вещества при строительстве каменных зданий. Также из цемента изготавливали цельнолитые конструкции. Но они были недостаточно прочными, из-за чего их надёжность оставляла желать лучшего.
С каждым столетием качество цемента повышалось, и в 1824 г. Джозеф Аспдин разработал аналог современного портландцемента. Он отличался прекрасным вяжущим эффектом, благодаря чему его можно было использовать для приготовления бетона. Затвердевший материал отличался повышенной прочностью и износостойкостью.
Однако, несмотря на то, что он прекрасно выдерживал сжатие, растяжения бетона приводили к его разрушению. Инженеры обратили внимание на тот факт, что металлические балки, наоборот, не боятся растяжений, но плохо работают на сжатие. В итоге практически одновременно несколько специалистов пришли к выводу, что необходимо объединить эти две особенности.
В начале 1850-ых годов французский инженер Жан-Луи Ламбо построил небольшие лодки. В качестве исходного материала он использовал бетон, который армировал железной сеткой. Спустя несколько лет Уильям Уилкинсон стал первым, кто решил армировать металлическими балками бетонные панели. Полученные ЖБ-конструкции использовали при строительстве 2-этажного дома.
В 1854-м г. инженер-строитель Франсуа Куанье также проводил эксперименты с железобетоном. Он первым решил связать стальную арматуру перекрытий с боковыми панелями. Однако в массовом производстве железобетон начал использовать человек, который вообще не имел отношения к строительству, – это Джозеф Монье. В 1846-ом г. его назначили садовником в саду неподалёку от Лувра. Для пересадки апельсиновых деревьев на зиму в теплицу ему нужны были прочные и надежные кадки. Монье решил сделать их из бетона, но у него ничего не получалось. Полученные кадки все время трескались, даже не застыв. В итоге он решил укрепить их металлическими стержнями.
Тогда цемент не отличался прочностью и разрушался при малейших перепадах температур. Но на удивление Монье, его изобретение за 3 года интенсивной эксплуатации так и не вышло из строя – ни одна кадка не растрескалась. После этого садовник начал изготавливать из бетона и другие элементы ландшафтного дизайна.
Через несколько лет на парижской выставке он получил патент за использование армированного бетона в искусственных водоёмах. После этого последовало еще несколько патентов, в том числе за открытие ЖБ- балок, шпал, мостовых конструкций и других изделий. Через несколько лет вчерашний садовник стал самым узнаваемым человеком во Франции. Под его руководством был построен мост в замке Шазелье и еще много других конструкций.
Спустя некоторое время Монье продал все патенты инженеру-строителю Густаву Вайсу. Он, в свою очередь, сместил арматуру в сторону, что позволило повысить прочность и износостойкость железобетонных панелей. Можно смело сказать, что изобретение армированного бетона стало одним из важнейших событий в истории строительства.
Пластифицированный портландцемент
Получают помолом портландцементного клинкера вместе с гипсом и пластифицирующими добавками в виде концентрата сульфитно-спиртовой барды (ССБ) или кальциевой соли лигносульфоновой кислоты (ЛСТ) и других добавок в количестве 0,15. 0,25 % от массы цемента. Марки этого цемента 400 и 500. Пластифицированный цемент придает растворным и бетонным смесям повышенную подвижность по сравнению с обычным портландцементом при одинаковом расходе воды. Эффект пластификации используют для уменьшения воды в бетоне и растворе, повышения их плотности, морозостойкости и водонепроницаемости. ППЦ рекомендуется для изготовления бетонов, используемых в дорожном, аэродромном и гидротехническом строительстве.
Рекомендуемые области применения цементов
Марки 500, 600,быстротвердеющий и особобыстротвердеющийа) для монолитных и сборных бетонных и железобетонных конструкций где не используются специальные свойства этих цементов ( быстрое твердение, высокая марка);
б) для конструкций подвергающихся действию агрессивных сред, со степенью агрессивности, превышающих установленные нормы
Для бетонных и железобетонных конструкций подвергающихся систематическому переменному замораживанию и оттаиванию или увлажнению и высыханию ( в пресной воде).
Для обычных монолитных бетонных и железобетонных конструкций
Для бетонных и железобетонных конструкций подвергающихся систематическому переменному замораживанию и оттаиванию или увлажнению и высыханию ( в пресной воде).
Для обычных монолитных бетонных и железобетонных конструкций. Для бетонирования в отдаленных районах в случае необходимости длительного транспортирования и хранения цемента.
Для производства обычных и предварительно напряженных сборных бетонных и железобетонных конструкций. При применении тепловлажностной обработки предварительно экспериментально должен быть установлен рациональный режим.
Для обычных и пластифицированных строительных растворов.
Для облицовочного слоя крупных панелей, блоков, штукатурных покрытий. Для архитектурно-отделочных работ в виде растворов, бетонов и побелок.
Для изготовления строительных изделий и конструкций, дорожных знаков, элементов ограждений, скульптур и т.п.
Для производства цветных асбестоцементных изделий. Для изготовления цементных красок.
При марке цемента 300 и выше для производства сборных бетонных и железобетонных конструкций с применением тепловлажностной обработки. Для бетонных и железобетонных надземных, и так же подземных и подводных конструкций.
Для внутримассивного бетона гидротехнических сооружений и для массивных фундаментов промышленных конструкций и оборудования.
Для бетонных и железобетонных конструкций подвергающихся систематическому переменному замораживанию и оттаиванию или увлажнению и высыханию ( в пресной воде).
Для производства бетонных и железобетонных работ в жаркую и сухую погоду без тщательного соблюдения влажностного режима твердения.
Для производства бетонных и железобетонных работ при температуре ниже + 10 С без специальных мер по ускорению твердения бетона.
Быстротвердеющий шлаковыйДля монолитных и сборных железобетонных конструкций, где не используется быстрое твердение этого цемента.
Для производства бетонных и железобетонных работ в жаркую и сухую погоду без тщательного соблюдения влажностного режима твердения.
Без предварительной эксперементальной проверки для бетонных и железобетонных конструкций, подвергающихся систематическому замораживанию и оттаиванию или увлажнению и высыханию
ПуццолановыйДля бетонных и железобетонных надземных конструкций, находящихся в условиях повышенной влажности.
Для бетонных и железобетонных надземных, а так же подземных и подводных конструкций с учетом норм агрессивности среды
Для бетонных и железобетонных конструкций подвергающихся систематическому переменному замораживанию и оттаиванию или увлажнению и высыханию ( в пресной воде).
Для производства бетонных и железобетонных работ в жаркую и сухую погоду без тщательного соблюдения влажностного режима твердения.
Для сборных и монолитных бетонных и железобетонных конструкций, где не используются специальные свойства этих цементов (быстрое твердение, высокая марка)
Для конструкций подвергающихся действию агрессивных сред со степенью агрессивности, превышающей установленные нормы.
Для строительных растворов
Для получения расширяющихся и безусадочных бетонов и растворов и заполнения швов между элементами сборных железобетонных конструкций.
Для производства железобетонных изделий и конструкций при кратковременном пропаривании.
Для изготовления строительных изделий и конструкций с применением автоклавной обработки.
При работе конструкций в эксплутационных условиях при температуре выше + 100 С.
Глиноземистый ГОСТ 969-65Для бетонных и железобетонных конструкций при необходимости получения высокой прочности бетона в короткие сроки твердения при температуре твердеющего бетона + 25 С, а так же при систематическом попеременном замораживании и оттаивании или увлажнении и высыхании.
Для жароупорных и некоторых химически стойких бетонов. Для получения различных видов расширяющихся цементов. Для бетонных и железобетонных конструкций подвергающихся при температуре + 25 С воздействию сульфатных вод или сернистого газа.
Для зимнего бетонирования тонкостенных конструкций.
Для аварийных и ремонтных работ.
Для надземных, подземных и подводных бетонных и железобетонных конструкций, в которых в результате тепловыделения цемента в начальные сроки твердения или в результате нагрева, по различным причинам и последующие сроки твердения температура бетона может поднятся выше +25 С.
В массивном бетоне
Водонепроницаемый расширяющийся (ВРЦ) ТУ МСПТИ-66-50Для зачеканки и гидроизоляции тюбингов, раструбных труб и замоноличивания стыков железобетонных конструкций.
Для заделки фундаментных болтов в бетонных и железобетонных конструкциях, подливки под машины и т.д.
Водонепроницаемый безусадочный (ВБЦ) СНиП I-B.2-69В сооружениях, хотя бы временно находящихся в условиях недостаточной влажности.
В случаях когда не используются специальные свойства этого цемента.
Гипсоглиноземистый расширяющийся (ГРЦ) ГОСТ 11052-64Для получения безусадочных и расширяющихся водонепроницаемых бетонов, гидроизоляционных штукатурок и заделки стыков сборных бетонных и железобетонных конструкций.
При работе конструкций при эксплуатационных условиях при температуре выше + 80 С.
Для изготовления напорных труб, резервуаров и дорожных покрытий.
Для омоноличивания и усиления конструкций
В случаях когда не используются особые свойства этого цемента.
При работе конструкций при эксплуатационных условиях при температуре выше + 80 С.
Пластифицированный портландцемент
Первоочередная задача каждой строительной бригады – создать конструкцию, которая будет максимально прочной и долговечной даже в условиях переменчивого климата. Если присутствуют временные ограничения, к тому же бюджет небольшой, необходимо использовать специальные виды цемента, которые имеют большую пластичность, а значит, упрощают и даже ускоряют укладку. Такие пластифицированные цементы достаточно популярны, ведь действительно позволяют облегчить работы и уменьшить затраты.
Основные характеристики
Пластифицированный портландцемент характеризуется содержанием гидрофильных добавок, которые делают цементный раствор более подвижным, пластичным и удобным для укладывания.
В качестве добавок используются несколько веществ, объединенных под названием сульфатно-дрожжевая бражка (СДБ). Если количество СДБ соответствует содержанию гипса и алюмината в общей массе раствора, то на скорость затвердевания она не влияет и свойства пластифицированной смеси подобны стандартному раствору.
Однако если обыкновенный портландцемент при обычном водоцементном отношении имеет расплыв конуса не более 110мм после 30 встряхиваний, то материал с гидрофильными добавками дает результат не менее 125мм.
Что касается затвердевания, то лучше, чтобы оно проходило во влажной среде, по крайней мере первые 14-15 суток после заливки. Повышать установленную стандартами дозировку СДБ не стоит: это может замедлить процесс твердения и привести к пониженной прочности даже через 28 суток.
Особенности изготовления пластифицированного цемента
Изготовление более текучего и гибкого варианта цементной смеси возможно только в заводских условиях, ведь процесс требует точного измерения количества как основного компонента, так и добавок.
Главная добавка, которая и придает пластифицированному цементу уникальные свойства, называется сульфитно-дрожжевой бражкой и представляет собой кальциево-натриевые соли лигно-сульфоновых кислот. Такая бражка:
- Окрашена в темно-коричневый цвет;
- Имеет специфический запах;
- Густая и вязкая по консистенции.
Вязкость напрямую зависит от концентрации веществ и их температуры, однако основные свойства такого гибкого и упругого раствора практически не отличаются от свойств обычного портландцемента: затвердевает от постепенно и максимальной твердости достигает только через 28 дней после заливки.
Важно уточнить, что добавку можно вводить в клинкер как в сухом виде, так и в форме водного раствора. СДБ должна составлять 0,15-0,25% от общей массы цемента в пересчете на сухое вещество. Однако, вычислить оптимальное содержание бражки достаточно сложно: для этого нужно учесть и состав клинкера, и тонкость его помола и количество добавок активного типа.
Когда стоит применять пластифицированный цемент?
Так как главной особенности данного вида является повышенная пластичность, то и применять его стоит тогда, когда она действительно необходима. Приобрести именно пластифицированный цемент стоит. Если:
- Нужно не только повысить прочность бетона, но и сделать его максимально морозостойким. Зачастую это делают за счет снижения соотношения воды и цемента, что не влияет на пластичность;
- Необходимо ускорить бетонирование и качество укладки бетона;
- Хотелось бы снизить расход портландцемента, то есть уменьшить его количество в готовой цементной смеси.
Пластифицированный портландцемент дает возможность сделать укладку более легкой и удобной для строителей, а также гарантирует дополнительное уплотнение при изготовлении изделий из бетона. Конструкции, созданные с помощью такой пластифицированной смеси остаются все такими же долговечными и прочными, а вот расход цемента значительно понижается.
Пластифицированный портландцемент. Состав, свойства и области применения.
Пластифицированный портландцемент — гидравлическое вяжущее, получаемое совместным тонким измельчением портландцементпого клинкера и гидрофильной поверхностно-активной добавки при обычной дозировке гипса. В качестве поверхностно-активного вещества применяют концентраты сульфитно-дрожжевой бражки в количестве 0,15—0,25% массы цемента в пересчете на сухое вещество. По прочностным показателям пластифицированный портландцемент не отличается от обычного портландцемента (имеет марки 400, 500, 550 и 600). Главная его особенность заключается в повышении пластичности бетонной смеси.
снижается трудоемкость при укладке бетонной смеси, ускоряется бетонирование и повышается качество укладки бетона в сооружениях; уменьшается расход портландцемента в бетоне в результате меньшей дозировки цемента и воды (цементного теста) при сохранении заданной пластичности бетонной смеси; повышается прочность и морозостойкость бетона за счет снижения водоцементного отношения при сохранении заданной пластичности бетонной смеси.
Пластифицированный портландцемент получают введением при помоле обыкновенного портландцемента пластифицирующих поверхностно-активных добавок. В качестве поверхностно-активных добавок применяют концентраты сульфитно-спиртовой бражки (СДБ), удовлетворяющей требованиям МРТУ 13-04-35-66. Добавка вводится в сухом виде или в виде водного раствора в количестве 0,15-0,25% от массы цемента в пересчете на сухое вещество. Оптимальное содержание добавки для данного цемента устанавливается опытным путем и зависит от минералогического состава клинкера, тонкости помола цемента и содержания в нем гидравлических добавок. Основные свойства пластифицированного портландцемента и требования, предъявляемые к ним стандартом, те же, что и у обыкновенного портландцемента, за исключением требования к его пластичности. Раствор из смеси пластифицированного портландцемента с нормальным песком состава 1 : 3 при водоцементном отношении, равном 0,40, должен обладать такой пластичностью, при которой расплыв конуса из этого раствора после 30 встряхиваний составляет не менее 125 мм. Обыкновенный портландцемент при этих же условиях дает расплыв конуса 105-110 мм. Пластифицированный портландцемент отличается от обыкновенного способностью придавать бетонным смесям повышенную подвижность (текучесть), что обеспечивает их более легкую укладку и уплотнение при формировании бетонных изделий. Так как подвижность бетонных смесей зависит в основном от содержания воды, то применение пластифицированного портландцемента позволяет уменьшить водосодержание смеси без изменения ее подвижности. Это в свою очередь позволяет сэкономить цемент, повысить прочность и морозостойкость бетона.
30.Определение водопоглощения строительных материалов по массе и объему.
8.5. Водопоглощение W в процентах вычисляют поформуле
8.6. В уравнениях (1) - (5) использованы следующие обозначения:
m1 -масса сухого образца, г;
m2 - результат взвешивания образца, погруженного в жидкость, г;
m3 - масса насыщенного жидкостью образца, г;
- плотность воды притемпературе 20 °С, г/см 3 ;
r - истинная плотностьматериала, г/см 3 ; определяется по ГОСТ 2211;
rl- плотность насыщающей жидкости при температуре испытаний в г/см 3 ;для дистиллированной воды
Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.
53. Пластифицированный, гидрофобный портландцементы. Свойства, применение.
Пластифицированный портландцемент (ППЦ) получают помолом портландцементного клинкера вместе с гипсом и пластифицирующими добавками в количестве 0,15-0,25% от массы цемента. Марки этого цемента 400 и 500. Пластифицированный цемент придаёт растворным и бетонным смесям повышенную подвижность по сравнению с обычным портландцементом про обычном расходе воды. Эффект пластификации используют для для уменьшения воды в бетоне и растворе, повышения их плотности, морозостойкости и водонепроницаемости. ППЦ рекомендуется для изготовления бетонов, используемых в дорожном, аэродромном и гидротехническом строительстве.Гидрофобный портландцемент (ГПЦ) получают путём введения при измельчении клинкера 0,1-0,3% мылонафта,асидола, синтетических жирных кислот гидрофобизирующих добавок. Цементные зерна, покрытые с поверхности тонким слоем гидрофобного вещества, не поглащают влагу из атмосферы. ГПЦ должен удовлетворять тем же требованиям, что и обычный портландцемент. Дополнительное требование – невпитывание капли воды, нанесённой на поверхность пробы цемента, в течение 5 мин. При перемешивании с водой гидрофобные оболочки на зёрнах цемента разрушаются. Портландцемент этого вида несколько замедленно схватывается и набирает прочность по сравнению с обычным портландцементом. Его применяют в гидротехническом, дорожном и аэродромном строительстве.
54. Глиноземистый и высокоглиноземистый цементы. Расширяющийся, безусадочный и напрягающий цементы (сырьё, получение, характеристики и назначение) Глиноземистым цементом называют быстротвердеющее гидравлическое вяжущее вещество, получаемое при тонком измельчении обожженной до плавления (или спекания) сырьевой смеси бокситов и известняков с преобладанием в готовом продукте низкоосновных алюминатов кальция. Свойства. Сроки схватывания: начало – не ранее 30 мин, конец – не позднее 12ч(реально 4-5 ч). Глиноземистый цемент производят трех марок: 400, 500 и 600. Прочность при сжатии соответственно составляет не менее 23, 28 и 33 МПа. Химическая стойкость глиноземистого цемента делает целесообразным его использование для тампонирования нефтяных и газовых скважин, на предприятиях пищевой промышле-нности, на травильных и красильных предприятиях, для футеровки шахтных колодцев и туннелей. 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. 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. Цемент используют при восстановлении ЖБК, для гидроизоляции подземных сооружений, зачеканки трещин и стыков. Напрягающийся цемент получают совместным помолом клинкера портландцемента (65-75%), двуводного гипса (6-10%) и высокоглиноземистого компонента (13-20%). Сроки схватывания: начало – не ранее 30 мин, конец – не позднее 4 ч. Прочность через 28 суток – не менее 50 МПа.Напрягающий цемент обладает способностью к значительному расширению (до 4%) при твердении в состоянии цементного теста нормальной густоты. Марки цемента : М400 и М500. напрягающий цемент применяют для изготовления конструкций из самонапряжённого железобетона, а также для гидроизоляции шахт, подвалов, зачеканки швов.
Пластифицированный и гидрофобный портландцементы (получение, основные характеристики и применение).
Пластифицированный портландцемент (ППЦ) получают помолом портландцементного клинкера вместе с гипсом и пластифицирующими добавками в виде концентрата сульфитно-спиртовой барды (ССБ) или кальциевой соли лигносульфоновой кислоты (ЛСТ) и других добавок в количестве 0,15. 0,25 % от массы цемента. При затворении водой добавки, адсорбируясь на поверхности зерен цемента, образуют водные коллоидные оболочки, ослабляющие силы молекулярного взаимодействия. Марки этого цемента 400 и 500. Пластифицированный цемент придает растворным и бетонным смесям повышенную подвижность по сравнению с обычным портландцементом при одинаковом расходе воды. Эффект пластификации используют для уменьшения воды в бетоне и растворе, повышения их плотности, морозостойкости и водонепроницаемости. ППЦ рекомендуется для изготовления бетонов, используемых в дорожном, аэродромном и гидротехническом строительстве. Гидрофобный портландцемент (ГПЦ) получают путем введения при измельчении клинкера 0,1. 0,3 % мылонафта, асидола, синтетических жирных кислот и других гидрофобизи-рующих добавок.Цементные зерна, покрытые с поверхности тонким слоем гидрофобного вещества, не поглощают влагу из атмосферы, и, следовательно, при хранении на воздухе не происходит гидратация зерен цемента. При длительном хранении портландцемента с гидрофобизирующей добавкой активность его снижается незначительно. ГПЦ должен удовлетворять тем же требованиям, что и обычный портландцемент. Дополнительное требование - невпитывание капли воды, нанесенной на поверхность пробы цемента, в течение 5 мин. При перемешивании с водой гидрофобные оболочки на зернах цемента разрушаются. Однако портландцемент этого вида несколько замедленно схватывается и набирает прочность по сравнению с обычным портландцементом. Его применяют в гидротехническом, дорожном и аэродромном строительстве.
Активные минеральные добавки в цементы (состав и назначение).
Активные минеральные (иначе гидравлические) добавки могут быть природными и искусственными. К природным активным минеральным добавкам относят некоторые осадочные горные породы (диатомит, трепел, опоку, глиежи — естественно обожженные глинистые породы), а также породы вулканического происхождения (вулканический пепел, туф, пемзу, трасс). В качестве искусственных активных минеральных добавок используют побочные продукты и отходы промышленности: быстроохлажденные (гранулированные) доменные и электротермофосфориые шлаки, топливные золы и шлаки, нефелиновый шлам (побочный продукт производства глинозема, состоящий на 80 % из двухкальциевого силиката), обожженные при температуре до 800 °С глины (глиниты, цемянка) и др. В составе минеральных добавок в значительном количестве содержатся химически активные составляющие: аморфный водный диоксид кремния (диатомиты, трепелы и другие осадочные породы); аморфный диоксид кремния и алюмосиликаты (вулканические и искусственные добавки); метакаолинит и активный глинозем (в добавках, содержащих обожженное глинистое вещество — глиниты, глиежи, зола-унос и топливные шлаки). Если такие добавки тонко измельчить, то в присутствии влаги, даже при обычной температуре, они способны взаимодействовать с гидроксидом кальция, находящимся в извести или выделившимся при твердении портландцемента, образуя практически нерастворимые продукты реакции. В результате воздушная известь приобретает гидравлические свойства, а портландцемент — специальные свойства и более низкую себестоимость. В зависимости от вида активной минеральной добавки и ее количества портландцемента с минеральными добавками разделены на три вида: портландцемент с минеральными добавками (ПЦД), пуццолановый портландцемент (ППЦ) и шлакопортландцемент (ШПЦ).
Пластифицированный цемент состав свойства применение
Вы здесь: Главная Подводное бетонирование Пластифицированый портландцементГлавное меню
Строительные работы
Пластифицированый портландцемент
Изготовляется на цементных заводах путем введения в клинкер в процессе помола его с гипсом и с активной гидравлической добавкой (вулканический пепел, трепел и т. д.) небольших количеств органического, поверхностно активного вещества (гидрофобизирующей добавки) - концентрата сульфитно-спиртовой барды (ССБ), которая составляет всего 0,15-0,25% (в пересчете на сухое вещество) от веса цемента.
Сущность пластифицирующего действия концентрата сульфитно-спиртовой барды заключается в следующем: образуется коллоидно-адсорбционная пленка барды на всей поверхности частиц цемента; эта пленка удерживает на поверхности достаточно толстые слои воды, которые обеспечивают гидродинамическую смазку и устраняют силы сцепления между частицами, что и является главной причиной повышения подвижности бетонной или растворной смеси.
По сравнению с обычным портландцементом достигается повышение пластичности, и при сохранении заданной прочности возможно уменьшение водоцементного отношения, что влечет за собой увеличение плотности, или водонепроницаемости, а для сооружений, подвергающихся действию наружного воздуха, - морозостойкости бетона; удельный расход цемента при сохранении пластичности и прочности бетона снижается примерно до 10%.
Применение пластифицированного портландцемента для бетонирования опор мостов
Пластифицированный портландцемент по прочности делится на те же марки, что и обычный портландцемент.
Пластифицированный портландцемент обладает следующими свойствами:
- интенсифицирует производственный заводской процесс его изготовления, причем повышается тонкость его помола и, следовательно, улучшается прочность цемента; -повышает подвижность растворов и бетонных смесей; например, обычный раствор имеет расплыв 130 мм, а пластифицированный - 170 мм, обычная бетонная смесь имеет осадку конуса 3 см, а пластифицированная - 9 см;
- уменьшает время вибрирования бетонных смесей, другими словами, улучшает их удобоукладываемость. Это объясняется тем, что у цементного теста при введении в него такого поверхностноактивного вещества, как сульфитно-спиртовая барда, предельное напряжение сдвига уменьшается в три раза и пластическая вязкость - тоже в три раза (опыты Научно-исследовательского института цементов);
- дает возможность снижать расход воды и цемента, что особенно важно при применении мелких песков;
-уменьшает опасность трещинообразования. Как известно, температурные напряжения в массивном бетоне достигают часто большой величины, вызывая появления в бетоне трещин, вследствие чего нарушается монолитность бетонной кладки. Чем медленнее протекает процесс тепловыделения в бетоне, тем сильнее проявляется одновременное охлаждение массива и тем меньше его термические напряжения;
- несколько замедляет схватывание цемента, так как в этом случае бетонная смесь не так быстро густеет; можно перекрывать слои бетонной смеси не через два часа, а, например, через четыре, что дает возможность обойтись менее мощным потоком бетона, направляемого в блок (рис. 3);
- позволяет нагнетать цемент в каменный заполнитель, что особенно важно при всех новых способах бетонирования как надводных, так и подводных и при инъектировании раствора за плиты-оболочки.
Вопросами изыскания эффективного пластификатора бетонной смеси занимались и занимаются многие советские научно-исследовательские институты. В результате проведенной работы стало очевидным, что сульфитно-спиртовая барда, получаемая из дрожжевого цеха гидролизных заводов и являющаяся гидрофилизующим поверхностно-активным веществом органического происхождении, надежный пластификатор для гидротехнического бетона. В настоящее время цементные заводы выпускают миллионы тонн такого цемента.
Пластификацию можно проводить и непосредственно на строительной площадке. Так, например, это впервые в 1949 г. было сделано на Свирьстрое, затем на Волго-Донском канале и на Горьковстрое, где ССБ перемешивалась с водой затворения при изготовлении смеси на бетонных заводах; аналогичный способ пластификации частично осуществлялся и на Куйбышевгэсстрое.
Рис. 2. Влияние добавки барды на гспловыделение цементного теста:
I - бетоннгя смесь без добавки; 2 - бетонная смесь с добавкой барды 0,2% от веса цемента
Рис. 3. Влияние добавки барды на потерю подвижности бетонной смеси
в зависимости от времени: 1 - бетонная смесь без добавки; 2 - бетонная смесь с добавкой барды 0,1% от веса цемента
Применение пластифицированного цемента заводского приготовления или же пластификации бетона на месте производства работ является, строго говоря, вопросом чисто хозяйственным, так как теоретически технические результаты в обоих случаях должны быть одинаковыми и решение должно диктоваться соображениями экономического и производственного порядка. Все же более прогрессивно получение от промышленности готового пластифицированного цемента, так как это сокращает суммарную трудоемкость приготовления бетонной массы, дает большую гарантию получения надлежащего качества бетона и освобождает строительство от дополнительных работ, которые могут быть выполнены вне строительной площадки.
Хорошо пластифицируется и пуццолановый портландцемент, который в особенности нужен для подводных частей гидротехнических сооружений. Недостатки пуццоланового портландцемента - большая водопотребность и больший расход цемента (примерно па 8%) по сравнению с обычным портландцементом - устраняются добавкой барды, а преимущество - экономия до 20% клинкера за счет введения в него от 20 до 30% трепела, диатомита, трасс и т. д. сохраняется.
«Разжижение» цементного теста при добавках типа ССБ зависит от минералогического состава цемента, но с соблюдением следующих двух условий: перевозки пластифицированного цемента в вагонах-цистернах во избежание потерь при погрузке вследствие характерного для него свойства - пыления и обязательной точной дозировки барды, так как малейший ее излишек понижает прочность бетона.
Пластифицированный портландцемент
Пластифицированный портландцемент — гидравлическое вяжущее, получаемое совместным тонким измельчением портландцементпого клинкера и гидрофильной поверхностно-активной добавки при обычной дозировке гипса. В качестве поверхностно-активного вещества применяют концентраты сульфитно-дрожжевой бражки в количестве 0,15—0,25% массы цемента в пересчете на сухое вещество. По прочностным показателям пластифицированный портландцемент не отличается от обычного портландцемента (имеет марки 400, 500, 550 и 600). Главная его особенность заключается в повышении пластичности бетонной смеси. В результате:
снижается трудоемкость при укладке бетонной смеси, ускоряется бетонирование и повышается качество укладки бетона в сооружениях;
уменьшается расход портландцемента в бетоне в результате меньшей дозировки цемента и воды (цементного теста) при сохранении заданной пластичности бетонной смеси;
повышается прочность и морозостойкость бетона за счет снижения водоцементного отношения при сохранении заданной пластичности бетонной смеси.
Технология пластифицированного портландцемента была разработана С. В. Шестоперовым, П. А. Ребиндером, Б. Г. Скрамтаевым, С. М. Рояком, Ю. С. Малининым. Цемент этот изготовляют на заводах c помощью точного дозирующего устройства, равномерно подающего сульфитно-дрожжевую бражку в цементную мельницу при помоле клинкера. Выпускают пластифицированный портландцемент тех же марок, что и портландцемент. Пластификации могут подвергаться разновидности портландцемента, а также пуциолановый портландцемент и шлакопортландцемент.
В качестве пластификатора цемента применяют смесь кальциево-натриевых (аммониевых ) солей лигно-сульфоновых кислот с примесью редуцирующих веществ. Они выпускаются в виде концентратов сульфитно дрожжевой бражки в зависимости от содержания в них сухих веществ двух марок: КБЖ и КБТ (ОСТ 81-79-74). СДБ представляет собой густую вязкую темно-коричневого цвета жидкость со специфическим запахом. Вязкость ее, как коллоидного раствора, зависит от концептрации и температуры; при понижении температуры вязкость СДБ 50% концентрации существенно увеличивается.
Очень ценна способность малых количеств поверхностно-активных адсорбирующихся добавок интенсифицировать процессы механического измельчения твердых тел. При добавке СДБ на поверхности цементных зерен образуется коллоидно-адсорбционная пленка лигносульфоната кальция. Эта пленка, покрывая поверхность цементного зерна и возникающих гидрат-ных новообразований, удерживает толстый слой воды, частично связанной с поверхностью непосредственно молекулярными силами и частично удерживаемой адсорбционным слоем поверхностно-активного вещества.
Эти достаточно толстые адсорбционно-гидратные слои воды на поверхности цементного зерна увеличивают подвижность (текучесть ) цементной растворной или бетонной смеси, так как ослабляют силы сцепления между зернами цемента и являются как бы гидродинамической смазкой. Вместе с тем они затрудняют диффузию воды к поверхности цементного зерна, что тормозит гидратацию клинкерных минералов. Аналогичное действие оказывают молекулярно-растворимые в воде и молекулярно-адсорбирующиеся сахара, являющиеся составной частью СДБ. Эти сахара не только не препятствуют пластифицирующему действию сульфитно-спиртовой барды, но и, в известной степени, даже обусловливают его.
Необходимо, однако, иметь в виду, что образовавшиеся на поверхности адсорбционные слои активного органического вещества не только не содействуют росту гидратных образований (зародышей кристаллов), но и сильно замедляют их рост. Это приводит к образованию при гидратации значительно большего числа центров кристаллизации, причем кристаллы оказываются более мелкими. Происходит так называемое адсорбционное модифицирование кристаллов. Данные исследований под электронным микроскопом показывают, что изменяется также и форма кристалликов. Это особенно заметно у гидроалюминатов кальция, которые в присутствии небольших добавок СДБ выкристаллизовываются уже не в виде гексагональных симметричных пластинок, а в виде длинных игл.
Итак, вследствие адсорбции поверхностно-активного вещества сцепление между цементными зернами ослабевает и между ними появляется жидкостное трение. В результате увеличивается жидкотекучесть растворной или бетонной смеси, что является основным показателем пластификации. На основе многочисленных экспериментальных и производственных данных можно сделать выгод, что у растворных и бетонных смесей, изготовленных на пластифицированных портландцементах, подвижность увеличивается.
Увеличение пластичности растворных и бетонных смесей дает возможность снизить водоцементное отношение. Следовательно, понижение водоцементного отношения вызывает повышение средней плотности.
Процессы твердения пластифицированного портландцемента, содержащего 0,15—0,25% концентрата СДБ, зависят, в первую очередь, от минералогического состава клинкера, содержания в цементе гипса и активных добавок, а также от тонкости помола цемента. Современные пластифицированные цементы с расчетным содержанием в клинкере 55—65% C3S и менее 8% С3А, при обычной дозировке гипса и удельной поверхности цемента 3000 см2/г, почти не отличаются по прочностным показателям в растворе состава 1:3 (в стандартные сроки испытания) от обыкновенного портландцемента. Повышенная пластичность стандартных растворов состава 1:3 позволяет при сохранении заданной прочности уменьшить водоцементное отношение, что является одним из самых важных факторов, определяющих повышение прочности при увеличении плотности и значительном улучшении ряда других важных свойств бетона. Можно получить также бетон с запроектированной прочностью при нужной пластичности, но при некотором снижении (на 8—10%) удельного расхода цемента. Характерная особенность пластифицированного портландцемента — несколько замедленные сроки схватывания цементного теста.
При использовании пластифицирующего эффекта и сокращении вследствие этого расхода цемента на 8— 10% прочность бетона с добавкой концентратов СДБ не снижается. При некотором уменьшении содержания редуцирующих веществ в СДБ можно получить более высокую прочность цемента, что позволит еще в большей степени сократить расход цемента.
Применение пластифицированного портландцемента не снижает прочности сцепления бетона с арматурой, тепловыделение у пластифицированного портландцемента почти такое же, как и у портландцемента при условии, что количество добавки СДБ будет соответствовать содержанию алюминатов и гипса в цементе. Для пластифицированного портландцемента показательны сравнительно меньшие размеры объемных изменений (усадки и расширения); желательно, чтобы твердение его в течение не менее чем первых 15 сут после затворения проходило во влажной среде.
При пропаривании бетона на пластифицированном портландцементе следует учесть, что при малой (несколько часов) выдержке отформованного бетонного изделия в процессе пропаривания на верхней его грани образуется пористый, легко отделяющийся слой толщиной в несколько миллиметров. При большей выдержке, которая должна устанавливаться для каждого вида цемента, этого не бывает. Пропаренный бетон отличается высокой плотностью и прочностью. Концентраты СДБ придают цементу способность к воздухововлечению и образованию в затвердевшем камне замкнутых пор, что является одной из важнейших причин повышения морозостойкости бетона.
Установлено, что превышение установленной дозировки СДБ может значительно замедлить твердение цемента. Растворы и бетоны будут иметь пониженную прочность не только через 28 сут твердения, но и в более поздние сроки.
Применение пластифицированного портландцемента обусловливает улучшение некоторых других строительно-технических свойств бетона — деформативной способности, ползучести. В меньшей степени проявляются деформация усадки и способность к трещинообразованию. Наблюдается иногда ускорение сроков схватывания у пластифицированных высокоалюминатпых портландцементов, что можно предотвратить несколько большей добавкой воды.
Читайте также: