7. Технология, свойства и применение специальных цементов

На основе портландцементного клинкера можно изготавливать не только рядовой цемент или цементы с активными минеральными добавками, но и целую серию специальных портландцементов, обладающих специфическими свойствами. Такие цементы производят по традиционной технологической схеме из того же сырья, что и рядовой цемент. По они имеют некоторые отличительные особенности в минералогическом и химическом составе. Технологические параметры отдельных операций при производстве цементов также могут отличаться. В силу пот такие цементы обладают определёнными отличиями в свойствах, а, следовательно, отличаются и по областям применения. К таким портландцементам относятся быстротвердеющий, сульфатостойкий, дорожный, пластифицированный, гидрофобный и др.

7.1. Быстротвердеющий портландцемент (бтц)

БТЦ - это портландцемент с минеральными добавками, отличающийся интенсивным нарастанием прочности в начальные сроки твердения.

При производстве БТЦ тщательно подготовленная сырьевая смесь должна быть более однородна по составу и не должна содержать вредных примесей. Обжиг ведут на беззольном топливе, после чего производят быстрое охлаждение клинкера. Повышенная прочность цементного камня на основе БТЦ в ранние сроки достигается соответствующим подбором минералогического состава клинкера, увеличением дозировки гипса, повышением тонкости помола вяжущего. Оптимальный состав клинкера подбирается в зависимости от конкретных условий завода. Желателен клинкер, содержащий не менее 60-70% наиболее активных в гидратационном отношении минералов - алита и трёхкальциевого алюмината. При этом содержание C₃S должно быть не менее 50%, а С₃А -около 8%. В БТЦ можно вводить до 10% активных минеральных добавок осадочного происхождения и до 15% - доменных гранулированных шлаков. Гипс_: добавляемый к клинкеру при помоле, не только регулирует сроки схватывания цемента, но и заметно повышает его раннюю прочность. Однако содержание SO₃ в БТЦ не должно превышать 4%.

БТЦ размалывают белее тонко, чем рядовой цемент - до удельной поверхности порядка 3500-4500 см²/г. Помол производят по замкнутому циклу.

Выпускают две марки БТЦ - 400 и 500. Для этого вида цемента нормируется не только 28-суточная прочность, но и прочностные характеристики через 3 суток с момента затворения. Пределы прочности для марок 400 и 500 при сжатии через 3 суток должны быть соответственно не менее 25 и 28 МПа. при изгибе - не менее 4 и 4,5 МПа. а в возрасте 28 суток: при сжатии - 40 и 50 МПа, при изгибе - 5.5 и 6 МПа. соответственно.

7.2. Сульфатостойкий портландцемент

Сульфатостойкий портландцемент отличается повышенной Устойчивостью к агрессивному воздействию сульфатных вод, что обеспечивается пониженным содержанием в клинкере высокоосновных алюминатов кальция (С₃А). Выпекается сульфатостойкий портландцемент без добавок и цемент с минеральными добавками, однако количество последних меньше, чем в обычном портландцементе с минеральными добавками. При этом допускается введение гранулированных доменных или электротермофосфорных шлаков в количестве не более 10-20% и добавок осадочного происхождения - не более 5-10%.

Сульфатостойкий портландцемент изготавливают из клинкера нормированного минералогического состава: содержание С₃А не должно превышать5%, содержание C₃S - не более 50%, а суммарное содержание C₃A+C₄AF - не более 22%. Для сульфатостойкого портландцемента с активными минеральными добавками действительны те же ограничения, за исключением того, что содержание C₃S не нормируется. Стабильность заданного минералогического состава обеспечивают подбором сырьевых материалов, чётким расчётом состава сырьевой смеси и отчасти режимом обжига. В остальном же технология производства сульфатостойких портландцементов не отличается от обычной.

Нужно учитывать, что пониженное содержание C₃S и СзА заметно снижает скорость набора прочности в первые 28 суток твердения. Выпускают сульфатостойкий портландцемент марки 400 и сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками марок 400 и 500.

Сульфатостойкие портландцемента предназначены для изготовления бетонных и железобетонных конструкций, эксплуатация вторых сопряжена с действием агрессивных сульфатсодержащих минерализованых вод.