II. Основные свойства портландцемента

Основные состояния ПЦ:

- порошок;

- цементное тесто;

- цементный камень.

Свойства цементного порошка.

1. Плотность г/см³ (в расчетах г/см³).

2. Насыпная плотность кг/м³ – в рыхлом состоянии, кг/м³ – в уплотненном.

3. Тонкость помола определяется: а) ситовым анализом. Через сито №008 (d=8 мкм) должно проходить ≥ 85% пробы; б) удельной поверхностью – суммарная поверхность зерен в 1 г цемента. ПЦ нормального помола S = 2500…3500 см²/г. Чем тоньше измельчен клинкер Ц, тем быстрее и полнее идет его гидратация, прочнее цементный камень.

Свойства цементного теста. ЦТ – смесь цемента и воды. Водопотребность – количество воды, необходимой для придания цементному тесту определенной вязкости, %. Для получения ЦТ нормальной густоты необходимо 24…28% воды. При гидратации хамически связывается вода: 15% в начале и 23…25% при полной. Более низкая водопотребность является одним из признаков лучшего качества цемента, ее можно регулировать введением различных добавок.

Сроки схватывания ПЦ характеризуют время технологической обработки бетонных и растворных смесей. Для ПЦ t_н ≥ 45 мин, t_к ≤ 10 ч.

t_н > 1,5 ч – медленносхватывающийся ПЦ.

45 мин < t_н < 1,5 ч – нормальносхватывающийся ПЦ.

t_нсхв < 45 мин – быстросхватывающийся.

Свойства цементного камня.

Прочность – характеризуется пределом прочности при изгибе и сжатии стандартных образцов – балочек 4×4×16 см, τ = 28 суток. Фактический предел прочности при осевом сжатии половинок балочек с соблюдением стандартных требований – активность цемента R_c.

По скорости твердения ПЦ бывают:

- обычные с нормированием прочности τ = 28 суток,

- быстротвердеющие с нормированием прочности τ = 3 и 28 суток,

- ОБТЦ τ < 1 суток.

По прочности цементы делятся:

- высокопрочные М 550, 600,

- повышенной прочности М 500,

- рядовые М 300, 400,

- низкомарочные М<300.

Классы 22,5 → М 300

32,5 → М 400

42,5 →М 500

55,5 → М550.

ZB. ПЦ – Д20 – Б.

ПЦ – цемент на основе портландцементного клинкера.

Д20 – содержание АМД = 20%.

Б – быстротвердеющий R₃ ≥ 0,55R₂₈.

Равномерность изменения объема ЦК. Неравномерность изменения объема → разрушение ЦК.

Тепловыделение зависит от минералогического состава, тонкости помола, среды, применяемых ХД.

Цемент отгружается партиями специальным ж/д и а/т, а также в бумажных мешках.

Гарантированный срок хранения:

- ≥ 45 суток для БТЦ,

- 60 суток для других ПЦ.

Снижение активности цемента

- 3 месяца ≈ 20%,

- 6 месяцев ≈ 30%,

- 12 месяцев ≈ 40%.

Хранение раздельно по видам и маркам. Смешивание недопустимо.

III. Разновидности портландцемента общестроительного назначения.

А. Портландцемент с МД

ПЦ с МД = ПЦ + 20% доменных гранулированных шлаков или АМД.

АМД – природные или искусственные минералы, которые при смешивании с воздушной известью (CaO) соединяются с ней и придают ей свойства гидравлического вещества, а ПЦ – специальные свойства: повышенные водо- и коррозионную стойкость, водонепроницаемость.

Виды АМД:

- природные (пемза, диатомит, трепел, опока),

- искусственные (доменный, топливный, электротермофосфорный шлак, зола, глинит).

ПЦ с АМД имеет те же марки, что и ПЦ. Его свойства аналогичны ПЦ, но:

- замедленное твердение,

- меньшая морозостойкость,

- меньшее тепловыделение,

- меньшая стоимость.

Кроме АМД в ПЦ вводят ХД:

- пластифицирующие (СДБ и др.),

- гидрофобизирующие (асидол, мылонафт, олеиновая кислота), лучше хранится, не слеживается.

Б. Быстротвердеющий портландцемент

БТЦ отличается от обычного ПЦ более интенсивным процессом твердения и нарастанием прочности в начальный период.

В минералогическом составе БТЦ преобладают активные минералы:

C₃S = 50…55% (в рядовых ПЦ C₃S = 40%).

C₃A = 10% (в рядовых ПЦ C₃A ≤ 10%).

Кроме минералогического состава БТЦ отличаются от ПЦ:

- более тонким помолом сырья;

- сильным и равномерным обжигом;

- высокой тонкостью помола S = 3500…5000 см²/г.

Марки БТЦ: М 400, М 500.

Область применения БТЦ:

- изготовление сборных жбк предварительно напряженных,

- изготовление немассивных жбк для ускорения набора прочности.

Недостаток: быстрая потеря активности при хранении.

В. Шлакопортландцемент (ШПЦ)

Клинкер ПЦ

гранулированный шлак 21…60% помол → ШПЦ М 300, М 400, М 500

природный гипс

Применяемые шлаки:

- гранулированные (быстроохлажденные) доменные,

- электротермофосфорные.

В шлаках: CaO

SiO₂ 95% наибольшая ценность 2CaO·SiO₂ (двухкальциевый

Al₂O₃ силикат)

Свойства изделий и СК из ШПЦ:

• морозостойкость – ниже чем у ПЦ,

• тепловыделение – меньше чем у ПЦ,

• сроки схватывания и твердения больше чем у ПЦ,

• водонепроницаемость – выше чем у ПЦ,

• стойкость в мягких и минерализованных водах – выше чем у ПЦ.

Область применения шлакопортландцемента:

- сборные ЖБК, подвергнутые ТВО,

- АС, подводные сооружения, подвергающиеся действию пресной и минерализованной воды.

Не допускается применение шлакопортландцемента:

- СК, подвергающихся попеременному замораживанию и оттаиванию,

- СК, подвергающихся попеременному увлажнению и высыханию.