Разновидности портландцемента
|
Портландцемент с минеральными добавками (ЦЕМ II, ПЦ-Д5 и ПЦ-Д20) получают совместным измельчением клинкера, минеральных добавок и гипса. Содержание добавок не должно превышать 20 % массы цемента. Вводятся шлаки гранулированные доменные, активные минеральные добавки осадочного происхождения (кроме глиежей), прочие добавки (включая глиежи). Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) с минеральными добавками (ПЦ-Д20Б) и быстротвердеющий шлакопортландцемент (ШПЦ-Б) отличаются интенсивным ростом прочности в раннем возрасте (2-7 сут). Предел прочности при сжатии Rсж образцов по ГОСТ 310.4 в возрасте 3 сут приведены в табл. 5.8 ПЦ-Д20Б и ШПЦ-Б марки цементов 400 и 500. В табл. 5.9 приведены пределы прочности при сжатии Rсж образцов в возрасте 2 сут по ГОСТ 31108. Классы цементов по прочности 32,5Б; 42,5Б и 52,5Б. Ускорение твердения в раннем возрасте обеспечивается увеличением содержания C3S и C3A в клинкере (до 60-65 % массы) и более тонким помолом. Удельная поверхность БТЦ - 3500-4000 см2/г (Sуд нормальнотвердеющего цемента - 2800-3000 см2/г). Применение БТЦ позволяет сократить продолжительность выдержки бетона в опалубке, а при производстве сборных элементов в заводских условиях исключить тепловую обработку, либо сократить ее продолжительность. Тонкомолотый БТЦ сравнительно быстро теряет активность при хранении. Портландцемент, содержащий поверхностно-активные вещества (пластифицированный и гидрофобный). Молекулы поверхностно-активных веществ (ПАВ) являются диполями. В цементной пасте они адсорбируются на поверхности цементных зерен, понижая поверхностное натяжение и препятствуя их слипанию в водной среде. По характеру влияния на цемент ПАВ разделяют на две группы: гидрофильные - повышающие смачиваемость цемента водой, и гидрофобные - понижающие её. Изменение физических свойств цементных паст при введении ПАВ можно использовать различным путем. 1. При принятом В/Ц и расходе цемента (Ц) повышается удобоукладываемость формовочных смесей и облегчаются процессы их укладки и уплотнения. 2. При требуемой (заданной) удобоукладываемости можно понизить В/Ц, пористость цементного камня и повысить долговечность бетона. 3. При заданных В/Ц и удобоукладываемости расход цемента в бетоне можно понизить на 5-10 %. Поверхностно-активные вещества - пластификаторы, суперпластификаторы, гиперпластификаторы, гидрофобизирующие (воздухововлекающие) можно вводить на различных стадиях приготовления цемента и бетона: вводить в цементную шаровую мельницу при помоле клинкера и гипса; высушенные ПАВ вводить в сухие строительные смеси; предварительно растворить отдозированную добавку в воде и использовать при приготовлении растворных и бетонных смесей. Портландцемент, содержащий 0,15-0,25 % гидрофильной ПАВ, называется пластифицированным цементом (например, ПЦ-Д20 ПЛ). Пластифицирующей добавкой является ЛСТ (лигносульфонат технический). В некоторых случаях добавка ПАВ при производстве цемента имеет преимущество в части замедления процессов, приводящих к снижению активности цемента при хранении. Гидрофобный портландцемент (например, ПЦ-Д20, ГФ) содержит 0,05-0,30 % гидрофобизирующей ПАВ - асидола, мылонафта и др. ПАВ образует на поверхности зерен цемента гидрофобные пленки, этот цемент длительно сохраняет активность при хранении. При затворении цемента добавки растворяются в воде и при перемешивании образуют пузырьки воздуха (пену), поэтому гидрофобные добавки называются также воздухововлекающими. Образование пены (до 30-50 л на 1 м3) повышает удобоукладываемость бетонной смеси, т. е. добавки являются также и пластифицирующими. К недостаткам цементов, содержащих ПАВ, следует отнести замедление процессов гидратации и твердения в раннем возрасте. Сульфатостойкий портландцемент (ССПЦ) получают помолом клинкера нормированного минерального состава. Содержание в клинкере алита C3S не должно превышать 50 % массы, C3A - 5 % и C3A + C4AF - 22 %. Сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками (ССПЦ-Д20, ЦЕМ II) должен содержать активных минеральных добавок не более 20 % массы цемента. Требования к минеральному составу клинкера приведены выше, содержание C3S не нормируется. Сульфатостойкий шлакопортландцемент (ССШПЦ) и пуццолановый портландцемент (ППЦ) получают помолом клинкера, содержащего не более 8 % C3A. Высокая стойкость цементного камня в агресивных средах объясняется пониженным содержанием Ca(OH)2 и C3AH6. ССПЦ без минеральных добавок применяется в бетонах, к которым предъявляются высокие требования по стойкости в агрессивных средах и морозостойкости, так как введение шлаков и пуццоланов приводит к снижению морозостойкости. Допускается производство пластифицированных и гидрофобизированных сульфатостойких цементов. Белый и цветные портландцементы. Белый портландцемент получают совместным тонким помолом белого клинкера, активной минеральной добавки - белого диатомита (до 10 %) и гипса. Количество вводимого гипса регулируется по SO3, содержание которого в цементе должно быть не менее 1,5 % и не более 3,5 %. Допускается введение белой инертной минеральной добавки до 10 % массы цемента. Гипс, активная и инертная добавки в измельченном состоянии должны иметь белизну не ниже установленной для цемента данного сорта. В состав цемента могут вводиться поверхностно-активные пластифицирующие и гидрофобизирующие добавки в количестве не более 0,5 % массы, не снижающие белизну цемента. Для получения клинкера используют чистые известняки, мел и белую глину (каолин). Материалы должны быть такой чистоты, чтобы содержание оксида железа в клинкере не превышало 0,50 %. Обжиг сырья при производстве клинкера белого портландцемента производят при более высокой температуре из-за малого содержания плавней и на беззольном топливе - мазуте или газе. Клинкер обязательно отбеливается резким охлаждением водой со снижением температуры от 1250-1350 °C до 500-600 °C и последующим охлаждением до 200 °C без доступа кислорода, для восстановления Fe2O3 → Fe3O4; помол компонентов ведут в мельницах, футерованных фарфоровыми плитами или бронеплитами из износостойкой стали. Белый портландцемент предназначается для арихитектурно-отделочных работ в жилищном, гражданском и промышленном строительстве и выпускается белый портландцемент марок 400 и 500. Основным свойством этого цемента, обусловливающим его высокое качество как декоративного и отделочного материала, является степень белизны, определяемая по коэффициенту отражения: 1 сорт - коэффициент отражения не менее 80 %, 2 сорт - не менее 75 %, 3 сорт - не менее 70 %. Коэффициент отражения определяется с помощью фотометра. Эталоном является матовое молочное стекло (MC-20) с коэффициентом отражения не менее 95 %. Тонкость помола цемента - остаток на сите с сеткой № 008 - не более 12 %, удельная поверхность - не менее 2500 см2/г. Обозначение цемента, например: ПЦБ-2-400-Д20-ПЛ, где 2 - сорт, 400 - марка, Д20 - содержание минеральных добавок, в процентах, ПЛ - пластифицированный. Вследствие приведенных выше особенностей производства стоимость белого цемента выше стоимости обычного портландцемента. Белый цемент применяется для изготовления цветных цементов, а также в декоративных бетонах и строительных растворах. Цветные цементы можно получить двумя способами: 1. Совместным помолом белого клинкера, гипса и пигмента. Применяют природные и синтетические минеральные и органические пигменты. Содержание минеральных пигментов не должно превышать 15 % массы цемента, органических - 0,5 %. Пигменты должны обладать высокой красящей способностью, высокой щелочестойкостью, светостойкостью и атмосферостойкостью. Этим требованиям удовлетворяют пигменты: охра - желтый цвет; сурик - красный цвет; пиролюзит (MnO) - черный и коричневый цвет; Cr2O3 - зеленый цвет; CuO и ультрамарин - голубой и синий цвет и другие. 2. Цветные цементы можно также приготовить смешиванием белого цемента с необходимым количеством предварительно подготовленного пигмента. Цветной портландцемент может содержать до 6 % активной минеральной добавки. Время начала схватывания - не ранее 45 мин, конца схватывания - не позднее 12 ч, тонкость помола - остаток на сите № 008 - не более 10 % массы цемента, марки по прочности - 300, 400 и 500. Допускается введение специальных добавок, в том числе пластифицирующих. Цветные портландцементы, так же как и белый, применяют для приготовления декоративных бетонов и строительных растворов, цементных красок. |
