Смешанные (композиционные) цементы » Строительный вестник
Войти  |  Регистрация
Авторизация
» » Смешанные (композиционные) цементы

Смешанные (композиционные) цементы



Смешанными называют цементы, полученные совместным помолом клинкера портландцемента, гипса и активной минеральной добавки. К этой группе относится пуццолановый портландцемент, шлакопортландцемент, сульфатно-шлаковый, известково-шлаковый и известково-пуццолановый цементы.
По происхождению активные минеральные добавки подразделяются на природные и искусственные (табл. 5.10).
Смешанные (композиционные) цементы

Пуццоланами называют горные породы, содержащие активный, способный взаимодействовать с известью в нормальных условиях кремнезем. По характеру взаимодействия с известью пуццоланы можно подразделить на три группы:
1. Добавки, содержащие активный SiO2, - диатомиты, трепелы, опоки.
2. Добавки, содержащие вулканическое стекло, - вулканические туфы, пеплы, пемзы.
3. Добавки, содержащие продукты обжига глинных минералов, - глиежи, горелые породы, кислые золы и шлаки.
Пуццоланы содержат кремнезем SiO2 в активном состоянии, способный химически взаимодействовать с известью с образованием малорастворимых в воде гидросиликатов кальция:
Ca(OH)2 + SiO2 + уН2О → хСаО * SiO2 * (х + у)H2O.

Состав образующихся гидросиликатов кальция зависит от условий, в которых протекает реакция пуццоланизации. Гидросиликаты образуют водостойкий искусственный камень, а смесь извести с пуццоланами является гидравлическим вяжущим веществом, способным затвердевать в воде.
Минеральная добавка считается активной, если она обеспечивает:
- конец схватывания пасты, приготовленной на основе добавки и извести - пушонки, не позднее 7 сут после затворения водой;
- водостойкость образца из той же пасты не позднее 3 сут после конца схватывания;
- поглощение (хемосорбцию) извести из известкового раствора в течение 30 сут в определенном (нормируемом) количестве.
Пуццолановый портландцемент (ППЦ). Получают совместным помолом клинкера портландцемента, кислой активной минеральной добавки и гипса. В зависимости от происхождения и активности содержание добавки может изменяться от 20 до 35 % массы смешанного цемента.
Замена части клинкерной составляющей пуццоланой позволяет понизить затраты на производство цемента.
В раннем возрасте твердение ППЦ обусловлено реакциями гидролиза и гидратации клинкерных минералов портландцемента, при этом выделяется Ca(OH)2. Позднее активная добавка взаимодействует с гидроксидом кальция (реакция пуццоланизации).
Насыпная масса ППЦ изменяется в пределах 800-1000 кг/м3. Водопотребность выше водопотребности портландцемента, что является недостатком смешанного вяжущего.
Для получения на этом цементе растворной или бетонной смеси заданной удобоукладываемости необходимо либо увеличивать расход воды (В/Ц), либо при заданном В/Ц увеличивать расход цемента.
ППЦ обладает повышенной водоудерживающей способностью, поэтому бетонные смеси на его основе меньше расслаиваются при транспортировке и укладке.
Бетоны на основе ППЦ характеризуются повышенными деформациями усадки и набухания, что может вызвать появление трещин в цементном камне, а также пониженной морозостойкостью.
Твердение цемента в раннем возрасте - замедленное, тепловыделение - пониженное. Цементный камень на основе пуццоланового цемента обладает повышенной стойкостью в воде и агрессивных средах. Марки цемента - 300 и 400. Пуццолановый портландцемент можно применять в строительных растворах, при производстве сборных элементов и конструкций с тепловой обработкой (пропариванием) и в бетонах подземных и подводных конструкций.
Известково-пуццолановый цемент. Получают совместным помолом воздушной или гидравлической извести (10-30 % массы в пересчете на CaO + MgO), гипса и активной минеральной добавки. Допускается введение клинкера портландцемента в количестве 15-20 % массы вяжущего. Твердение вяжущего обусловлено взаимодействием извести с кремнеземом добавки (реакция пуццоланизации) с образованием гидросиликатов кальция. При длительном пребывании на воздухе прочность растворов на этом вяжущем может понижаться из-за усадочных деформаций и карбонизации. Известково-пуццолановые цементы применяют в строительных растворах и бетонах невысоких классов по прочности. He рекомендуется применять вяжущее при производстве работ при пониженной температуре (ниже +10 °С).
Гипсоцементнопуццолановое вяжущее (ГЦПВ) содержит (% массы): гипсовое вяжущее - 50-75; портландцемент - 15-25; активную минеральную добавку - 10-25.
ГЦПВ применяются для изготовления сборных элементов, предназначенных для эксплуатации в условиях повышенной влажности - панелей для устройства ванных помещений, санитарно-технических кабин, вентиляционных блоков.
Шлаки и смешанные вяжущие на их основе. Шлаки - промышленные отходы, образующиеся при производстве черных и цветных металлов и сплавов. При приготовлении смешанных цементов используются преимущественно доменные шлаки. При производстве чугуна в доменной печи используются железные руды, содержащие примеси. Целью доменного процесса является приготовление чугуна требуемого состава и удаление примесей. С этой целью в шихту вводят добавки (флюсы), образующие с примесями вещества со сравнительно невысокой температурой плавления. В доменной печи образуются два расплава, которые не смешиваются из-за различной плотности, - чугун и доменный шлак. Эти расплавы выпускаются из печи и перерабатываются раздельно.
Гидравлическая активность шлаков и их пригодность для производства смешанных цементов зависит от химического, фазового составов и структуры. В доменных шлаках преобладают CaO, SiO2, Al2O3, MgO, содержание этих оксидов в шлаке может достигать 90-95 %. Степень гидравлической активности шлаков можно оценить по модулю основности (Mо) и модулю активности (Ma):
Mо = (CaO + MgO) / (SiO2 + Al2O3),
Ma = Al2O3 / SiO2.

По M0 шлаки подразделяются на основные (Mо > 1), нейтральные (Mо ~ 1) и кислые (Mо < 1). Гидравлическая активность шлаков возрастает с повышением Mо и Ma, поэтому при производстве смешанных вяжущих используются преимущественно основные шлаки.
По ГОСТ 3476 гидравлическая активность шлаков оценивается коэффициентом качества
К = (CaO + Al2O3 + MgO) / (SiO2 + TiO2);

по коэффициенту качества шлаки разделяются на три сорта.
В доменной печи образуется расплав шлака, и структура доменного шлака определяется условиями и скоростью охлаждения расплава. При медленном охлаждении расплава образуются шлаки зернистокристаллической структуры, такие шлаки не обладают вяжущими свойствами. При быстром охлаждении расплава (грануляции) шлак содержит значительное количество аморфного вещества - стекловидной фазы. Активность этих шлаков значительно выше, поэтому в производстве шлаковых цементов используются доменные гранулированные шлаки. Применяется мокрая и полусухая грануляция шлаков. При мокрой грануляции расплав охлаждается в воде. Полусухая грануляция предусматривает предварительное охлаждение расплава водой с последующим охлаждением воздухом, при этом получают шлак со сравнительно невысокой влажностью.
Быстроохлажденные (гранулированные) доменные шлаки обладают слабовыраженной гидравлической активностью. При производстве смешанных цементов на их основе вводят добавки - активаторы процессов гидратации и твердения: известь или клинкер портландцемента (щелочная активация шлаков), гипс (сульфатная активация).
Шлакопортландцемент (ШПЦ). Это гидравлическое вяжущее, получаемое тонким помолом клинкера портландцемента, гранулированного шлака и гипса. Содержание шлака изменяется в пределах 35-65 % массы смешанного вяжущего. По техническим свойствам ШПЦ мало отличается от портландцемента при более низких затратах на производство.
Твердение ШПЦ на ранней стадии обусловлено гидратацией клинкерной составляющей с образованием гидроксида кальция. Позднее путем сульфатной и щелочной активации начинается гидратация шлаковых стекол с образованием низкоосновных гидросиликатов кальция, а также гидрогранатов:
3СаО(1 - х)А12О3 * хFe2O3 * zSiO2 * 8H2O.

При температурах менее +5 °C схватывание и твердение ШПЦ значительно замедляется, а при повышении температуры и при тепловлажностной обработке резко ускоряется.
Тепловыделение при твердении ШПЦ меньше по сравнению с аналогичным показателем портландцемента, стойкость цементного камня при воздействии мягких и сульфатных вод более высокая, морозостойкость пониженная. Марки и классы ШПЦ по прочности те же, что и портландцемента.
Быстротвердеющий шлакопортландцемент (ШПЦ-Б) обладает более интенсивным, чем обычный ШПЦ, ростом прочности в раннем возрасте, характеризуется более тонким помолом (Sуд = 4000-5000 см2/г) и уменьшением доли шлака в смешанном вяжущем.
ШПЦ применяется в тех же областях строительства, что и портландцемент. Предпочтительным является его использование в массивном бетоне и в агрессивных средах. ШПЦ применяют при производстве сборных элементов и конструкций из бетона с тепловлажностной обработкой (пропаривание).
He рекомендуется применять шлакопортландцемент в конструкциях, подвергающихся увлажнению и высыханию, замораживанию и оттаиванию.
Сульфатно-шлаковый цемент. Содержит 80-84 % шлака, 10-15 % гипса или ангидрита и 5 % клинкера портландцемента или до 2 % извести. Марки цемента - 300 и 400. Такой цемент применяется для массивных бетонных подземных и подводных сооружений. Цементный камень на основе сульфатно-шлакового цемента отличается повышенной стойкостью к морской воде и в растворах сульфатов. При повышенной температуре (выше 30 °С), а также при тепловой обработке (пропарировании) прочность бетонов существенно снижается. Поэтому это вяжущее не следует применять в бетонах с гидротермальной обработкой (пропаривание).
Известково-шлаковый цемент. Содержит 10-30 % извести (гидратной или гидравлической), гипс и доменный гранулированный шлак. По ГОСТ 2544 цемент подразделяется на марки 50, 100, 150 и 200. Повышением температуры значительно ускоряется его твердение. Используется в бетонах для подземных и подводных сооружений, при изготовлении сборных элементов с тепловой обработкой, а также в строительных растворах. He рекомендуется применение известково-шлакового цемента в конструкциях, подвергающихся увлажнению и высыханию, а также замораживанию и оттаиванию.
Цементы для строительных растворов. Такие цементы получают совместным помолом клинкера портландцемента, гипса, активных минеральных добавок и добавок-наполнителей. Содержание клинкера в смешанном вяжущем должно составлять не менее 20 % массы вяжущего. К вяжущим для строительных растворов часто не предъявляют высоких требований по активности, поэтому вводятся наполнители - измельченные кварцевый песок, мраморизованный известняк и мрамор. Предел прочности при сжатии стандартных образцов в возрасте 28 сут должен быть не менее 19,6 МПа (200 кгс/см2), время начала схватывания - не ранее 45 мин, время конца схватывания - не позднее 12 ч, тонкость помола - остаток на сите с сеткой № 008 не более 12 %, водоотделение при В/Ц = 1,0 - не более 30 %.
Добавлено Serxio 29-01-2016, 15:02 Просмотров: 2 931
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent