Время схватывания сульфатостойкого цемента

Где используются сульфатостойкие цементы?

Соли серной кислоты (сульфаты), содержащиеся в грунте или воде, при контакте с бетоном вступают в реакцию с гидроксидом кальция и алюминатными составляющими цементного камня. Это вызывает постепенное разрушение конструкций. Интенсивность процесса зависит, прежде всего, от количества алюмосодержащих компонентов.

В производстве бетонных смесей, устойчивых к коррозии этого типа, в качестве вяжущего вещества используют специальный сульфатостойкий цемент (ГОСТ 22266-2013).

Виды цементного связующего

Сульфатостойкие бетоны отличаются тем, что роль их связующего элемента играют цементы, которые формируются минеральными соединениями. Перед внесением в раствор упомянутые вещества необходимо тщательно измельчать и смешивать в определенных нормативами пропорциях. Дополнительно разрешается насытить структуру активными минеральными добавками. В зависимости от ингредиентов и технологии приготовления существует несколько разновидностей сульфатостойких цементов, особенности которых рассматриваются ниже.

Портландцемент

Первый вариант цементного состава содержит небольшое количество гидроалюминатов кальция, а в его структуре не появляется много эттрингита (гидросульфоалюмината кальция). Поэтому материал эффективно сопротивляется агрессии сульфатной среды, долго сохраняя целостность бетонного объекта. При запуске твердения состав медленно приобретает прочность, но в застывшем состоянии отдает относительно малые объемы тепловой энергии.

Сульфатостойкий портландцемент М400 содержит пятьдесят процентов вещества C3S или пять процентов C3A. Готовящийся портлантцемент М500 насыщается измельченным клинкером, двухводным гипсом и активной минеральной добавкой (АМД). Последний компонент является мелкими частицами вещества, улучшающего гидравлические и пуццоланические свойства окончательно созданного бетона. Гидратационным процессом формируются соединения с 10–20 процентами полностью растворяющегося в воде портландита.

Высыпанные в жидкость активные добавки преобразуют гидрооксид кальция в очень медленно растворяющиеся композиты. Благодаря этому конструкции лучше сопротивляются агрессии сульфатов и влаги. По механизму функционирования АМД представлены:

• Аморфным кремнеземом (диатомит, трепел, опок);
• Вулканическими породами, которые насыщены алюмосиликатами и силикатами;
• Продуктами, оставляемыми обжигом глиносодержащих материалов (глиеж, топливная зола, шлак металлургической промышленности).

Фото из открытых источников, носит иллюстрационный характер

Шлакопортландцемент

Вторая разновидность цемента является вяжущим соединением, содержащим меньше восьми процентов вещества C3A. На строительном рынке наибольший спрос наблюдается у марок М300 и М400. В их составе имеется хорошо измельченный портландцементный клинкер и запускающий твердение шлака двухводный гипс. Дополнительно изготовители добавляют гранулированный шлак с частицами размером от пяти до десяти миллиметров, довольно быстро схватывающийся при разбавлении катализатором твердения.

Производителям разрешается заменять гранулы кислой золой уноса, объем которой должен равняться максимум 10 процентам от всей массы цементного соединения, а количество компонента SO3 — достигать максимум 3–4 процентов. Чтобы эксплуатационные свойства сульфатостойкого бетона улучшились, вводится 0,3 процента гидрофобизационных и пластификационных добавок.

Пуццолановый цемент

Третий вид связующего сульфатостойкого бетона состоит из портландцементного клинкера, двухводного гипса и пуццоланы. Последний из озвученных компонентов представляет собой пемзу, объединенную с туфом и пеплом вулканического происхождения. Она окрашена светло-серым оттенком и обладает плотностью 2,8–2,9 грамм на кубический сантиметр. Объем рассматриваемой добавки находится в пределах 20–40 процентов, а также выбирается по заданным изготовителем свойствам бетона.

Производство бетонной смеси с применением пуццолановых цементов позволяет получить вязкий материал, разбавляемый 30–40 процентами воды, но при выполнении такой операции снижается качество готовой продукции. Чтобы предотвратить появление этой проблемы, в состав рекомендуется добавить на 5–10 процентов больше цемента или подсыпать пластификатор. Во время твердения гидроксид кальция прочно соединяется с пуццолановой смесью, не давая поверхности разрушаться выщелачиванием и морскими водами.

Фото из открытых источников, носит иллюстрационный характер

ГОСТ 10178—62 в части сульфатостойкого и пуццоланового порт-ландцемектов и ГОСТ 5.2138—73

Постановлением Государственного комитета Совета Министров СССР по деяам строительства от 14 декабря 1976 г. № 208 срок введения установлен

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на сульфатостойкие цементы, изготовляемые на основе портландцементного клинкера и предназначенные для изготовления бетонных и железобетонных конструкций, обладающих коррозионной стойкостью при воздействии сред, агрессивных по содержанию в них сульфатов, Пуццолановый портландцемент предназначается также для изготовления подземных и подводных конструкций зданий и сооружений, к которым не предъявляются требования по коррозионной стойкости при воздействии сред, агрессивных по содержанию в них сульфатов.

1.1. По вещественному составу цементы подразделяются на виды:

сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками; сульфатостойкий шлакопортландцемент; пуццолановый портландцемент.

1.2. Сульфатостойкий портландцемент — продукт, получаемый измельчением портландцементного клинкера нормированного минералогического состава и гипса, добавляемого для регулирования сроков схватывания.

1.3. Сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками — продукт, получаемый измельчением портландцементного

Издание официальное Перепечатка воспрещена

* Переиздание (сентябрь 1985 г.) с Изменением № 1, утвержденным в июле 1982 г. (МУС № 1—83).

© Издательство стандартов, 1986

клинкера нормированного минералогического состава, активных минеральных добавок и гипса.

1.4. Сульфатостойкий шлакопортландцемент — продукт, получаемый измельчением портландцементного клинкера нормированного минералогического состава, шлака нормированного химического состава и гипса.

1.5. Пуццолановый портландцемент — продукт, получаемый измельчением портландцементного клинкера нормированного минералогического состава, активных минеральных добавок и гипса.

1.6. По механической прочности цементы подразделяются на марки: 300, 400, 500.

1.6.1. Марка цемента определяется пределом прочности при изгибе и сжатии образцов, изготовленных по ГОСТ 310.4— 81 и испытанных через 28 сут с момента изготовления.

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

2.1. Цементы должны изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическим регламентам, утвержденным в порядке, установленном министерством-изготови тел ем.

2.2. Материалы, применяемые при производстве цемента, должны соответствовать требованиям действующих стандартов пли технических условий на эти материалы.

2.2.1. Активные минеральные добавки — по ОСТ 21—9—74.

2.2.2. Гранулированный доменный или электротермофосфорный шлаки — по ГОСТ 3476—74. Содержание окиси алюминия (А1₂0з) в шлаках, предназначенных для изготовления сульфатостойкого портландцемента, не должно быть более 8%, а в шлаках, предназначенных для изготовления сульфатостойкого шлакопортландце-мента, — более 12%.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.2.3. Гипсовый камень — по ГОСТ 4013—82, Допускается применение фосфогипса и борогипса.

2.3. Содержание добавок в цементе в зависимости от их вида должно соответствовать указанному в табл. 1.

2.4. По согласованию с потребителем допускается введение в цемент при его помоле пластифицирующих или гидрофобизирую-щих поверхностно-активных добавок в количестве не более 0,3% от массы цемента в пересчете на сухое вещество добавки.

2.5. Подвижность цементного раствора из пластифицированных цементов должна быть такой, чтобы при постоянном водоцементном отношении, равном 0,4, расплыв стандартного конуса был не менее 125 мм.

2.6. Цемент с гидрофобизирующей добавкой не должен впитывать в себя воду в течение 5 мин от момента нанесения капли на поверхность цемента.

Гранулированный доменный или электротермофосфорный шлак при содержании окиси алюминия в шлаке

Способы получения сульфатостойкого бетона

Существует две технологии замесить сульфатостойкий бетон:

• На обычном портландцементе, добавив специальные модифицирующие присадки;
• На специальном сульфатостойком цементе: сульфатостойком шлакопортландцементе, сульфатостойком портландцементе, пуццолановом портландцементе или сульфатостойком портландцементе со специальными минеральными присадками.

Второй способ более предпочтителен. Использование специального сульфатостойкого цемента позволяет обеспечить более надежную защиту от разрушения на всех стадиях «жизни» сооружения. Бетон, изготовленный на обычном портландцементе с присадками, также будет защищать изделие, но не так эффективно, как в предыдущем случае.

Комментарий

• Регистрация: Jul 2010
• Сообщений: 60

Re: Сульфатостойкий цемент для кладки и фундамента

А что твердеет медленнее это плюс или минус? Доступная мне альтернатива — это быстротвердеющий М500.
В теории мне лучше чтобы схватывался помедленнее, тк чем дольше он сохраняет текучесть, тем проще мне работать, можно что-то подправить и тп. А в чем минусы долгого твердения?

На днях надо уже брать, что-то не знаю что решить

Виды цементов

При изготовлении сульфатостойкого бетона используют такие виды цемента:

1. Простой портландцемент. Введение балластных и минеральных добавок в такой материал запрещено. Цемент универсален, морозоустойчив и нечувствителен к повышенной влажности.
2. Портландцемент, содержащий минеральные присадки. В качестве последних применяют шлак, микрокремнезем или пуццолан. Смесь должна содержать не более 10% минерального компонента. Материал выдерживает большое количество циклов замораживания, не разрушается под воздействием влаги
3. Шлакопортландцемент. Основой состава является прессованный доменный шлак, который смешивается с клинкером в соотношении 1:1. Этот компонент составляет 40-60% от общего количества бетона. Шлак должен содержать соответствующее норме количество оксида алюминия. Недостатком этого строительного материала является чувствительность к перепадам температур.
4. Пуццолановый цемент. В состав входят пуццоланы и печной шлак. Первые представляют собой минеральные вещества, выбрасываемые вулканами. В отличие от предыдущих типов, этот материал более устойчив к воздействию сульфатов, однако чувствителен к резким изменениями температуры и влажности.

Химия процесса

Для того чтобы понять как сульфатостойкий цемент защищает сооружение от воздействия солей и сульфатов, необходимо разобраться в протекающих химических процессах.

В составе бетонной смеси имеются 4 минерала, которые участвуют в схватывании и набора прочности бетона.

Вот эти минералы:

• двухкальциевый силикат (C2S);
• трёхкальциевый силикат (C3S);
• трёхкальциевый алюминат (C3A);
• четырёхкальциевый алюмоферит (C4AF).

При этом некоторые из минералов вступают в химические реакции со сторонними элементами, не входящие в состав бетонной смеси, и это приводит впоследствии к сульфатной коррозии.

Один из таких минералов это трёхкальциевый алюминат (C3A), который при химическом взаимодействии с растворенными в воде сульфатами, образует гидросульфоалюминат кальция. Впоследствии данное химическое соединение кристаллизуется в бетонном камне, что не может пройти бесследно. А последствие всего этого то, что бетонный камень расширяется и начинает постепенно разрушаться из-за снижения плотности.

А самое агрессивное воздействие сульфатов происходит при периодическом увлажнении и высушивании. Это часто случается с мостовыми опорами при постоянном изменении уровня воды.