Характеристики и состав сульфатостойкого бетона

Характеристики и состав сульфатостойкого бетона

Для строительства объектов, что будут подвержены воздействию воды и атмосферной влаги рекомендуется использовать сульфатостойкий бетон. Обычный и железобетонный вид материала хоть и отличается своей прочностью и долговечностью, перед такими факторами оказывается бессильным. Водный состав содержит в себе большое количество солей и минеральных соединений, которые разрушительно воздействуют на целостность конструкции.

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

Свойства

В сульфатостойком бетоне находятся клинкер, гипс и трехкальцевый алюминат, могут быть добавлены минеральные добавки. Трехкальцевый алюминат добавляют в бетонную смесь в количестве не более пяти процентов от общей массы, избыток материала провоцирует сульфатную коррозию. Отличительным свойством при работе сульфатосктойким бетоном является быстрое затвердевание цементно-песчаной смеси, что отрицательно сказывается на прочности готового изделия.

Вернуться к оглавлению

5 Технические требования

Цементы должны соответствовать требованиям настоящего стандарта и изготовляться по технологической документации, утвержденной предприятием-изготовителем.

5.1 Характеристики

5.1.1 Клинкер, применяемый при производстве цемента, по химическому и расчетному минералогическому составу должен соответствовать требованиям, приведенным в таблице 2.

В процентах массы клинкера

Трехкальциевый алюминат , не более

, не более

Оксид алюминия , не более

Оксид магния , не более

5.1.2 Цемент по химическому составу должен соответствовать требованиям, приведенным в таблице 3.

В процентах массы цемента

Типы сульфатостойких цементов

ЦЕМ I СС классов и подклассов прочности 32,5Н; 32,5Б; 42,5Н

ЦЕМ I СС класса и подкласса прочности 42,5Б

ЦЕМ II/А-Ш СС, ЦЕМ II/В-Ш СС, ЦЕМ II/А-П СС, ЦЕМ II/А-К СС всех классов и подклассов прочности

ЦЕМ Ill/А СС всех классов и подклассов прочности

Потери при прокаливании (ППП), не более

Нерастворимый остаток (НО), не более

Оксид серы , не более

Ион хлора , не более

Щелочные оксиды в пересчете на

* Требование по содержанию в цементе щелочных оксидов применяют по соглашению между поставщиком и потребителем.

5.1.3 Допускается вводить во все типы цементов добавки — вспомогательные компоненты, соответствующие требованиям ГОСТ 31108. При этом в цементах типов ЦЕМ II и ЦЕМ III суммарное содержание добавок — основных и вспомогательных компонентов не должно быть более указанного в таблице 1 ГОСТ 31108.

5.1.4 По соглашению между поставщиком и потребителем допускается вводить в цемент при помоле пластифицирующие добавки в количестве не более 0,5% массы цемента в пересчете на сухое вещество добавки. Пластифицирующие добавки не следует применять, если они плохо сочетаются с супер- или гиперпластификаторами, вводимыми в бетонную или растворную смесь при их изготовлении для снижения водопотребности и/или повышения живучести этих смесей.

5.1.5 Для защиты от воздействия влаги и воздуха и удлинения сроков хранения цемента допускается вводить в цемент при помоле гидрофобизирующие добавки в количестве не более 0,3% массы цемента в пересчете на сухое вещество добавки. Гидрофобизированный цемент не должен впитывать воду в течение 5 мин от момента нанесения капли воды на поверхность цемента.

5.1.6 При производстве цемента для интенсификации процесса помола допускается вводить технологические добавки, не ухудшающие качество цемента, в количестве не более 0,5, органических добавок — не более 0,1% массы цемента в пересчете на сухое вещество добавки. При этом суммарное содержание всех видов органических добавок, вводимых в цемент, не должно быть более 0,5%.

Эффективность технологических добавок при их первом применении, а также отсутствие их отрицательного влияния на свойства цемента и бетона должны быть подтверждены результатами испытаний в аккредитованных испытательных центрах.

5.1.7 Предел прочности при сжатии цемента соответствующего класса и подкласса прочности приведен в таблице 4.

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

Характеристики ССПЦ 400-Д0

Сульфатостойкий цемент ССПЦ 400 ДО представляет собой разновидность портландцемента. Он отличается устойчивостью к сульфатным водам. Даже обычные подземные воды имеют в составе большое количество сульфатов. Они способствуют разрушению бетона. Для защиты конструкций из бетона от сульфатной агрессии применяется ССПЦ.

Цемент нашел широкое распространение при строительстве фундаментов, опор мостов при высоком уровне подземных вод. Наряду с определенными преимуществами, этот вид портландцемента обладает всеми основными характеристиками ПЦ 400-Д0. Марка по прочности при сжатии упомянута в маркировке и составляют 400 на 28-е сутки. Скорость твердения – нормально твердеющий. Изготавливается этот материал по ГОСТ 22266-94. Прочность на сжатие на третьи сутки не нормируется. В возрасте 28 суток прочность на сжатие составляет 39,2 МПа. Предел прочности при изгибе на 28-е сутки составляет 5,4 МПа. Начало схватывание происходит на 45-ой минуте, не ранее. Минеральных добавок в этом цементе нет.

Сферы применения

В первую очередь бетон, изготовленный из сульфатостойкого цемента, идет на отливку конструкций в местностях с переменчивым климатом, нестабильной погодой и большим количеством в году дней с неблагоприятными погодными условиями (частые перепады температур воздуха, переменчивая влажность). Также при проектировании сооружений учитывается наличие в атмосфере активной химической среды (неблагоприятного фактора по химическим показателям).

Помимо атмосферы и химического состава водной среды рек, озер и морей, проводят изучение грунта в местах будущего строительства. По результатам анализов грунта может быть принято решение о применении свай из сульфатостойкого бетона или отливке из него фундамента.

Таким образом, из бетона на основе сульфатостойкого цемента отливаются сооружения промышленного назначения: