6.3.3 Твердение портландцемента

При затворении водой образуется цементное тесто, которое схватывается, твердеет, превращается в камень.

Различают три периода твердения:

1.растворение

2. коллоидация

3.кристаллизация.

6.3.4 Коррозия портландцемента.

Портландцемент подвергается коррозии. Различают три вида коррозии:

1) От проточных вод.

Проточные воды растворяют Ca(OH) ₂ что приводит к увеличению пористости, снижению прочности. Для предотвращения рекомендуется вводить гидравлические добавки, которые связывают Cа(OH)₂ в нерастворимое соединение.

2) От минерализованных вод.

В минерализованных водах есть ионы магния и кальция, которые вступают в обменные реакции с минералами цементного калия. Полученные продукты реакции легко растворимы, либо аморфные. В результате образуются MgCl₂ , MgSO₄, NaCl₂. Для защиты нужно вводить соединения, которые, связывают Ca(OH) ₂ в нерастворимое соединение. Это трепелы, опоки, диатомиты, доменные шлаки.

3) От сульфатных вод.

Сульфатные воды (грунтовые) содержат ионы SO₄^-2. Эти ионы вступают в реакцию с Ca(OH) ₂. В результате образуется двуводный гипс или ангидрид, который взаимодействует с трехкальциевым гидроалюминатом. В результате реакции образуется новое вещество гидросульфоалюминат. Это вещество имеет объём в 2-2,5 раза больше, чем исходное, что приводит к разрушению. Способ борьбы: использование сульфатостойких цементов.

Защита от коррозии.

1. Применение цементов со специальным минералогическим составом.

2. Введение необходимого количества добавок.

3. Создание плотных бетонов.

4. Применение защитных покрытий и облицовок.

6.3.5 Свойства портландцемента

1. Средняя плотность ρ_m 1000-1100 кг/м³

2. Истинная плотность ρ 3,05-3,15 г/м³

3. Тонкость помола оценивается остатками на ситах 008 при просеивании предварительно высушенной пробы. Остаток на сите должен быть не более 15%.Наряду с ситовым анализом для оценки дисперсности (тонкости помола) проводят определение удельной поверхности на специальном приборе. Удельная поверхность это суммарная площадь боковой поверхности всех зерен в 1г. Цемента. Обычно удельная поверхность составляет 2500-3000 см²/г. Чем тоньше помол тем быстрее сроки схватывания, скорость твердения и больше прочность цементного камня.

4.Водопотребность это количество воды, необходимое для получения цементного теста нормальной густоты. Нормальной считается густота, при которой пестик прибора Вика, погруженный в кольцо с цементным тестом, не доходит до пластинки на 5-7 мм. Водопотребность портландцемента составляет 22-28 % , а при введении минеральных добавок 32-37%.

5.Сроки схватывания определяются с помощью прибора Вика по глубине проникновения иглы в цементное тесто нормальной густоты. Началом схватывания считается время, прошедшее от момента затворения теста до момента, когда игла погружается в тесто на 1-2 мм. Конец схватывания это время, прошедшее от начала затворения до момента, когда игла погружается только на 1-2 мм в цементное тесто. Для портландцемента начало схватывания не должно наступать ранее 45 мин., а конец схватывания – не позднее 10 часов.

6.Равномерность изменения объёма устанавливают на образцах, лепёшках из цементного теста нормальной густоты, при кипячении в течение 3 часов через 24 часа после изготовления. Цемент считается выдержавшим испытание, если лепёшка не деформировалась, и не образовались радиальные трещины. Появление трещин обусловлено наличием свободного CaO и MgO. Эти вещества при взаимодействии с водой увеличиваются в объёме, что приводит к разрушению цементного камня.

7.Активность и марка портландцемента.

Активность определяют при испытании стандартных образцов, балочек размером 40 40 160 мм из цементно-песчаного раствора, состава 1/3 по массе и В/Ц =0,4 на 28 сутки при нормальных условиях твердения, при испытании на изгиб, а затем полубалочек на сжатие. Активность определяется по приделу прочности при сжатии в кг/см². По активности, округляя число в меньшую сторону, до чисел 400 500 600 700 800 устанавливают соответствующие марки.

8. Выделение тепла при твердении. Цемент при твердении выделяет тепло. В тонких бетонных конструкциях тепло не вызывает существенного разогрева, а в массивных конструкциях разогрев может привести к образованию трещин. Для предотвращения трещин используют низкотермичные цементы, а иногда применяют искусственное охлаждение.