26.Пуццолановый цемент

В современном строительстве основным видом  пуццоланового цемента является  пуццолановый портландцемент, который получают в результате совместного  помола  портландцементного клинкера (60-80%) активной минеральной добавки (20-40%) и небольшого количества гипса. Такой цемент отличается от обычного  портландцемента пониженной морозостойкостью, меньшей скоростью твердения и  повышенной коррозионной стойкостью. Применяют пуццолановый цемент в основном при изготовлении  бетонов, которые в последующих этапах будут использовать  в подземных и подводных и сооружениях.

При твердении пуццоланового цемента вначале взаимодействуют с водой цементные частицы, образуя гидрат окиси кальция, двухкальциевый гидросиликат С2SН2 и высокоосновные гидроалюминаты и гидроферриты кальция. Наличие активной минеральной добавки ускоряет гидратацию и гидролиз цементной части пуццоланового цемента. Вслед за этим активная составляющая добавок вступает во взаимодействие с продуктами гидратации цемента, в первую очередь с гидратом окиси кальция. Это вызывает постепенное уменьшение концентрации извести в жидкой фазе твердеющей системы, в результате чего двухкальциевый гидросиликат переходит в однокальциевый - CSH (В), а высокоосновные гидроалюминаты - в менее основные. При взаимодействии гидроалюминатов и активного Si02 возможно образование сульфатостойких гидрогранатов типа 3СаО*Аl2О3* xSi02(6-2х) Н2О, которые значительно быстрее возникают при автоклавном твердении.

Твердение пуццоланового цемента можно ускорить, применяя ряд мероприятий, в частности используя более активные добавки, клинкер с повышенным содержанием трехкальцииевого силиката и трехкальциевого алюмината, которые весьма быстро гидратируются. Ускоряют твердение также более тонкий помол пуццоланового цемента, увеличение в известных пределах дозировки гипса, а также добавка хлористого кальция.

Марки пуццоланового цемента по ГОСТ 970-61: 300, 400, 500 и 600. Они соответствуют пределу прочности при сжатии через 28 суток образцов из раствора жесткой консистенции в кг/см2. Намечаемый к введению ГОСТ 10178-62 предусматривает марки 200, 250, 300, 400 и 450 при испытании в образцах из раствора пластичной консистенции. Предел прочности при изгибе должен быть соответственно не менее: 35, 40, 50, 60 и 65 кг/см2.

29.Стойкость цементного камня

С

тойкость цементного камня

Бетон в инженерных сооружениях в процессе эксплуатации может быть подвержен агрессивному воздействию внешней среды: пресных и минерализованных вод, совместному действию воды и мороза, попеременному увлажнению и высушиванию. Среди компонентов бетона цементный камень наиболее подвержен развитию коррозионных процессов. Следовательно, для того чтобы бетон стойко сопротивлялся агрессивному воздействию внешней среды, цементный камень должен быть водостойким, морозостойким и атмосферостойким.

Водостойкость цементного камня. Коррозия цементного камня в водных условиях может быть подразделена на три вида.

вид коррозии — разрушение цементного камня в результате растворения и вымывания некоторых его составных частей. Наиболее растворимой является гидроокись кальция, образующаяся   при  гидролизе трехкальциевого силиката. Хотя растворимость Са(ОН)2 невелика (1,3 г СаО на 1 л при 15°С), но в цементном камне бетона под воздействием проточных мягких вод количество растворенного и вымытого Са(ОН)2 непрерывно возрастает, цементный камень становится пористым и теряет прочность. Следует отметить, что Са(ОН)2 хорошо растворяется в водах, которые содержат в незначительном количестве катионы кальция и магния в виде бикарбонатов Са(НСО3Ь и Mg(HCO3)2,   придающих   воде временную жесткость.

В то же время все минералы цементного клинкера могут длительное время находиться в водных условиях, но только при определенной концентрации извести в воде — не ниже так называемой равновесной концентрации. При понижении ее минералы растворяются с разложением и выделением в раствор извести. Равновесная концентрация тем выше, чем больше основность минерала. Так. для ЗСаО SiO2nH>)O она равна 1,3 г/л СаО; для ЗСаО • А12О3 6Н2О — 1,1 г/л СаО; для CaO"SiO2• лН2О — 0,05 г/л СаО. При снижении концентрации СаО менее чем на 0,05 г/л происходит полное растворение гидросиликатов с распадом их на Са(ОН)2 и SiO2nH2O, сопровождающееся разрушением цементного камня.

Несколько предохраняет от данного вида коррозии защитная корка из углекислого кальция, образующаяся на поверхности бетона в результате реакции   между   гидроокисью   кальция   и   углекислотой   воздуха

Са(ОН)2 + СО2 = СаСОз + Н2О.