47.Основные свойства портландцемента и способы их регулирования

К основным техническим свойствам портландцемента относятся: истинная плотность, средняя плотность, тонкость помола, сроки схватывания, нормальная густота (водопот-ребность цемента), равномерность изменения объема цементного теста, прочность затвердевшего цементного раствора. Истинная плотность цемента находится в пределах 3000...3200 кг/м , плотность в рыхлом состоянии - 900..Л300 кг/м3, в уплотненном (слежавшемся) - 1200... 1300 кг/м . Тонкость помола характеризуется остатком на сите № 08 или удельной поверхностью, проверяемой на специальном приборе ПСХ. Согласно ГОСТу через сито № 08 должно проходить не менее 85 % массы пробы, удельная поверхность при этом (поверхность зерен цемента общей массой 1 г) должна быть 2500...3000 см2/г.

Нормальная густота цементного теста (количество воды в % от массы цемента) определяется погружением пестика, укрепляемого на штанге прибора Вика, и колеблется в пределах 21...28 %. Она зависит от минералогического состава цемента и тонкости помола. Изучение процесса твердения цемента показало, что в зависимости от вида цемента, сроков и условий твердения он присоединяет воды 15...25 % от своей массы. При использовании цемента в растворах и бетонах расходуемое количество воды значительно больше (40... 70 %), оно, в частности, зависит и от нормальной густоты цементного теста. Излишки воды со временем испаряются, оставляя поры, что ухудшает качество цементного камня, а следовательно, раствора и бетона. Сроки схватывания проверяют прибором Вика на цементном тесте нормальной густоты. Согласно требованиям ГОСТа начало схватывания должно быть не ранее 45 мин; конец - не позднее 10 ч (нормально - 2...3 ч), однако по согласованию с потребителями эти сроки могут существенно отличаться. О равномерности изменения объема цементного теста в процессе твердения судят по характеру трещин на образцах-лепешках, изготовленных по методике, изложенной в ГОСТе.

Если в цементе в результате нарушений технологического процесса при изготовлении окажется много свободных осадков кальция и магния, то процесс их гашения при затворении цемента водой будет протекать замедленно (температура обжига клинкера значительно выше температуры обжига при получении извести-кипелки, процесс гашения которой протекает довольно быстро). Это явление может привести к разрушению уже затвердевшего цементного камня. Для предотвращения подобных явлений при оценке качества цемента и проводят испытание на равномерность изменения объема.

48.Специальные виды портландцемента:

Рассматриваемые ниже особые (специальные) виды порт­ландцемента выделены в отдельную группу, так как они в отли­чие от обычного портландцемента имеют особые свойства. Эти виды портландцемента нужно применять только тогда, когда их свойства могут быть использованы с максимальным эффек­том.

Сульфатостойкий портландцемент получают путем тонкого измельчения клинкера, содержащего не более 5% трехкальциевого алюмината (3СаО∙Аl₂О₃). В этом порт­ландцементе не должно быть активных или инертных минераль­ных добавок. В связи с тем, что содержание трехкальциевого алюминия в нем невелико (совершенно исключить это соеди­нение нельзя, так   как   тогда   цемент   будет   очень   медленно набирать прочность), сульфатостойкий портландцемент обла­дает повышенной стойкостью к действию сульфатных вод.

Сульфатостойкий портландцемент имеет марки 300 и 400. Широкое применение он находит в гидротехническом строитель­стве. Его используют для сооружения бетонных и железобетон­ных конструкций, к которым предъявляются повышенные тре­бования в отношении морозостойкости и стойкости против суль­фатной коррозии.

Портландцемент с умеренной экзотермией изготовляют путем тонкого измельчения клинкера, содержа­щего до 8% 3СаО∙Аl₂0₃ и не более 50% 3СаО∙ SiO₂. От обыч­ного портландцемента он отличается пониженной экзотермией и несколько повышенной стойкостью в сульфатных водах. Этот портландцемент, имеющий марки 300 и 400, применяют в бе­тонных и железобетонных гидротехнических сооружениях, ра­ботающих в условиях систематического многократного замо­раживания и оттаивания в пресной или слабоминерализован­ной воде.

Пластифицированный портландцемент изго­товляют путем введения в клинкер при его помоле пластифици­рующей добавки, придающей растворным и бетонным смесям на этом цементе повышенную подвижность и удобоукладываемость.

В качестве такой добавки применяют концентраты сульфитно-спиртовой барды в количестве 0,15-0,25% от веса це­мента, считая на сухое вещество. Пластифицированный порт­ландцемент бывает тех же марок, что и обычный цемент (300, 400, 500, 600), но бетоны и растворы на нем более морозостойки и менее водопроницаемы. Поэтому пластифицированный порт­ландцемент применяют для устройства конструкций, к которым предъявляются особые требования в отношении морозостойкости или водонепроницаемости.

Гидрофобный портландцемент представляет собой продукт тонкого измельчения портландцементного клинкера совместно с гидрофобными добавками в виде органических ве­ществ (мылонафта, олеиновой кислоты, асидола). Добавки вво­дятся в зависимости от их вида в количестве 0,06-0,3% от веса цемента. Эти вещества образуют на цементных зернах гидрофоб­ные (не смачивающиеся водой) пленки, препятствующие про­никновению влаги. Поэтому гидрофобный портландцемент не боится увлажнения, не слеживается и в течение длительного вре­мени почти не теряет активности. Во время приготовления бе­тонной смеси зерна заполнителей (песка, гравия или щебня) разрушают гидрофобные пленки, и цемент реагирует с водой аналогично портландцементу, набирая такую же прочность (марки 300, 400, 500 и 600).

Применяют гидрофобный портландцемент для тех же целей, что и пластифицированный.

Быстротвердеющий портландцемент обладает более интенсивным, чем обычный, нарастанием прочности в на­чальный период твердения. При такой же активности на 28-е сутки, как и у портландцемента, быстротвердеющий цемент уже через 24 ч твердения имеет прочность при сжатии 200, а в возрасте 3 суток - не менее 250 кг/см². Это достигается подбором трехкальциевого силиката (до 50-60%) и трехкальциевого алюмината (до 8-14%), а также повышенной добавкой гипса и более тонким помолом цемента.

Быстротвердеющий портландцемент имеет марки не ниже - 400. Применяют его при производстве сборных железобетон­ных изделий, изготовляемых без тепловлажностной обработки или с пропариванием при нормальном давлении.

Белый и цветные портландцементы имеют де­коративное назначение. Белый портландцемент изготовляют пу­тем тонкого помола белого клинкера, получаемого обжигом чистых известняков и белых глин. Обжигают сырье на беззоль­ном топливе - жидком или газообразном.  Цветные цементы получают совместным помолом белого клинкера с минеральными свето- и щелочестойкими пигментами (охра, железный сурик и др.) Применяют их для внутренней и наружной отделки зданий.

49.