35. Сформулируйте определение понятия «гипсоцементопуццолановые вещества» (гцпв). Приведите характеристику их состава и свойства. Перечислите области их применения

Эти вяжущие получают путем тщательного смешивания полуводного гипса, портландцемента и какой-либо активной добавки. Активная добавка должна быть просушена и измельчена (остаток на сите № 008 не более 10%). В качестве активных добавок для приготовления ГЦПВ используют обычно трепел, опоки, диатомит, некоторые золы, обожженные при 600—700° С, глины и др. с активностью не менее 200 мг/г.

Гипсоцементнопуццолановое вяжущее (ГЦПВ) содержит (% массы): гипсовое вяжущее – 50-75; портландцемент – 15-25; активную минеральную добавку – 10-25.

ГЦПВ применяются для изготовления сборных элементов, предназначенных для эксплуатации в условиях повышенной влажности – панелей для устройства ванных помещений, санитарно-технических кабин, вентиляционных блоков.

36. Сформулируйте определение понятия «глиноземные цементы» (гц и вгц). Приведите характеристику их состава и свойства, основные стадии гидратационного твердения. Перечислите области их применения

Глиноземистый (алюминатный) цемент – быстротвердеющее гидравлическое вяжущее вещество, состоящее преимущественно из низкооснόвных алюминатов кальция. Глиноземистый цемент получают обжигом сырьевых смесей, состоящих из известняка CaCO₃ и боксита, содержащего до 75 % Al₂O₃ .

Сырьевую смесь обжигают при температуре спекания или плавления, применяются шахтные, вращающиеся печи и вагранки. Цемент получают помолом клинкера с гипсом (до 3,5 % в пересчете на SO₃).

В зависимости от содержания Al₂O₃ в клинкере вяжущее подразделяется на четыре типа. Клинкер глиноземистых цементов ГЦ и ВГЦ состоит из низкооснόвных алюминатов кальция. Образование C₂S при обжиге нежелательно, поэтому сырье должно содержать не более 15 % SiO₂ .

Твердение глиноземистого цемента обусловлено гидратацией алюминатов кальция. По этой причине повышение температуры бетона на глиноземистом цементе приводит к существенному снижению прочности. В связи с этим применение глиноземистого цемента для изготовления бетонов несущих строительных конструкций, а также в массивном бетоне не рекомендуется, пропаривание бетонов на ГЦ не допускается

Глиноземистый цемент является медленносхватывающимся и быстротвердеющим вяжущим. Бетоны на глиноземистом цементе водостойки, воздухостойки и морозостойки.

Используют глиноземистый цемент при скоростном строительстве, аварийных работах, зимнем бетонировании.

Высокоглиноземистые цементы (ВГЦ) применяются в огнеупорных бетонах, так как цементный камень обладает высокой термостойкостью, огнеупорностью, сопротивлением воздействию расплавленных шлаков.

На основе глиноземистых цементов получают расширяющиеся при твердении и напрягающие цементы.

37. Сформулируйте определение понятия «коррозия строительных матенриалов». Укажите основные типы коррозии строительных материалов и методы их защиты. Ответ мотивируйте приведением соответствующих химических реакций

Сооружения из бетона на основе портландцемента при благоприятных условиях и правильной эксплуатации могут служить в течение длительного времени. Однако, при воздействии природных и сточных вод (речных, морских, грунтовых, дренажных, технологических) и некоторых газов, содержащихся в атмосфере (SO₂ и др.), цементный камень разрушается.

1. Растворение в воде составных частей цементного камня и вымывание их.

2. Воздействие агрессивных растворов и газов на составные части цементного камня с образованием легкорастворимых солей или аморфных продуктов, не обладающих вяжущими свойствами.

3. Активное взаимодействие агрессивных растворов с цементным камнем с образованием продуктов, накапливающихся и кристаллизующихся в порах, каналах, трещинах камня и вызывающих его разрушение.

Коррозия в пресных водах. Гидроксид кальция характеризуется значительной растворимостью в воде и вымывается из цементного камня при достаточно интенсивной фильтрации пресной воды. В результате вымывания Ca(OH)₂ камень становится пористым и теряет прочность.

Разрушение кислыми водами. Содержащиеся в водах (например, сточных) кислоты химически взаимодействуют с составными частями цементного камня и прежде всего с Ca(OH)₂ с образованием растворимых в воде и легковымываемых веществ: Ca(OH)₂ + 2HCl → CaCl₂ + 2H₂O .

Процесс коррозии протекает тем интенсивнее, чем меньше pH воды. Кислые воды действуют одинаково разрушительно на камень из портландцемента, шлакопортландцемента и пуццоланового портландцемента.

Углекислая коррозия. Гидроксид кальция цементного камня при омывании водами, содержащими растворенный CO₂ (природные воды, сточные воды некоторых производств), взаимодействует с углекислотой:

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O .Образовавшийся карбонат кальция реагирует с углекислотой по обратимой реакции CaCO₃ + CO₂ + H₂O ←→ Ca(HCO₃)₂ .

Гидрокарбонат кальция значительно более растворим, чем карбонат, поэтому будет вымываться.

Магнезиальная коррозия. Содержащиеся в минерализованных водах соли магния, например хлорид, сульфат и другие, вступают в обменные реакции с составляющими цементного камня:

Ca(OH)₂ + MgCl₂ → CaCl₂ + Mg(OH)₂

Гидроксиды алюминия и магния, хотя и характеризуются очень низкой растворимостью, но выделяются в виде рыхлого осадка, проницаемого для воды. Образующийся двуводный гипс может вызвать другой вид разрушения – сульфатную коррозию.

Сульфатная коррозия. Иногда реакции солей минерализованных вод с составляющими цементного камня сопровождаются образованием продукта, кристаллизующегося в камне с увеличением объема:

Ca(OH)₂ + Na₂SO₄ + 2H₂O → CaSO₄ · 2H₂O + 2NaOH

Методы защиты цементного камня от коррозии.

1. Физические:

а) увеличение плотности камня за счет снижения водоцементного отношения, применение при уплотнении бетонных и растворных смесей вибрирования, вакуумирования; введение водопонизителей – пластификаторов и суперпластификаторов;

б) покрытие поверхности сооружений защитными обмазками, синтетическими пленками, листами, облицовка естественным камнем, плотной керамикой, стекломатериалами.

2. Химические:

а) карбонизация изделий и элементов конструкций, превращение Ca(OH)₂ цементного камня в CaCO₃ при взаимодействии с CO₂ воздуха путём выдержки на воздухе – создание защитного слоя карбоната кальция толщиной 5-10 мм;

б) пуццоланизация цемента – введение активных гидравлических добавок, содержащих аморфный кремнезем, для связывания свободной извести (источника многих видов коррозии) в нерастворимые гидросиликаты кальция CaO · SiO₂ · H₂O ;

в) автоклавная обработка изделий, изменяющая фазовый состав новообразований. Устойчивы против сульфатной коррозии кристаллические гидросиликаты и гидрогранаты кальция, образующиеся при автоклавной обработке;

г) изменение минерального состава клинкера. Так, уменьшение содержания C₃S в клинкере повышает стойкость портландцементного камня в пресных водах, уменьшение количества C₃A до 5 % и C₃S до 50 % позволяет получить бетон, устойчивый против сульфатной коррозии