1 Твердение цемента.

Известны кристаллизационная теория твердения, коллоидная теория, а также теория, которая их объединяет (А.А. Байков, 1930). Согласно этой теории различают три основных периода твердения портландцемента:

1. Растворения и гидратации, когда минералы клинкера образуют насыщенные нестойкие системы.

2. Коллоидация (схватывание), которое характеризуется переходом новообразований в коллоидную систему (гель);

3. Кристаллизация, когда коллоидная система поступательно кристаллизуется (твердеет) и прочность растет.

2 Формирование структуры цементного камня.

Таким образом, цементный камень – это сложная неоднородная система, которая содержит такие составы:

1. Продукты гидратации цемента – гелеподобные гидросиликаты и гидроалюминаты кальция, а также крупные кристаллы гидроксида кальция;

2. Зерна клинкера, которые не прореагировали с водой, количество которых уменьшается с увеличением сроков схватывания;

3. Заполненные водой поры.

Отличия между физико-механическими свойствами кристаллического и гелеподобного вещества в цементном камне, дает возможность управлять структурообразованием цемента, рационально меняя минеральный состав клинкера.

3 Долговечность цементного камня

Разрушение бетона обычно начинается с разрушения цементного камня, стойкость которого ниже стойкости плотных каменных заполнителей. Оно может происходить под влиянием физических явлений (насыщения водой, попеременного замораживания и оттаивания, увлажнения и высыхания и т.п.), а также при химическом взаимодействии цементного камня с агрессивными веществами, содержащимися в воде или в воздухе, поэтому при выборе цемента учитывают требуемую морозостойкость, воздухостойкость и химическую стойкость цементного камня.

4 Свойства портландцемента.

1 Тонкость помола.

2 Истинная и насыпная плотность.

3 Водопотребление цемента.

4 Сроки схватывания цемента.

5 Активность и марка цемента.

5. Сроки схватывания цемента.

Сроки схватывания цемента – это время, на протяжении которого масса теряет свою пластичность. Сроки схватывания в соответствие со стандартом обозначают погружением иголки прибора Вика в цементное тесто нормальной густоты. Начало схватывания – время от начала замешивания до момента, когда иголка не доходит до дна на 24 мм. Конец схватывания определяется моментом времени, когда иголка заходит в тесто не больше, чем на 12 мм. Для портландцемента начало схватывания может наступать не ранее как через 45 мин., а конец – не позднее, чем через 10 часов.

Сроки твердения регулируются добавками: увеличение сроков схватывания (бура, борная кислота, фосфаты и нитраты калия и др.) и ускорители (карбонаты и сульфаты металлов).

6. Активность и марка цемента

Активность и марка цемента характеризуется его механической прочностью, которая устанавливается пределом прочности на сжатие половинок образцов балочек размером . Стандартные образцы готовят из цементно-песчаной смеси состава 1:3 (по массе) при на вольском песке, когда консистенция смеси по расплыву конуса 106115 мм. Испытания проводят в возрасте 28 суток (первоначально – на изгиб, затем – на сжатие).

Значение предела прочности на сжатие образцов называют активностью цемента, а округленное значение в сторону уменьшения активности – маркой цемента.

Марки портландцемента: М400, М500, М550, М600. Число показывает прочность при сжатии в

7. Специальные виды цементов

.1. Быстротвердеющий портландцемент (БТПЦ).

БТПЦ – характеризуется быстрым нарастанием прочности в начальный период твердения.

2. Особобыстротвердеющий портландцемент (ОБТПЦ).

ОБТПЦ – марки 600 в возрасте 1 суток имеет предел прочности на сжатие 2025 МПа, а в возрасте 3 суток – 40 МПа.

.3. Сверхбыстротвердеющий портландцемент (СБТПЦ).

СБТПЦ – получают введением в сырьевую смесь веществ, которые содержат галогены (например, фторид или хлорид кальция) и большое количество алюминатов и, который характеризуется очень быстрым твердением.

.4. Пластифицированный портландцемент.

Такой цемент изготавливают тонким дроблением клинкера с двуводным гипсом (35 %) и с добавкой во время помола 0,25 % лигносульфата технического (ЛСТ) или других пластифицирующих добавок

5 Гидрофобный портландцемент.

Гидрофобный портландцемент – получают дроблением портландцементного клинкера с двуводным гипсом (35 %) и с добавлением во время помола 0,080,25 % одной из гидрофобизирующих добавок – олеиновой кислоты, милонафта и др.

6. Пуццолановый портландцемент.

Пуццолановый портландцемент – получают совместным помолом клинкера, двуводного гипса (35 %), активной минеральной добавки осадочного происхождения (2030 %) или вулканического пепла (пуццолана), топливной золы (2540 %).

.7. Шлакопортландцемент (ШПЦ).

ШПЦ – получают совместным помолом клинкера потландцемента, до 3,5 % гипса и 2080 % гранулированного доменного шлака.

8. Белый и цветные цементы.

Белый ПЦ декоративного назначения получают из чистых известняков, кварцевого песка, каолиновых глин, чистых разновидностей гипса и других материалов, которые даже не содержат оксидов металлов (железа, марганца, хрома).