Файл: Леви С.С. Бетонные и железобетонные работы.pdf

3. Цементы, их разновидности и основные свойства

В качестве вяжущих для бетона основное применение находят портландцемент с его разновидностями (пласти­ фицированный и гидрофобный портландцементы, быстротвердеющий и тампонажный портландцементы, суль­ фатостойкий и магнезиальный портландцементы), шлакопортландцемент и пуццолановый портландцемент.

По прочности (активности) портландцемент делится на четыре марки: 300, 400, 500 и 600. Портландцемент применяют для бетонных и железобетонных надземных, подземных и подводных конструкций, в том числе и для конструкций, подвергающихся попеременному замора­ живанию и оттаиванию. Нельзя применять портландце­ мент для конструкций, подвергающихся воздействию аг­ рессивных вод, без специальных мер защиты. ■

Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) пред­

ставляет собой разновидность портландцемента, отлича­ ющуюся быстрым нарастанием прочности в ранние сро­ ки (1—3 дня). Предел прочности при сжатии стандарт­ ных образцов через 3 суток должен быть не ниже

250 кгс/см2.

Пластифицированный портландцемент — разновид­

ность портландцемента. Его получают добавлением в процессе помола клинкера пластифицирующей поверхно­ стно-активной добавки (сульфитно-дрожжевой бражки) в количестве 0,15—0,25%, которая придает растворам и бетонам на этом цементе повышенную подвижность и удобоукладываемость. Применение пластифицированно­ го портландцемента повышает прочность и морозостой­ кость растворов и бетонов, дает возможность сократить на 5—8% “расход цемента в бетоне, сохранить заданную подвижность бетонной смеси при меньшем водоцемент­ ном отношении.

Гидрофобный (не смачиваемый водой) портландце­ мент является продуктом совместного помола цементно­ го клинкера и поверхностно-активного вещества в коли­ честве 0,1—0,2% (мылонафт, олеиновая кислота), при­ дающего цементу гидрофобные и пластифицирующие свойства. Гидрофобный портландцемент применяют вместо обыкновенного цемента во избежание потери це­ ментом его активности при длительном хранении и даль­ них перевозках.

175

Сульфатостойкий портландцемент отличается повы­ шенной стойкостью к сульфатной агрессии, т. е. при воз­ ведении бетонных и железобетонных конструкций, под­ вергающихся воздействию сульфатных вод, содержащих растворы сернокислых солей, вредно действующих на обычный портландцемент.

Магнезиальный портландцемент содержит повышен­ ное количество (до 10%) окиси магния. По своим свой­ ствам этот цемент соответствует обычному портландце­ менту. Применяется при возведении бетонных и железо­ бетонных надземных и подземных конструкций, защи­ щенных от воздействия грунтовых вод. Магнезиальный портландцемент нельзя использовать: для конструкций, подвергающихся воздействию грунтовых вод, для под­ водных конструкций и при производстве бетонных работ с пропариванием.

Тампонажный цемент является разновидностью порт­ ландцемента, обладающего высокой прочностью в на­ чальные сроки твердения, необходимой при тампониро­ вании нефтяных и газовых скважин; применяется в виде цементного теста (без заполнителей) с В Щ = 0,4-ь0,5.

Шлакопортландцемент представляет собой способное затвердевать в воде и на воздухе вяжущее вещество, по­ лучаемое в результате совместного помола цементного клинкера, доменного гранулированного шлака и гипса или тщательного смешивания тех же материалов, из­ мельченных раздельно.

Шлакопортландцемент характеризуется следующими свойствами:

а) замедленным по сравнению с портландцементом твердением, особенно при низких положительных темпе­ ратурах;

б) при твердении выделяет меньше тепла, чем порт­ ландцемент;

в) уступает портландцементу в отношении морозо­ стойкости.

По прочности шлакопортландцемент делится на че­ тыре марки: 200, 300, 400 и 500.

Пуццолановый портландцемент отличается от обыч­ ного портландцемента повышенным содержанием актив­ ных минеральных добавок (трепела, диатомита, пемзы, туфа и др.), вводимых при помоле портландцементного клинкера. Пуццолановый портландцемент характеризу­ ется следующими свойствами:

176

а) лучше всего твердеет в воде и во влажных усло­ виях;

б) при твердении на воздухе дает большую усадку и меньший рост прочности по сравнению с обычным порт­ ландцементом;

в) при твердении выделяет меньше тепла, чем обыч­ ный портландцемент.

Бетоны на пуццолановом портландцементе отличают­ ся высокой водостойкостью, повышенной водонепроница­ емостью, пониженной морозостойкостью. По прочности пуццолановый портландцемент делится на четыре марки: 200, 300, 400 и 500. Его применяют при возведении бе­ тонных и железобетонных подземных и подводных конст­ рукций, подвергающихся воздействию пресных вод, а также для бетонных и железобетонных надземных кон­ струкций, находящихся в условиях повышенной влажно­ сти. Нельзя применять пуццолановый портландцемент для возведения конструкций, подвергающихся быстрому высыханию и переменному влажностному и температур­ ному режимам.

Глиноземистый цемент представляет собой высоко­ прочное вяжущее, получаемое обжигом до спекания сме­ си материалов, богатых глиноземом с известью (или из­ вестняком), и последующим тонким помолом.

Глиноземистый цемент обладает следующими свойст­

затворения водой; в) в первые сутки твердения выделяет большое коли­

чество тепла; в) придает бетонам более высокую (по сравнению с

портландцементом) плотность и водонепроницаемость, а также высокую стойкость в минерализованных во­ дах.

В отличие от бетона на портландцементе, быстро на­ бирающего прочность при высоких температурах, бетон на глиноземистом цементе значительно понижает свою прочность при повышенной температуре (свыше 25° С) и особенно при температуре свыше 40° С (даже при твер­ дении в условиях влажной среды). Глиноземистый це­ мент по прочности делится на три марки: 400, 500 и 600. Глиноземистый цемент применяется по преимуществу для бетонов высоких марок, когда требуется быстрое введение конструкций в эксплуатацию; для конструкций, подвергающихся воздействию углекислых вод или же

попеременному воздействию воды и мороза; при аварий­ ных работах, а также в зимних условиях.

Добавление к глиноземистому цементу других вяжу­ щих веществ не допускается.

Контроль качества цементов заключается:

во внешнем осмотре (на глаз, на ощупь), устанавли­ вающем, что цемент не отсырел и не содержит заметных на глаз посторонних примесей;

в проверке сроков схватывания цементного теста; в проверке на равномерность изменения объема; в проверке прочности (активности) цемента.

Приведенные выше проверки производятся в строи­ тельных и полевых лабораториях в соответствии с указа­ ниями соответствующих стандартов.

При проверке сроков схватывания сначала определя­ ют нормальную густоту цементного теста на специаль­ ном приборе (рис. 84), в котором пестик диаметром 10 мм и длиной 50 мм, будучи погружен в цементное тесто, заполняющее кольцо высотой 40 мм и имеющее форму усеченного конуса со средним диаметром 70 мм, не достигает дна на 5—7 мм. Густота цементного теста определяется количеством воды в процентах от массы цемента. Обычные портландцемента требуют 23—26% воды, пуццолановые — 27—32%.

Чем нормальная густота цементного теста больше, тем больше (при прочих равных условиях) потребуется воды для получения бетонной смеси заданной подвиж­ ности.

Заменяя пестик в стандартном приборе иглой диа­ метром 1,1 мм, определяют сроки схватывания. Началом схватывания цементного теста считается время, прошед­ шее с момента приготовления до момента, когда игла не дойдет до дна на 0,5—1 мм. Время от момента затворения теста до момента, когда игла проникает в тесто не более чем на 1 мм, считается концом схватывания цемен­ та. По стандарту требуется, чтобы начало схватывания цементного теста наступало не ранее 45 мин, а конец — не позднее 12 ч после затворения.

Равномерность изменения объема проверяется кипя­ чением в течение 4 ч лепешек из цементного теста после суточного их хранения во влажном воздухе. Наличие на лепешках трещин, идущих от краев к середине, вспу­ чиваний и отслоений и глухой звук этих лепешек при по­ стукивании свидетельствуют о непригодности цемента.

178

Марка цемента определяется изготовлением и испы­ танием до разрушения стандартных образцов-балочек размером 40X40X160 мм на изгиб и полученных после этого половинок балочек испытанием на сжатие. Образ­ цы изготовляются из раствора 1 :3 (по весу) с «нор­ мальным» (Вольским) песком пластичной консистенции,

определяемой в соответствии с требованиями ГОСТ 310— 60. Прочность цементного раствора на сжатие определя­ ет активность цемента, по которой он относится к той или иной марке. Так, например, активность 330 кгс/см2 позволяет отнести цемент к марке 300, активность 415 кгс/см2— к марке 400 и,т. п. Кроме того, прочность балочек на изгиб должна быть не ниже 35, 45, 55, 60 и

Организация цементного хозяйства на стройке долж­ на обеспечивать правильную приемку и хранение различ­ ных сортов цемента, а также минимум перегрузок цемен­ та до употребления его в дело.

Цемент должен храниться строго по маркам и видам. Запрещается смешивать в одном закроме, бункере или силосе цементы разных партий. Разгрузка цемента и по­ дача его в склады, а также подача его со складов к бе­ тоносмесительным установкам должны быть механизи­ рованы. Для облегчения механизации погрузочно-раз­ грузочных работ с цементом применяются инвентарные силосы для цемента емкостью 15 и 25 т (рис. 85). Инвен­ тарный склад из двух силосов по 25 т может обеспечить работу бетонного завода производительностью 150— 200 м3/сутки. Загрузка силосов производится из автоце­ ментовозов емкостью 3,5 м3, перевозящих цемент в гер­ метически закрытой таре, через специальную трубу, вы­ грузка — через шиберный затвор, расположенный у низа силоса.

4. Добавки к вяжущим в бетонах

Добавки вводятся в состав вяжущих при приготовле­ нии растворов и бетонов с целью изменения некоторых из физико-химических свойств (подвижности, удобоукладываемости, скорости твердения и т. п.). Добавки к вя­ жущим веществам в бетонах делятся по назначению на:

добавки активные минеральные, повышающие стой­ кость вяжущих в водной среде;

тонкомолотые наполнители, уменьшающие расход це­ мента;

добавки, ускоряющие или замедляющие схватывание и твердение цемента;

добавки поверхностно-активные, повышающие дли­ тельность хранения цементов, уменьшающие водопотреб­ ность цемента и расход его для бетонов и растворов, а также повышающие водонепроницаемость и морозостой­ кость бетонов и растворов.

180