Файл: Канцепольский, И. С. Глиеж-портландцемент для гидротехнических сооружений.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 24.10.2024

Просмотров: 49

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Т а б л и ц а 7

Химический состав цементов (% на высушенную при 105° навеску)

Портландцемент

н,о

S10-,

А1а0 3

F.-aO-,

СэО

MgO so3 П. п. п.

2

NasO-

при

+ КаС

 

 

105°

 

 

 

 

 

 

 

 

Бекабадский

быстро-

0,43

21,56

4,э8

5,11

63,05 1,75 1,93

2,31

100,24

0,78

твердеющий

с 15%

Бекабадский

0,50

27,23

6,09

5,36

55,67 1,74 1,48

2,53

 

1,22

глиежа

 

10 0 ,1 0

Бекабадский пуццо-

 

38,24

8,70

4,95

40,08 3,17 1,33

3,36

99,88

1,69

лановый с 30% глиежа 0,74

Пуццолановый с 2 5 %

2,01

32,49

5,77

5,02

47,94 1,84 1,71

4,34

99,75

0,75

кансайской

опоки

Клинкер

 

0,10

22,04

5,49

5,17

65.40,1,23 0,44

0,50

100,27

Карагандинский шла-

0.5*

23,58

9,36

4,09

55,27 2,65 2,82

2,79

100,56

0,54

ко-портландцемент

ТУКГС алексеевский

0,52

24,20

5,37

5,37 ,59,05 1,46 1,93

2,47

99,69

1,05

 

 

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

8

Результаты физико-механических испытаний цементов по ГОСТу

Прошло Уд поверх­ Портландцемент через сито ность, сх'/г

№ 085, К

Нормальная

Сроки

густота

охватывання,

при составе

час.,

мни.

1:0

1:3

начало

конец

Бекабадский быстротвердеющий

92,6

 

3100

25,00

7,25

2,52

4,05

Бекабадский с 15% глиежа

89,7

 

3090

26,25

7,56

2,40

4,10

Пуццолановый с 30%

глиежа

92,0

 

5060

30,50

8,42

2,05

5,05

Пуццолановый с 25%

кансайской

91,4

 

5960

35,75

9,98

1,15

3,35

опоки

 

 

Карагандинский шлако-портланд-

94,6

 

3400

25,00

6,45

2,30

3,50

цеуенг

 

 

ТУКГС алексеевский

 

94,0

 

3240

27,00

7,75

1,50

4,15

 

 

 

 

Предел прочности, к Г \с м 3

 

Портландцемент

 

при сжатии

 

 

при растяжении

 

 

 

сутки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

7

28

3

 

7

28

 

 

 

 

 

Бекабадский бчстротвердеющий

232

295

412

15,3

19.5

27,1

Бекабадский с 15% глиежа

260

301

357

16,1

18,0

23,2

Пуццолановый с 30%

глиежа

252

373

23,4

25,8

Пуццолановый с 25% кансайской

_

269

394

_

 

17,0

29,6

опоки

 

 

Карагандинский шлако-портланд-

 

322

405

_

 

21,2

24,5

цемент

 

 

ТУКГС алексеевский

 

390

477

23,7

24,2

13


После получасового пребывания на воздухе, в незащищенном от солнца положении, образцы вместе с формами засыпали влаж­ ными опилками.

Высокая температура вызывала сравнительно быструю потерю пластичности бетона. Наиболее стабильными оказались составы на пуццолановом портландцементе с опокой.

Т а б л и ц а 9

Прирост прочности бетонов во влажном пространстве в зависимости от вида и расхода цемента

 

 

 

Расход

 

Сопротивление

 

При­

 

 

 

цемента

 

на сжатие

^32 мес.

рост

Портландцемент

 

OK, см (Ясж). кП см‘

 

на 1 м3

сут.

проч­

 

 

 

бетона, кг

 

28 сут.

32 ыес.

ности»

 

 

 

 

 

 

%

Быстротвердеющий

глиежа

176

3

163

203

1,25

25

Портландцемент

с 15%

174

3

124

192

1,55

55

.

с 30%

глиежа

170

3

78

158

2,03

103

с 25%

опоки

178

3

100

139

1,39

39

ТУКГС

 

 

173

2

108

165

1,53

53

Шлаковый

 

 

174

3

116

184

2,59

59

Быстротвердеющий

глиежа

172

16

104

151

1,54

45

Портландцемент с 15%

172

15

67

154

2,30

130

.

с 30%

глиежа

165

17

46

98

2,13

113

с 25%

опоки

177

16

83

122

1,47

47

ТУКГС

 

 

173

16

87

151

1,74

74

Шлаковый

 

 

172

16

97

149

1,54

54

Быстротг ердеющий

глиежа

235

3

246

314

1,28

28

Портландцемент с 15%

234

3

155

256

1,65

65

,

с 30%

глиежа

226

3

120

193

1,61

61

,

с 25%

опоки

226

3

117

155

1,33

33

ТУКГС

 

 

230

3

165

199

1,21

21

Шлаковый

 

 

234

3

165

243

1,47

47

Быстротвердеющий

глиежа

275

3

273

368

1,35

35

Портландцемент с 15%

276

3

195

276

1,42

42

с 30%

глиежа

263

3

142

291

2,05

105

ТУКГС

 

 

273

3

206

236

1,15

15

Шлаковый

 

 

273

3

214

256

1,20

20

В табл. 9 сведены данные о приросте прочности бетонных ку­ биков, находящихся во влажных опилках. Наибольший прирост прочности со временем имели образцы из цемента с добавками глиежа при всех расходах цемента и при разном водоцементном отношении.

Временные указания по заводскому изготовлению и примене­

нию

пуццоланового

глиеж-портландцемента,

составленные

К. В.

Астафьевым и

К. В. Раппопортом при

консультации

И. С. Канцепольского, утверждены Госстроем в октябре 1968 г. Как следует из п. 4, 5 этих условий, для обеспечения эффектив­

ного процесса твердения пуццоланового портландцемента в бето­ нах и растворах необходимо создать среду с относительной влаж­ ностью 90—95% и положительной температурой не ниже +10°.

14


Период, в течение которого поддерживается благоприятный ре­ жим, должен вдвое превышать аналогичный' период твердения, бетонов на портландцементе.

В этих условиях предусматривается также, что глиеж-порт- ландцемент М-400 (в жестких растворах по старому ГОСТу) с содержанием кондиционного глиежа 25—27% (нижний предел ГОСТа) при температуре не ниже +10° и нормальной влажности может применяться для изготовления бетона и железобетона на­ равне с портландцементом, имея преимущество перед последним по водо- и сульфатостойкости.

Интересны результаты наблюдений за ростом прочности глиежпортландцемента с 30% глиежа, начиная с трех дней до 29 лет, полученного в производственных условиях на Кувасайском цемент­

ном заводе в 1938

г.

отв/см2—0,6%; на

сите

Помол цемента: остаток на сите 900

4900 отв/см2—8,8%, нормальная густота

теста 28,75 и раствора

1:3—8%. Начало

схватывания 4 часа

35 мин., конец — 7

ча­

сов 15 мин. Равномерность изменения объема выдержал. Цемент имел прочность на сопротивление сжатию в жестких

растворах 1:3 при водном твердении по старому ГОСТу через три дня — 109, семь — 184 и 28 — 276 кГ/см2.

Образцы на сопротивление растяжению испытывались через три, семь, 28 дней, три, шесть месяцев, один, три года, 16 и 29 лет. На каждое испытание цемента в возрасте до трех лет брали по

шесть образцов, 16 лет и 21 года — по четыре, а

29 лет — один.

Были

получены

следующие результаты

(кГ/см2) : через

три

дня — 9,

семы— 13,

28—17,7; три, шесть месяцев,

один,

три

года,

16 лет, 21 год, 29 лет — 24,3; 32,3;

27,3; 33,0;

37,3;

41,0;

55,0

соот­

ветственно.

с увеличением

возраста

прочность

цемента

Таким

образом,

неуклонно возрастает.

Образец 29-летнего твердения в воде был подвергнут химичес­ кому, термографическому и рентгенофазовому анализам. Рентге­ нограмма указывает на наличие в нем слабых дифракционных от-

О

ражений C2S и C3S с межплоскостными расстояниями 2,76, 2,74 А.

О

Имеются линии 3,03; 2,27; 1,86 А, относящиеся к карбонату каль­ ция. Гидратация цемента прошла глубоко, что также подтвер­

ждается удельным весом

гидратированного цемента, равным

2,29 Г/см3.

2) в интервале температур

100—300°

На термограмме (рис.

наблюдаются два совмещенных эндоэффекта. Первый

относится

к удалению свободной воды, второй — к дегидратации

гидросуль-

 

 

О

фоалюмината кальция, что также подтверждается линией 9,40 А, характерной для гидросульфоалюмината кальция, установленной рентгеноанализом. Эффект при 500°С очень слабый, соответствует дегидратации гидрата окиси кальция, при 800° —декарбонизации карбоната кальция.

15


Цемент был подвергнут химическому анализу сплавлением и растворением в 6%-ной НС1 с последующей обработкой нераство­ римого остатка 5%-ным раствором соды. Нерастворимый остаток

сплавлялся с содой. Результаты анализов

приведены в табл. 10.

В пробе, подвергавшейся сплавлению, и

в нерастворимом после

обработки 6%-ной НС1 остатке отмечается большое и одинаковое содержание щелочей — 0,69 % • Найденные щелочи принадлежат глиежу, а щелочи цемента за это время полностью прореагировали и выщелочились.

Если пересчитать содержание щелочей на 100% глиежа с уче­ том обогащения цемента кварцем вследствие невозможности пол­ ного его отделения от кварцевого песка (анализ показывает 50,3% Si02 вместо 30—35% по расчету), то количество их в глиеже после 29 лет гидратации цемента будет порядка 3%.

Таким образом, можно считать установленным, что щелочи в глиеже находятся в труднорастворимом состоянии и не вступают во взаимодействие с кварцевым заполнителем.

АТМОСФЕРОСТОЙКОСТЬ ПУЦЦОЛАНОВОГО ГЛИЕЖ-ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА

Результаты исследований атмосферо- и морозостойкости пуццолановых портландцементов подробно изложены в работах [4, 5, 12, 13]. Эти результаты свидетельствуют о большой воздухостойкости глиеж-портландцемента даже с 50% глиежа.

Глиеж-портландцемент с умеренным содержанием глиежа (до 30%) обнаруживает значительную морозостойкость. В настоящей работе мы приводим интересные результаты исследований1атмос­ феро- и морозостойкости производственных пуццолановых порт­ ландцементов, выполненных А. П. Хлебовым под руководством И. С. Канцепольского [16].

Для исследования были взяты три вида пуццолановых порт­ ландцементов, приготовленных на основе разных по природе и активности минеральных добавок: кувасайский глиеж-портланд­ цемент, семипалатинский с витрофирами и брянский с трепелом. Содержание активных минеральных добавок в цементах 25—27% (табл. 11). Для сравнения параллельно изучался портландцемент Кувасайского цементного завода без активных минеральных до­ бавок.

Результаты определения тонкости помола, водопотребности и сроки схватывания производственных пуццолановых портланд­

цементов приведены в табл. 12.

Для испытания цементов на морозостойкость формовались об­ разцы размером 4X4X16 см из пластичного раствора 1:3 с Воль­ ским песком (по методике ГОСТа 310-60). До замораживания они выдерживались в воде в течение 28 суток. Затем по три образца от каждого вида цемента испытывались на изгиб и сжатие. Часть

16


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

10

g

Химический состав гидратированного цемента (% На высушенную при 105° навеску)

 

 

 

Метод

SlOj

R3 O3

Fe30 3

AlaOg

GaO

MgO

П. п. n.

HaO

so3

K20

Na30

Уд. в.,

 

C

общ.

своб.

Г /см *

 

 

 

 

 

 

 

 

влагой

 

 

 

 

 

Сплавление

50,30

6,85

2,76

4,09

25,05

1,13

15.00

4,91

1,78

0,G7

0,40

0.26

2,29

 

Вытяжка:

9,83

4,23

1,89

2,34

24,75

 

 

 

 

 

 

 

 

 

солянокислая

0 , 8 8

 

 

 

 

 

 

 

 

содовая

3,24

0,13

 

 

0,44

0,12

 

 

 

 

 

 

 

 

Сплавление нерастворимого

1,69

 

 

0,46

0,27

 

 

 

 

 

0,42

0,27

 

остатка

37,62

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и м е ч а н и е .

Нерастворимый остаток — 40,43%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 11

Химический состав цементов (% на высушенную при 105° навеску)

Портландцемент

П. n. n.

SlOs

Al,Oa

Fe„03

CaO

MgO

so3

k3o

Na30

S

Кувасайский пуццолановый

1,03

32,20

6,81

5,07

49,26

1,20

3,60

He onp

He onp.

99,17

Лцчолановый трепельный

3,15

35,12

4,91

3,90

47,70

1,04

4,10

0,60

0,11

100,33

Г гццолановый с витрофиром

1,02

32,03

6,99

5,19

48,50

1,45

2,30

0,58

0,70

99,86

кувасайский бездоблвочный

0,65

23,30

4,42

4,93

63,90

1,22

1,10

0,36

0 ,2 8

100,16

о