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
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 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|