В. Н. Чубуков дорожно-строительные материалы

Специальные портландцементы


Сульфатостойкие портландцементы.К этой группе относят: сульфатостойкий портландцемент, сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками, сульфатостойкий шлакопортландцемент и пуццолановый портландцемент.
Сульфатостойкий портландцемент получают из клинкера нормированного минералогического состава и гипса. Содержание C₃S не должно превышать 50 %, C₃A – 5 %, сумма C₃A + C₄AF – 22 %, Al₂O₃ до 5 %, MgO до 5 %. Высокая сульфатостойкость этого цемента объясняется ограниченным содержанием минералов C₃A, C₃S и C₄AF. Он имеет также высокую морозостойкость. Выпускают его марки 400. Применяют для бетонов, подвергающихся воздействию агрессивных сульфатных вод, в том числе при попеременном замораживании и оттаивании, увлажнении и высыхании, в зоне переменного уровня воды гидротехнических сооружений, подвергающихся воздействию отрицательных температур в суровых климатических условиях.
Допускается применять для бетона зоны переменного уровня воды гидротехнических сооружений в умеренных климатических условиях, эксплуатируемого внутри здания с любой относительной влажностью воздуха, на открытом воздухе при действии атмосферных факторов.
По экономическим соображениям сульфатостойкий портлпндцемент нецелесообразно применять для бетонов, к которым не предъявляются требования по сульфатостойкости и морозостойкости.
Сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками получают помолом сульфатостойкого портландцементного клинкера, доменного или электротермофосфорного гранулированного шлака или активных минеральных добавок и гипса. Содержание C₃S в клинкере не нормируется, C₃A до 5 %, сумма C₃A + C₄AF до 22 %, Al₂O₃ и MgO не более 5 % каждого. Добавок вводится от 10 до 20 %. Добавки значительно повышают сульфатостойкость цемента, морозостойкость же понижается.
Выпускают его марок 400 и 500. Применяют там же, где и сульфатостойкий портландцемент без минеральных добавок, за исключением гидротехнических бетонов зоны переменного уровня воды, эксплуатируемых в суровых климатических условиях.
Сульфатостойкий шлакопортландцемент получают из портландцементного клинкера нормированного минералогического состава, доменного или электротермофосфорного гранулированного шлака и гипса.
Содержание минерала C₃A в клинкере не должно быть более 8 %, содержание C₃S и суммы C₃A + C₄AF не нормируется, Al₂O₃ и MgO не должно превышать 5 % каждого. Шлака в цемент вводится от 40 до 60 %.
Выпускают марок 300 и 400. Применяют для изготовления сульфатостойких бетонов.
Цемент марки 400 с добавками поверхностно-активных веществ, повышающих морозостойкость бетона, разрешается применять в конструкциях, эксплуатируемых в сульфатных агрессивных средах при одновременном замораживании и оттаивании или увлажнении и высыхании.
Пуццолановый портландцемент – вяжущее вещество, получаемое совместным измельчением портландцементного клинкера нормированного минералогического состава, активной минеральной добавки и гипса. Добавок осадочного происхождения (диатомита, трепела, опоки) берется от 20 до 30 %, вулканического происхождения (зол, глиежей) – от 25 до 40 %.
Содержание в клинкере минерала C₃A допускается до 8 %, других – не нормируется. Содержание Al₂O₃ и MgO не должно превышать 5 % каждого.
Добавки оказывают влияние на свойства пуццоланового портландцемента, и он отличается от портландцемента.
Истинная плотность его составляет 2,7–2,9 г/см³, насыпная – 900–1100 кг/м³, что меньше, чем у портландцемента.
Он имеет повышенную нормальную густоту цементного теста до 30–40 %, вследствие чего его расход в бетонах по сравнению с портландцементом увеличивается на 15–20 %.
По прочности пуццолановый портландцемент подразделяется на марки 300 и 400. Рост прочности в начальный период замедленный. При твердении выделяется меньше тепла, чем у портландцемента, поэтому его не следует применять при пониженных температурах и рекомендуется для массивных конструкций. Наиболее интенсивно он набирает прочность при автоклавной обработке.
При длительном хранении на складах пуццолановый портландцемент теряет активность быстрее портландцемента из-за поверхностной гидратации зерен цемента в связи с гигроскопичностью добавок.
Пуццолановые портландцементы с добавками осадочного происхождения имеют пониженную воздухостойкость. Малая влажность среды может привести к образованию усадочных трещин в бетоне. Их не следует применять для бетонов с относительной влажностью воздуха менее 60 % и на открытом воздухе при действии атмосферных факторов.
При эксплуатации во влажной среде гелеобразные составляющие цементного камня набухают. Водонепроницаемость его повышается, поэтому его рекомендуют применять для водонепроницаемых бетонов.
В связи с высокой водопотребностью бетоны на пуццолановых портландцементах имеют пониженную морозостойкость. Они выдерживают всего 25–50 циклов испытаний. Поэтому их не следует применять в гидротехнических сооружениях зоны переменного уровня воды, подверженных воздействию знакопеременных температур, для дорожных бетонов.