Особенности сульфатостойкого цемента


Структура статьи:

Характеристика сульфатостойкого бетона

Конструкции из бетона и железобетона являются прочными и надежными строительными элементами, однако они поддаются разрушениям и повреждениям в процессе эксплуатации. Деформации бетона или железобетона возникают под влиянием грунтовых вод, дождей, морозов, под воздействием химических веществ и подвижности грунта. Улучшить свойства смеси сможет сульфатостойкий цемент. При использовании сульфатостойкого цемента обеспечивается надежная защита зданий и сооружений от воздействий атмосферных осадков, в состав которых входят сульфаты. Применение такого цемента обеспечивает конструкцию устойчивостью к морозам, износостойкостью.

Сульфатостойкий бетон увеличивает надежность строительства.

Что такое сульфатостойкий бетон?

Цемент сульфатостойкий или как его еще называют портландцемент, представляет собой строительный материал, в состав которого входит клинкер, силикат и трехкальцевый алюминат. Использование сульфатостойких цементов актуально в строительстве гидротехнических построек, так как они способны противостоять агрессивному воздействию атмосферных осадков с содержанием сульфатов.

Свойства

В сульфатостойком бетоне находятся клинкер, гипс и трехкальцевый алюминат, могут быть добавлены минеральные добавки. Трехкальцевый алюминат добавляют в бетонную смесь в количестве не более пяти процентов от общей массы, избыток материала провоцирует сульфатную коррозию. Отличительным свойством при работе сульфатосктойким бетоном является быстрое затвердевание цементно-песчаной смеси, что отрицательно сказывается на прочности готового изделия.

Разновидности

Сульфатостойкая цементно-песчаная смесь подразделяется на следующие виды:

  • сульфатостойкий цемент с добавками;
  • пуццолановое гидравлическое вяжущее вещество;
  • шлакопортландцемент;
  • сульфатостойкий портландцемент.

Портландцемент увеличивает сопротивляемость бетонных смесей к замораживанию и оттаиванию, если в них входят сульфаты, уменьшает воздействие агрессивных факторов в бетонном растворе, где содержится количество сульфатов, превышающих норму. Для улучшения качества портландцемента в цементно-песчаное месиво добавляют минеральные добавки и выбирают подходящий метод приготовления цемента для определенных условий строительства зданий и сооружений.

Способы получения

Гидравлическое вяжущее вещество получают двумя способами. Первый способ – изготовление цементного раствора с добавлением специальных минеральных добавок. Второй способ — использование сульфатостойких цементо-песчанных примесей, из-за которых обеспечивается надежность и защита конструкций на протяжении срока эксплуатации.

Раствор со стойкими сульфатами достигает своей окончательной прочности на протяжении двадцати восьми дней. Для получения портландцемента используют смесь шлака в количестве двадцати процентов. Для шлакопортладцемента допускается замена шлака на золу в количестве не превышающем десяти процентов массы раствора. Применение добавок, в объеме превышающих норму, уменьшает прочность раствора и увеличивает хрупкость сооружений, что приводит к разрушениям. Изготовление такого раствора должно соответствовать нормам государственного стандарта.

Как изготовить?

Приготовление сульфатостойкого бетона мало чем отличается от производства обычного бетонного раствора. Для изготовления смеси понадобится песок, цемент в пропорциях один к трем. Перед добавлением минеральных добавок важно проверить их влияние на строительный материал. Все технологические компоненты должны быть подтверждены испытаниями.

Испытание проводится на схватывание раствора, для чего в процессе кипячения обеспечивается равномерность изменений количества смеси и проверяется ее схватывание, которое происходит не раньше сорока пяти минут от процесса твердения.

Также при изготовлении бетона используют гипсовый камень, воду, клинкер или другие материалы с содержанием сульфата кальция. Применение такого цемента по карману не каждому, поэтому используется он не так часто, как обычный бетон, но и характеристики его несравнимы с простой бетонной смесью.

Области применения

Применение портландцемента актуально при возведении подводных или подземных конструкций, для строительства зданий и сооружений, которые поддаются воздействию большого количества атмосферных осадков с содержанием сульфатов. Свойства устойчивого сульфатного бетона обеспечивают защиту конструкций от внешних природных и химических факторов.

Вывод

Портландцемент является неотъемлемым материалом в строительстве зданий и сооружений, которые находятся в местности с переменчивой влагой и температурным режимом.

Однако стоит помнить, что выбирая материал, первым делом обращают внимание на его состав, ведь для разных почв потребуются соответствующие портландцементы.

Получение цементов с заданными свойствами. Сульфатостойкий и быстротвердеющий цементы. Белый и цветные портландцементы. Состав, свойства и применение.

Быстротвердеющие портландцементы – цементы общестроительного назначения. К ним относят: быстротвердеющий портландцемент и быстротвердеющий шлакопортландцемент.

Портландцемент быстротвердеющий получают совместным измельчением портландцементного клинкера нормированного минералогического состава с гипсом и минеральными добавками. Допускается вводить от 5 до 20 % активных минеральных добавок. В том числе – доменных и электротермофосфорных гранулированных шлаков до 20 %, добавок осадочного происхождения кроме глиежа, до 10 % и прочих активных, включая глиеж до 20 %. До 5 % активных добавок может быть заменено на кренты, сульфоалюминатные и сульфоферритные продукты, обожженные алуниты и каолины.

Выпускают его марок 400 и 500 (ПЦ 400-Д20-Б, ПЦ 500-Д20-Б). Для него дополнительно нормируется прочность в возрасте 3 суток. Предел прочности на изгиб и сжатие приведен в таблице 3.2.

Интенсивный рост прочности в начальный период происходит за счет повышенного содержания в клинкере быстротвердеющих минералов и тонкости помола. Сумма минералов С3S и С3А должна быть не менее 60–65 %, удельная поверхность зерен 3500–4500 см 2 /г.

Быстротвердеющий портландцемент рекомендуется применять для изготовления бетонных и железобетонных изделий в заводских условиях, в особенности предварительно напряженных. Через 4–6 часов тепловой обработки бетон набирает прочность, равную 70–80 % от заданной. Это позволяет ускорить оборачиваемость форм и камер тепловой обработки. Целесообразно применять его при пониженных температурах. Бетон быстрее набирает прочность за счет высокого тепловыделения цемента. Этот цемент не следует применять в гидротехнических сооружениях для подводной зоны в связи с пониженной водостойкостью, для зоны переменного уровня воды в связи с недостаточной морозостойкостью, для внутренней зоны массивных сооружений в связи с большим тепловыделением. Тонкость помола его высокая, и он быстро теряет активность при хранении.

Быстротвердеющий шлакопортландцемент получают совместным помолом портландцементного клинкера нормированного минералогического состава с гипсом и доменным или электротермофосфорным гранулированными шлаками. Шлака вводится от 20 до 80 %. До 10 % шлака может быть заменено активными минеральными добавками и до 5 % крентами, обожженными алунитами и каолинами, сульфоалюминатными и сульфоферритными продуктами.

В клинкере должны содержаться быстротвердеющие минералы: C3S – 55–65 % и C3А – 8–12 %. Тонкость помола должна составлять 4000–5000 см 2 /г. Выпускают его марки 400 (ШПЦ 400-Б). Для него дополнительно нормируется прочность в возрасте 3 суток. Пределы прочности на изгиб и сжатие приведены в таблице 3.2.

Применяют быстротвердеющий шлакопортландцемент для изготовления сборных и монолитных конструкций с повышенной начальной прочностью.

Завод-изготовитель должен гарантировать соответствие цемента требованиям ГОСТ 10178–85 при поставке в таре – в течение 45 суток после отгрузки для быстротвердеющих цементов и 60 суток для остальных, при поставке навалом – на момент поступления цемента потребителю, но не более 45 суток после отгрузки для быстротвердеющих и 60 суток для остальных.

Сульфатостойкие портландцементы.К этой группе относят: сульфатостойкий портландцемент, сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками, сульфатостойкий шлакопортландцемент и пуццолановый портландцемент.

Сульфатостойкий портландцементполучают 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 добавкамиполучают 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.

Портландцементы белые получают совместным помолом маложелезистого клинкера с гипсом, с добавками или без них.

Темно-серый цвет обычного цемента зависит от содержания в нем оксидов железа, марганца и др. Лучшие белые портландцементы не должны содержать Fe2O3 более 0,25–0,35 %, а MnO – 0,05–0,15 %. Это достигается применением мела или известняка с Fe2O3 до 0,15 % и каолина с Fe2O3 до 1 %.

Для повышения белизны клинкер обжигают в восстановительной атмосфере (газ, мазут) при температуре 1600–1650 °С и отбеливают быстрым охлаждением водой.

По вещественному составу различают портландцемент белый без минеральных добавок и портландцемент белый с активными минеральными добавками и добавками-наполнителями не более 20 %. В качестве активной минеральной добавки применяется белый диатомит.

По белизне эти цементы имеют три сорта, по прочности – две марки 400 и 500. Применяют их для декоративных белых бетонов и растворов при наружной и внутренней архитектурной отделке зданий, сооружений, для приготовления цементных красок.

Портландцементы цветныеполучают совместным измельчением белого или цветного клинкера, минеральных или органических красителей, гипса и активной минеральной добавки. Пигмента вводится не более 15 %, органического красителя – не более 0,5 %. Добавкой служит белый диатомит (до 6 %). Выпускают красного, желтого, зеленого, голубого, розового и черного цветов.

По прочности разделяются на марки 300, 400 и 500. Применяют для изготовления цветных бетонов и растворов, цементных красок.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Сульфатостойкий цемент: применение и особенности. Сульфатостойкий цемент состав

состав, изготовление и области применения

Конструкции из бетона и железобетона являются прочными и надежными строительными элементами, однако они поддаются разрушениям и повреждениям в процессе эксплуатации. Деформации бетона или железобетона возникают под влиянием грунтовых вод, дождей, морозов, под воздействием химических веществ и подвижности грунта. Улучшить свойства смеси сможет сульфатостойкий цемент. При использовании сульфатостойкого цемента обеспечивается надежная защита зданий и сооружений от воздействий атмосферных осадков, в состав которых входят сульфаты. Применение такого цемента обеспечивает конструкцию устойчивостью к морозам, износостойкостью.

Сульфатостойкий бетон увеличивает надежность строительства.

Что такое сульфатостойкий бетон?

Цемент сульфатостойкий или как его еще называют портландцемент, представляет собой строительный материал, в состав которого входит клинкер, силикат и трехкальцевый алюминат. Использование сульфатостойких цементов актуально в строительстве гидротехнических построек, так как они способны противостоять агрессивному воздействию атмосферных осадков с содержанием сульфатов.

Вернуться к оглавлению

Свойства

В сульфатостойком бетоне находятся клинкер, гипс и трехкальцевый алюминат, могут быть добавлены минеральные добавки. Трехкальцевый алюминат добавляют в бетонную смесь в количестве не более пяти процентов от общей массы, избыток материала провоцирует сульфатную коррозию. Отличительным свойством при работе сульфатосктойким бетоном является быстрое затвердевание цементно-песчаной смеси, что отрицательно сказывается на прочности готового изделия.

Вернуться к оглавлению

Разновидности

Сульфатостойкая цементно-песчаная смесь подразделяется на следующие виды:

  • сульфатостойкий цемент с добавками;
  • пуццолановое гидравлическое вяжущее вещество;
  • шлакопортландцемент;
  • сульфатостойкий портландцемент.

Портландцемент увеличивает сопротивляемость бетонных смесей к замораживанию и оттаиванию, если в них входят сульфаты, уменьшает воздействие агрессивных факторов в бетонном растворе, где содержится количество сульфатов, превышающих норму. Для улучшения качества портландцемента в цементно-песчаное месиво добавляют минеральные добавки и выбирают подходящий метод приготовления цемента для определенных условий строительства зданий и сооружений.

Вернуться к оглавлению

Способы получения

Гидравлическое вяжущее вещество получают двумя способами. Первый способ – изготовление цементного раствора с добавлением специальных минеральных добавок. Второй способ — использование сульфатостойких цементо-песчанных примесей, из-за которых обеспечивается надежность и защита конструкций на протяжении срока эксплуатации.

Раствор со стойкими сульфатами достигает своей окончательной прочности на протяжении двадцати восьми дней. Для получения портландцемента используют смесь шлака в количестве двадцати процентов. Для шлакопортладцемента допускается замена шлака на золу в количестве не превышающем десяти процентов массы раствора. Применение добавок, в объеме превышающих норму, уменьшает прочность раствора и увеличивает хрупкость сооружений, что приводит к разрушениям. Изготовление такого раствора должно соответствовать нормам государственного стандарта.

Вернуться к оглавлению

Как изготовить?

Приготовление сульфатостойкого бетона мало чем отличается от производства обычного бетонного раствора. Для изготовления смеси понадобится песок, цемент в пропорциях один к трем. Перед добавлением минеральных добавок важно проверить их влияние на строительный материал. Все технологические компоненты должны быть подтверждены испытаниями.

Испытание проводится на схватывание раствора, для чего в процессе кипячения обеспечивается равномерность изменений количества смеси и проверяется ее схватывание, которое происходит не раньше сорока пяти минут от процесса твердения.

Также при изготовлении бетона используют гипсовый камень, воду, клинкер или другие материалы с содержанием сульфата кальция. Применение такого цемента по карману не каждому, поэтому используется он не так часто, как обычный бетон, но и характеристики его несравнимы с простой бетонной смесью.

Вернуться к оглавлению

Области применения

Применение портландцемента актуально при возведении подводных или подземных конструкций, для строительства зданий и сооружений, которые поддаются воздействию большого количества атмосферных осадков с содержанием сульфатов. Свойства устойчивого сульфатного бетона обеспечивают защиту конструкций от внешних природных и химических факторов.

Вернуться к оглавлению

Вывод

Портландцемент является неотъемлемым материалом в строительстве зданий и сооружений, которые находятся в местности с переменчивой влагой и температурным режимом.

Однако стоит помнить, что выбирая материал, первым делом обращают внимание на его состав, ведь для разных почв потребуются соответствующие портландцементы.

область применения, нормы расхода, приготовление

Существует одно заблуждение, что бетонные и железобетонные конструкции самые надёжные. Но, это не так. Они подвергаются повреждениям и разрушениям при определённых условиях эксплуатации.


На это влияют грунтовые воды, дожди, морозы, деформация грунта, воздействие химических веществ. Спасением в подобных ситуациях является сульфатостойкий цемент.

Этот стройматериал обрел популярность в странах, где погода диктует свои законы строителям. Сульфатостойкий цемент, что это такое?

Приготовление сульфатостойкого цемента

Этот вид цемента получают из дробленого клинкера, к которому добавляют смесь трехкальциевых алюмината и силиката. Особое внимание уделяют дозировке. Так, алюминат не должен превышать 5%, а силикат 50 %. Такое соотношение составляющих не случайно. В природе много сульфатов, которые при взаимодействии с трёхкальцевым гидроалюминатом, приводят к сульфатной коррозии. Поэтому исходное сырье содержит минимальное количество железа.

Название цемента Минералогический состав клинкера, %
C2S C2S C2A C4AF
Сульфатостойкий портландцемент 58 27 4 15

Рекомендуем ознакомится с информацией о марках цемента М800 и цемента М900.

Область применения сульфатостойкого цемента

Этот вид цемента используют при бетонировании подводных и подземных массивов. Благодаря своим свойствам, этот материал более устойчив к внешним природным и химическим факторам.

Технические характеристики цемента, марки М600 и марки М550 узнайте, перейдя по ссылкам.

Особенности сульфатостойкого портландцемента

Бетонирование под водой.

Цемент, который имеет «иммунитет» к химически агрессивным веществам, незаменим в строительстве. Там, где обычные строительные материалы не создадут крепкое сооружение, поможет этот цемент.

Он имеет малую степень затвердевания, что отличает этот стройматериал от обычного цемента.

Плотность этого вида портландцемента является основным фактором, который определяет стойкость выполненной работы.

Виды сульфатостойкого портландцемента

В зависимости от состава, этот портландцемент распределяют на:

  • сульфатостойкий портландцемент;
  • сульфатостойкий шлакопортландцемент;
  • сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками;
  • пуццолановый портландцемент.

Важно! Из этого следует, что этот строительный материал устойчив к факторам природного и химического происхождения. Благодаря компонентам, которые входят в его состав, постройка не подвергается разрушению из-за переменчивой влаги и температуры.

Стоит помнить, что при выборе нужно в первую очередь ознакомиться с составом, так как для определенной почвы нужен отдельный вид портландцемента. Характеристики цемента марки М250 читайте в этой статье.

Сульфатостойкий цемент (портландцемент) – это строительный материал на основе клинкера, трехкальциевых алюмината и силиката. Широко используется в постройке гидротехнических сооружений. Распределяется на несколько видов, каждый из которых, с учетом многих факторов, применяется на определенной территории.

Сульфатостойкий цемент: особенности, назначение, виды

Сульфатостойкий цемент представляет собой «вяжущий» строительный материал на основе клинкера, силиката и трехкальциевого алюмината. При изготовлении цемента данного вида, особое внимание уделяется точной дозировке компонентов.

В готовом продукте содержание алюмината не должно быть больше 5%, а силиката 50%. Подобное соотношение получено методом проб и ошибок. Как известно в природной среде находится большое количество сульфатных соединений, которые вступая в реакцию с трехкальциевым гидроалюминатом вызывают сульфатную коррозию и разрушение конструкции.

В связи с этим исходное сырье для производства сульфатостойкого цемента должно содержать минимальное количество железа. Кроме того сульфатостойкий цемент обладает пониженной скоростью затвердевания, пониженным тепловыделением и повышенной плотностью в твердом состоянии (положительные факторы).

Область применения

Благодаря компонентам входящим в состав сульфатостойкого цемента, конструкции, изготовленные на его основе, характеризуются как «весьма устойчивые к неблагоприятным природным и вредным химическим факторам» – сооружения не разрушаются от переменчивой влаги и перепадов температуры. В связи с этим сульфатостойкие цементы экономически целесообразно примять для производства и возведения:

  • Ответственных бетонных и железобетонных конструкций;
  • Предварительно напряженных конструкций;
  • Гидротехнических сооружений работающих в условиях сульфатной коррозии при переменном уровне воды;
  • Производства свай;
  • Строительства опор мостовых переходов и опор молов подвергающихся воздействию минерализованных вод.

Другими словами, данный строительный материал получил широкую популярность в странах, где климатические условия и состояние грунтов диктуют свои законы строителям.

Виды сульфатостойкого цемента

В зависимости от состава и назначения сульфатостойкий цемент подразделяется на ряд видов. Важно! При покупке того или иного вида сульфатостойкого «связующего». Следует предварительно ознакомиться с составом и назначением, так как для определенного вида грунта и подземных вод необходим «свой» вид цемента.

В зависимости от состава компонентов сульфатостойкий цемент делят на:

  • Сульфатостойкий портландцемент;
  • Сульфатостойкий портландцемент с минеральными присадками;
  • Сульфатостойкий шлакопортландцемент;
  • Пуццолановый портландцемент.

В соответствии с показателями прочности различают три марки цемента: 400, 500 и 600.

10. Сульфатостойкий портландцемент. Особенности состава и свойств. Рациональные области применения.

К группе сульфатостойких П относят: сульфатостойкий П, сульфатостойкий П с минеральными добавками, сульфатостойкий шлако-П, пуццолановый П.

Высокая стойкость этих цементов в растворах сульфатов обусловлена тем, что в цементном камне содержится пониженное количество высокоосновных гидроалюминатов Са. Вследствие чего образуется малое количество эттрингита, вызывающего коррозию цементного камня. Также ограничено в клинкере содержание алита.

Сульфатостойкий П предназначен для изготовления бетонов, подвергающихся действию сульфатной коррозии, и бетонов повышенной морозостойкости. Их применяют для подземных и подводных частей сооружений.

11. Портландцемент с органическими добавками (пластифицированный и гидрофобный). Состав, свойство и область применения.

Пластифицированный П отличается от обычного П способностью придавать растворным и бетонным смесям повышенную подвижность за счет введения при помоле клинкера около 0,25% сульфитно-дрожжевой бражки (гидрофилизуюшая добавка), повышающей пластичность цементного теста. Пластифицирующий эффект используется для уменьшения водоцементного отношения и повышения плотности, МРЗ и водонепроницаемости бетона.

Гидрофобный П изготовляют, вводя при помоле клинкера 0,1-0,2% мылонафта, асидола, синтетических жирных кислот и др. гидрофобизующих добавок. Эти вещества, адсорбирующие на частицах цемента, понижают его гигроскопичность, поэтому гидрофобный цемент, в отличие от обычного, при хранении даже в очень влажных условиях не портится, т.е. не комкается и сохраняет свою активность. В связи с этим гидрофобный П рекомендуется использовать в районах с высокой влажность воздуха. Гидрофобизующие вещества сохраняются в отвердевших материалах, существенно повышая их водонепроницаемость и МРЗ и увеличивая сопротивляемость агрессивным воздействиям среды.

12. Белый и цветные портландцементы. Особенности состава, свойств и применения.

Клинкер белого цвета изготавливают из чистых известняков и белых глин, почти не содержащих оксидов железа и марганца, придающих обычному П зеленовато-серый цвет. Обжигают сырьевую смесь на газовом топливе. При помоле клинкера предохраняют цемент от попадания в него частиц железа. Важный показатель качества белого цемента – степень его белизны.

Цветные П (желтый, розовый, красный и др.) получают совместным помолом белого клинкера с соответствующими минеральными пигментами (охрой, железным суриком и др.). Их применяют для архитектурно-художественного оформления зданий и сооружений, отделки стеновых панелей, при изготовлении лестничных ступеней, подоконных плит, разделительных полос на автомагистралях.

Цементы для строительных растворов (кладочные цементы) изготавливают совместным помолом клинкера и минеральных добавок (трепел, опока, известняк), взятых ≈ в равных количествах или при соотношениях до 30% клинкера и 70% минеральных добавок. При помоле могут вводиться пластификаторы. Получаются низкомарочные цементы: их активность в среднем в 2-3 раза меньше активности П, но достаточна для кладочных и штукатурных работ.

1.3 Цементы сульфатостойкие

Цементы сульфатостойкие (ГОСТ 22266-94), предназначены для изготовления бетонных и железобетонных конструкций, обладающих коррозионной стойкостью при воздействии сред, агрессивных по содержанию в них сульфатов, т.е. работающих в минерализованных и пресных водах.

По вещественному составу сульфатостойкие цементы подразделяют на виды:

сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками;

Требования к цементам сульфатостойким по техническим свойствам такие же, как и к портландцементу.

Сульфатостойкий портландцемент получают из клинкера нормированного минералогического состава. Содержание С3S не более 50 %, С3А не более 5 % и сумма С3А и С4AF не более 22%.Введение инертных и активных минеральных добавок не допускается. Этот цемент по существу является белитовым, обладает замедленным твердением в начальные сроки и низки тепловыделением. Марка сульфатостойкого портландцемента М400.

В сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками вводят в качестве добавки 10-20 % от массы цемента гранулированный доменный шлак или 5-10 % активных минеральных добавок осадочного происхождения. В клинкере содержание С3Sне нормируется, содержание должно быть С3А не более 5 % и сумма С3А и С4AFне более 22%, в шлаке содержание оксида алюминия (Al2O3) не более 8%. Выпускают сульфатостойкий цемент с минеральными добавками марок М400 и М500.

Сульфатостойкий шлакопортландцемент. Клинкер, применяемый для при производстве сульфатостойкого шлакопортландцемента по расчетному минералогическому составу должен соответствовать следующим требованиям, % по массе:

С3S- не нормируется;

Сумма С3А и С4АF- не нормируется.

Получают совместным помолом клинкера и гранулированного доменного шлака в количестве 40…60% и небольшого количества гипса. В шлаке, применяемом для производства сульфатостойкого шлакопортландцемента ограничивается содержание оксида алюминия (Al2O3) — до 12 %.. Выпускают марок М300 и М400.

1.4 Портландцементы белые и цветные

Белые портландцементыобщестроительного назначения – портландцементы на основе белого портландцементного клинкера с добавкой гипса при помоле и при необходимости добавок.

Белый портландцементный клинкер – клинкер, состоящий преимущественно из силикатов и алюминатов кальция, получаемый обжигом до спекания маложелезистой сырьевой смеси и имеющий в измельченном состоянии белизну не менее 70% по абсолютной шкале. Содержание в белом портландцементном клинкере оксида магния (MgO) не должно быть более 4%, закиси железа (FeO) — более 0,5%. В качестве сырьевых материалов используют «чистые» известняки или мраморы и белые каолиновые глины, в качестве топлива – газ не загрязняющий клинкер золой.

Выбор редакции:  Ночник «Звездное небо»

По вещественному составу белые портландцементы подразделяют на виды:

портландцемент белый (без минеральных добавок и добавок-наполнителей), условное обозначения — Д0;

портландцемент белый с добавками (с активными минеральными добавками и добавками-наполнителями не более 20%), условное обозначение — Д20.

Белизна — свойство белых портландцементов, характеризуемое коэффициентом отражения света поверхностью образца.

По белизне белые портландцементы подразделяют на три сорта. Коэффициент отражения света в процентах абсолютной шкалы должен быть не менее:

первого сорта (1-го) – 80;

второго сорта (2-го) – 75;

третьего сорта (3-го) – 70.

Коэффициент отражения определяют при помощи фотометра (или аналогичных приборов), оснащенного фотоэлектрической регистрацией показателей. В качестве эталона для определения коэффициента отражения применяют молочное матовое стекло с коэффициентом отражения не менее 95%, на которое должно иметься свидетельство, выданное в установленном порядке.

По прочности при сжатии в 28-суточном возрасте белые портландцементы подразделяют на марки: 400 и 500.

Начало схватывания белых портландцементов должно наступать не ранее 45 мин, а конец — не позднее 10 ч от начала затворения.

Портландцементы цветные (ГОСТ 15825-80) изготавливают совместным тонким измельчением белого и цветного портландцементного клинкера, минеральных и органических красителей, гипса и активной минеральной добавки. Цветной портландцемент должен содержать не менее 80% клинкера, не более 6% активной минеральной добавки, не более 15% минерального, искусственного или природного пигмента или не более 0,5% органического пигмента от массы цемента.

По цвету портландцемент подразделяют на: красный, желтый, зеленый, голубой, розовый, коричневый и черный. В качестве минеральных и органических красителей применяется:

для цементов красного и розового цвета — руда железная красковая гематитовая;

для цементов голубого цвета — голубой фталоцианиновый пигмент;

для цементов желтого цвета — желтый железоокисный пигмент;

для цементов зеленого цвета — зеленый фталоцианиновый пигмент;

для цементов коричневого цвета — смесь руды железной красковой гематитовой и пероксида;

для черного – сажа.

Красящие пигменты должны обладать щелоче- и светостойкостью, не должны содержать примесей, оказывающих вредное влияние на морозостойкость и прочность цементного камня, и соответствовать нормативно-технической документации на пигменты и красители.

По механической прочности портландцемент подразделяют на марки: 300, 400 и 500. Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, а конец — не позднее 12 ч от начала затворения. Тонкость помола цемента должна быть такой, чтобы при просеивании проход сквозь сито с сеткой № 008, составлял не менее 90% массы просеиваемой пробы.

Портландцемент должен быть однородным по цвету в пределах отгружаемой партии и сохранять свой цвет при тепловлажностной обработке и воздействии ультрафиолетовых лучей.

Сульфатостойкий портландцемент и бетон, ГОСТ, применение и свойства


На конструкции и изделия из бетона и железобетона при эксплуатации происходит постоянное воздействие множества внешних факторов, способных привести к повреждению и даже разрушению. Одним из средств защиты по праву считается использование для приготовления бетонной смеси сульфатостойкого портландцемента.

Естественные природные и искусственные факторы воздействия на бетоны

Воздействие на открытые части бетона несколько отличается от факторов, влияющих на долговечность подземной части бетонных конструкций, — отсюда очень условное разделение на две основные группы воздействия.

Надземная часть

Виды воздействия на открытые элементы железобетонных изделий:

  1. Атмосферные явления и естественные природные процессы в виде осадков, изменений температуры воздуха, количества циклов замораживания и оттаивания, явлений приливов, отливов, паводков, затоплений;
  2. Деформационные явления температурного характера — вспучивание грунтов от мороза, естественная либо технологическая деформация грунтов от нагрузок; действие агрессивных жидкостей и газов нефтепродуктов, кислот.

Подземная часть

Заглубленные в землю части бетонных конструкций подвергаются многочисленным разовым и систематическим воздействиям разрушающего характера:

  • морозное пучение грунтов;
  • сейсмические природные явления;
  • давление и неравномерность уровня грунтовых вод;
  • нестабильный и нерегулируемый химический состав подземных вод.

Специальный цемент и модифицирующие добавки

Содержание в воде разнообразных химических составляющих довольно непредсказуемо для конкретного места и даже времени, зависит от большого количества внешних факторов.

Наличие в воде солей и сульфатов, способных привести к разрушению бетона, заставило производителей цемента искать пути защиты материала.

Для повышения влагонепроницаемости изделий и конструкций из железобетона возможно применение более высоких марок бетона либо специальных добавок.

Против воздействия агрессивных химических составляющих воды разработаны специальные виды бетонов и изделий из них. Одним из наиболее распространённых видов считается сульфатостойкий бетон — он может быть приготовлен из обычных марок цемента с применением модифицирующих добавок.

Но более надёжным и практичным вариантом является использование в качестве связующего для стойких к агрессивным средам бетонов портландцемента специального назначения — сульфатостойкого.

Клинкерные минералы и разрушение бетона

Все типы цементов значительно различаются по минералогическому и химическому составу, так как различны источники сырья и соотношение сырьевых материалов.

Четыре вида минералов

Учеными разных стран предпринимались попытки контролирования свойств цементов для точной классификации по видам назначения и исключения процедуры постоянных физических испытаний. Но попытка установления предельных соотношений и количеств, взятых за основу четырёх клинкерных материалов оказалась неудачной. Причина неудачи в том, что минералогический состав сырья не может быть достаточно точным, не учитывает потребные свойства цемента, а значит контрольные физические испытания цемента необходимы.

Основные клинкерные минералы

  • C2S — двухкальциевый и C3S — трёхкальциевый силикаты;
  • C4AF четырехкальциевый алюмоферит;
  • С3А -трехкальциевый алюминат.

Механизм разрушения бетона

Взаимодействуя с содержащей сульфаты водой алюминат С3А. образуется гидросульфоалюминат кальция с дальнейшей кристаллизацией в структуре бетона. Это приводит к расширению объёма с последующим разрушением бетона.

Подобная кристаллизация чаще всего наблюдается при большом количестве циклов затопления бетона с последующим высушиванием. В первую очередь это относится к гидротехническим сооружениям — мостовым опорам, заглубленным сваям, подтопленным фундаментам.

Даже кристаллы высолов на кирпичной стене способны привести к ее разрушению. Арматура железобетона тоже подвержена аналогичным процессам, для защиты от них применяются антикоррозионные добавки.

Сульфатостойкий цемент: состав и нормы

Технологическое решение для изготовления сульфатостойкого цемента: ограничение количества клинкерного минерала С3А в общем объеме цемента до 5 %.

В сульфатостойком цементе с минеральными добавками не допускается более 8% С3А. Такое же ограничение ГОСТ 22266-94 предусматривает для сульфатостойкого пуццоланового и шлакопортландцемента.

Трехкальциевого силиката C3S в сульфатостойком цементе без минеральных добавок должно быть не более 50%, на остальные виды сульфатостойких цементов эта норма стандарта не распространяется.

Выгодное предложение

Группа BESTO — опытный профессиональный поставщик практически всех видов цемента, в том числе фасованного в мешки сульфатостойкого цемента.

Свойства этого специального цемента не хуже других марок в обычном строительстве, но при возникновении непредусмотренных обстоятельств у застройщика появляется дополнительная уверенность в качестве и долговечности возводимого с применением сульфатостойкого цемента строения.

Наша цена на цемент с защитными свойствами аналогична цене на другие марки, а это означает приобретение материала с бесплатными дополнительными улучшенными свойствами.

Сульфатостойкие портландцементы

Технологическая схема производства сульфатостой — ких портландцементов не отличается от технологии по­лучения портландцемента, однако при их выпуске осу­ществляется особо строгий производственный контроль. При подборе химико-минералогического состава суль — фатостойкого портландцемента учитывали результаты исследований коррозиеустойчивости цементов различно­го состава при твердении в агрессивных средах.

Для повышения стойкости цемента при действии сульфатных растворов большое значение имеет минера­логический состав исходного клинкера. Исследования С. Д. Окорокова показали, что сульфатостойкость порт­ландцемента достигается при пониженном содержании С3А и умеренном количестве C3S. Исследовалась корро- зиеустойчивость синтетических клинкерных минералов в растворах сульфатов натрия, кальция и магния; по­казателем явилось _время, необходимое для получения опасного расширения]!до 0,5% особо тощих цементных растворов состава 1:Г0 при 21°С (табл. 15) .

Таблица 15. Сульфатостойкость клинкерных минералов, оцениваемая по их расширению при твердении в сульфатных растворах (по Торвальдсону)

Время, необходимое для расширения

Незначительное расшире­ние через 18 лет

0,22% через 9 лет

0,5% через 12 лет с признаками разрушения

80% C3S + 20% C4AF

0,15% через 3 года

+20% C4AF 50% CjS + 50% C2S

С,04% через 12 лет затем

Более быст­рое расшире­ние

Данные, приведенные в таблице, показывают, что C3S и C2S корродируются в растворе MgS04, но устой­чивы в других сульфатных растворах, причем C2S ока­зывается более стойким, чем C3S. Добавка к каждому из этих силикатов кальция 20% С3А, хотя это и больше обычного его содержания в портландцементе, значи­тельно ускоряет деформацию расширения; в меньшейстепени это проявляется при добавке C4AF. Хотя для исследования применялись весьма тощие смеси (1:10), что резко ускоряет коррозию, но результаты показыва­ют, что стойкость более жирных смесей при В/Ц не вы­ше 0,4—0,44 ненамного больше.

Роль химических факторов при сульфатной коррозии портландцемента видна из следующих данных (табл. 16).

Содержание в клинкере, %

Содержа­ние трепе­ла в це­менте, %

Концентрация SO 4 в растворах сернокислого натрия, мг/л

Таблица 16. Влияние химических факторов на коррозию портландцемента (показатели стойкости КС через 6 мес) (по данным В. В. Кинда)

Хотя выбранная концентрация ионов SOf — условна и не соответствует всей гамме анионов, например, в хи­мическом составе морской воды, все же результаты этих исследований отчетливо показали, что существует взаимосвязь между содержанием C3S и С3А. Установ­лено также, что положительное влияние на сульфато — стойкость оказывает добавка 10% трепела. Можно ви­деть, однако, что одно лишь понижение содержания С3А в исходном клинкере не обеспечивает сульфатостой — кость портландцемента. Это объясняется тем, что при низком содержании СзА в цементе возможна не только гидросульфоалюминатная, но и гипсовая коррозия, пос­кольку гидратация C3S приводит к образованию значи­тельного количества гидроксида кальция, создающего благоприятные условия для кристаллизации гипса. Так, например, цемент, содержащий 41% C3S и 5% С3А (без добавки трепела) обнаруживает при твердении в раст­воре сульфата натрия с концентрацией до 4000 мг/л большую коррозиеустойчивость, чем цемент с 3% С3А и 52% C3S, а также с 4% С3А и 48% C3S. Поэтому для снижения химической агрессии важно также по возмож­ности уменьшать содержание C3S.

Известное значение имеет количество C4AF. Если его много, то цемент оказывается чувствительным к дейст­вию сульфатов, но он, несомненно, более устойчив, чем кристаллический С3А. При нормировании состава суль- фатостойкого портландцемента необходимо также учи­тывать и то, что он должен обладать повышенной моро­зостойкостью и пониженной экзотермией. При оценке сопротивляемости цементов попеременному действию за­мораживания и оттаивания при наличии сульфатной аг­рессии следует учитывать, что при испытаниях оттаива­ние образцов в агрессивной среде резко снижает пока­затели моростойкости. Так, например, наши исследова­ния показали, что образец портландцементпого раство­ра 1:3 при оттаивании в пресной воде выдерживает более 200 циклов, а при оттаивании в морской — только 30 циклов.

В теплом климате, где морозостойкость не играет заметной роли, в зонах бетона, находящихся в перемен­ном уровне воды, происходит попеременное насыщение агрессивной водой бетона и последующее его высушива­ние. При этом проявляется также совокупное действие физических и химических факторов агрессии. Основная причина разрушения в данном случае кроется в дейст­вии преимущественно физических факторов, которые вызывают оседание солей агрессивной среды в порах цементного камня и их кристаллизацию, сопровождаю­щуюся значительными объемными деформациями [51].

Особенности сульфатостойкого цемента

В большей мере лимитирует водоне

область применения, нормы расхода, приготовление

Существует одно заблуждение, что бетонные и железобетонные конструкции самые надёжные. Но, это не так. Они подвергаются повреждениям и разрушениям при определённых условиях эксплуатации.

На это влияют грунтовые воды, дожди, морозы, деформация грунта, воздействие химических веществ. Спасением в подобных ситуациях является сульфатостойкий цемент.

Этот стройматериал обрел популярность в странах, где погода диктует свои законы строителям. Сульфатостойкий цемент, что это такое?

Приготовление сульфатостойкого цемента

Этот вид цемента получают из дробленого клинкера, к которому добавляют смесь трехкальциевых алюмината и силиката. Особое внимание уделяют дозировке. Так, алюминат не должен превышать 5%, а силикат 50 %. Такое соотношение составляющих не случайно. В природе много сульфатов, которые при взаимодействии с трёхкальцевым гидроалюминатом, приводят к сульфатной коррозии. Поэтому исходное сырье содержит минимальное количество железа.

Название цемента Минералогический состав клинкера, %
C2S C2S C2A C4AF
Сульфатостойкий портландцемент 58 27 4 15

Рекомендуем ознакомится с информацией о марках цемента М800 и цемента М900.

Область применения сульфатостойкого цемента

Этот вид цемента используют при бетонировании подводных и подземных массивов. Благодаря своим свойствам, этот материал более устойчив к внешним природным и химическим факторам.

Технические характеристики цемента, марки М600 и марки М550 узнайте, перейдя по ссылкам.

Особенности сульфатостойкого портландцемента

Бетонирование под водой.

Цемент, который имеет «иммунитет» к химически агрессивным веществам, незаменим в строительстве. Там, где обычные строительные материалы не создадут крепкое сооружение, поможет этот цемент.

Он имеет малую степень затвердевания, что отличает этот стройматериал от обычного цемента.

Плотность этого вида портландцемента является основным фактором, который определяет стойкость выполненной работы.

Виды сульфатостойкого портландцемента

В зависимости от состава, этот портландцемент распределяют на:

  • сульфатостойкий портландцемент;
  • сульфатостойкий шлакопортландцемент;
  • сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками;
  • пуццолановый портландцемент.

Важно! Из этого следует, что этот строительный материал устойчив к факторам природного и химического происхождения. Благодаря компонентам, которые входят в его состав, постройка не подвергается разрушению из-за переменчивой влаги и температуры.

Стоит помнить, что при выборе нужно в первую очередь ознакомиться с составом, так как для определенной почвы нужен отдельный вид портландцемента. Характеристики цемента марки М250 читайте в этой статье.

Сульфатостойкий цемент (портландцемент) – это строительный материал на основе клинкера, трехкальциевых алюмината и силиката. Широко используется в постройке гидротехнических сооружений. Распределяется на несколько видов, каждый из которых, с учетом многих факторов, применяется на определенной территории.

описание, виды, состав и использование


Сульфатостойкий цемент — материал, значительно расширяющий возможности использования бетонных растворов при строительстве для агрессивных условий. Потребность в нем диктуется объективными обстоятельствами, когда обычные бетоны разрушаются при эксплуатации. Требования к материалу нормируются государственными и международными стандартами.

Что представляет из себя материал

Сульфатостойкий цемент представляет собой коррозионностойкий материал, в состав которого вводятся специальные добавки (алюминаты и силикаты) для повышения стойкости к агрессивным воздействиям. Имеет специфическую область применения, когда присутствуют воды с большим содержанием сульфатов и отмечается циклическое воздействие воды в больших количествах.

Высокая концентрация сульфатов во влажной среде провоцирует сульфатную коррозию. При этом процессе в химическую реакцию вступают бетонные компоненты, что ведет к образованию цементного камня внутри и к выпадению солевых кристаллов на стенках. Структура бетона нарушается и он разрушается. Разрушительное воздействие оказывает на бетон и циклическая влага — постоянные циклы высушивания и обильного увлажнения, замораживания и оттаивания. Именно поэтому был разработан цемент, стойкий к сульфатной коррозии.

Виды материала

  1. Пуццолановый цемент. Его основу составляет доменный шлак и вулканические породы (пуццоланы). Среди последних компонентов выделяются туф, пемза, вулканический пепел. Это активные минеральные добавки, обеспечивающие сульфатостойкость. Данный материал не предназначен для условий с циклической влажностью.
  2. Портландцемент с повышенной стойкостью к сульфатам. Изготавливается с добавлением в марку М400 минеральных добавок. Материал медленно затвердевает с постепенным набором прочности и пониженным выделением тепла при схватывании. Применять его можно в любых эксплуатационных условиях.
  3. Портландцемент с повышенным содержанием сульфатостойких минеральных веществ. Содержание добавок составляет 6-10%. Выпускается материал марок М400 и М500. Отличается он повышенной морозостойкостью и устойчивостью к циклической влажности.
  4. Сульфатостойкий шлакопортландцемент. Это смесь доменных шлаков с клинкером из портландцемента с добавлением алюминатов. Важное требование — шлак не должен состоять более чем из 10% оксида алюминия. Выпускается материал марок М300 и М400. Имеет высокую сульфатостойкость, но боится морозов.

Помимо подразделения по составу, рассматриваемый цемент имеет градацию по прочности на сжатие. Данный показатель вводится в маркировку — от М200 до М500.

Состав

По технологии производства стойкий к сульфатам цемент не отличается от изготовления обычного. По сути, оба материала являются тонкодисперсным порошком с вяжущими способностями. Структура обеспечивается особым режимом сушки и тщательным помолом в бункерах специальных мельниц. Различие обеспечивается нужным составом смеси.

Основу минеральных добавок составляют доменные шлаки электротермофосфорного или гранулированного типа. Обычно их содержание колеблется в интервале 10-22%, а для стойкого к сульфатам шлакопортландцемента — 42-55%. Активные составляющие — добавки из горных пород осадочного типа. Они вводятся в количестве 6-12%.

Для обеспечения повышенной стойкости к агрессивным воздействиям особые требования выдвигаются к составу используемого клинкера. Содержание в нем трехкальциевого силиката не должно превышать 52%, трехкальциевого алюмината — не более 6%, а C3A+C4AF — не более 23%. В состав входят оксиды алюминия и магния, но не более 4-5%. Глиноземный модуль клинкера превышает 0,7. В глинистый компонент портландцемента рекомендуется вводить опоку и трепел.

Основу клинкера составляют алит или белит. В первом случае обеспечивается ускоренное затвердение и быстрый набор прочности. Белит характеризуется длительным схватыванием, но конечная прочность превышает алит.

Активные добавки применяются с большой осторожностью. Чрезмерное их содержание способно ухудшить технические характеристики цемента. По ГОСТу повышение стойкости к сульфатам достигается введением поверхностно-активных веществ. Так гидрофобные, пластифицированные материалы имеют добавки в виде мылонафта или спиртово-сульфитной барды.

Использование в строительстве

Сульфатостойкая сухая смесь имеет высокую стоимость, поэтому используется обычно там, где без нее трудно обойтись. К таким сооружениям относятся бетонные и железобетонные элементы гидротехнического назначения, конструкции, эксплуатирующиеся под водой, особенно в повышенной солености (морская или океаническая вода).

Указанный материал в основном используют в сооружениях, подверженных периодическому воздействию воды. Среди них особо выделяются речные и морские молы, мостовые элементы, укрепление набережных, дамбы и плотины. С учетом малого тепловыделения при затвердении, такой цемент используют для наружного покрытия большой толщины и массы.

Набор прочности материала происходит слишком медленно. Данный недостаток устраняют, используя готовые ЖБИ на его основе. Наибольшее распространение находят сваи, мостовые опоры, гидротехнические элементы, облицовочные плиты и перекрытия. Большое внимание уделяется использованию свай. Они забиваются на значительную глубину, проходя через грунтовые воды, плывуны, пласты разного состава, часть из которых содержит агрессивные компоненты. Можно выделить болотистую почву, насыщенную сероводородом.

Помимо указанных особых условий, сульфатостойкие цементы используются и в частном строительстве. Их применяют в смеси с обычным цементом при подготовке бетонного раствора. Это увеличивает износостойкость, влагостойкость и морозоустойчивость сооружений.

Сульфатостойкий относится к специфическим материалам, которые с учетом стоимости используются по конкретному назначению. Его нет смысла применять при строительстве обычного частного дома на стабильном грунте. Однако при возведении сооружений для эксплуатации в агрессивных условиях, такой стройматериал становится необходимым.

Бетон сульфатостойкий, цемент сульфатостойкий > Каталог бетона

Сульфатостойкий бетон применяется в условиях воздействия жидких сульфатных сред на конструкцию. Необходим при возведении опор мостов, свай в реках и других конструкций контактирующих с водой, постоянно или периодически. Здесь представлен неполный перечень продукции. Для получения полного перечня изделий Вы можете отправить запрос по электронной почте.

Чаще всего сульфатостойкий бетон есть в наличии, при отсутствии изготовим в сжатые сроки.

Ассортимент и цены на сульфатостойкий бетон:

Код Марка Класс Подвижность Заполнитель Цена
М-100 В-7,5 10-15(ОК) ОПГС
М-150 В-10 10-15(ОК) ОПГС
М-200 В-15 10-15(ОК) ОПГС
М-250 В-20 10-15(ОК) ОПГС СП
М-250 10-15(ОК) Щебень-песок
М-300 В-22,5 10-15(ОК) ОПГС СП
М-300 10-15(ОК) Щебень-песок
М-350 В-25 10-15(ОК) ОПГС СП
М-350 10-15(ОК) Щебень-песок
М-400 В-30 10-15(ОК) Щебень-песок
М-450 В-35 10-15(ОК) Щебень-песок
М-500 В-40 10-15(ОК) Щебень-песок

Способы производства сульфатостойкого бетона:

  1. В обычный цемент вносят необходимые модифицирующие добавки.
  2. Производят из сульфатостойкого цемента
  3. Добавление в цемент пластификаторов и суперпластификаторов.

Все это дает возможность значительно повысить сульфатостойкость бетона.

Сульфатостойкий цемент: особенности, назначение, виды

Сульфатостойкий цемент представляет собой «вяжущий» строительный материал на основе клинкера, силиката и трехкальциевого алюмината. При изготовлении цемента данного вида, особое внимание уделяется точной дозировке компонентов.

В готовом продукте содержание алюмината не должно быть больше 5%, а силиката 50%. Подобное соотношение получено методом проб и ошибок. Как известно в природной среде находится большое количество сульфатных соединений, которые вступая в реакцию с трехкальциевым гидроалюминатом вызывают сульфатную коррозию и разрушение конструкции.

В связи с этим исходное сырье для производства сульфатостойкого цемента должно содержать минимальное количество железа. Кроме того сульфатостойкий цемент обладает пониженной скоростью затвердевания, пониженным тепловыделением и повышенной плотностью в твердом состоянии (положительные факторы).

Область применения

Благодаря компонентам входящим в состав сульфатостойкого цемента, конструкции, изготовленные на его основе, характеризуются как «весьма устойчивые к неблагоприятным природным и вредным химическим факторам» – сооружения не разрушаются от переменчивой влаги и перепадов температуры. В связи с этим сульфатостойкие цементы экономически целесообразно примять для производства и возведения:

  • Ответственных бетонных и железобетонных конструкций;
  • Предварительно напряженных конструкций;
  • Гидротехнических сооружений работающих в условиях сульфатной коррозии при переменном уровне воды;
  • Производства свай;
  • Строительства опор мостовых переходов и опор молов подвергающихся воздействию минерализованных вод.

Другими словами, данный строительный материал получил широкую популярность в странах, где климатические условия и состояние грунтов диктуют свои законы строителям.

Виды сульфатостойкого цемента

В зависимости от состава и назначения сульфатостойкий цемент подразделяется на ряд видов. Важно! При покупке того или иного вида сульфатостойкого «связующего». Следует предварительно ознакомиться с составом и назначением, так как для определенного вида грунта и подземных вод необходим «свой» вид цемента.

В зависимости от состава компонентов сульфатостойкий цемент делят на:

  • Сульфатостойкий портландцемент;
  • Сульфатостойкий портландцемент с минеральными присадками;
  • Сульфатостойкий шлакопортландцемент;
  • Пуццолановый портландцемент.

В соответствии с показателями прочности различают три марки цемента: 400, 500 и 600.

Что такое сульфатостойкий бетон? Применение, состав, свойства, способы получения

Под воздействием грунтовых вод, осадков, низких температур, движения грунта химически активных веществ происходит деформация бетона. Для повышения эксплуатационных характеристик конструкций используют сульфатостойкий цемент. Он повышает устойчивость материала к механическим, атмосферным и прочим воздействиям.

Что такое сульфатостойкий бетон?

Другое название этого типа цемента – портландцемент. Он представляет собой стройматериал, который изготавливается с добавлением силиката, трехкальциевого алюмината и клинкера. Данный материал чаще всего используется для возведения гидротехнических конструкций, благодаря тому, что он способен выдерживать вредное воздействие осадков со значительным содержанием сульфатов.

Все технические характеристики сульфатостойких цементов зависят от составных компонентов. Обычно, материал содержит клинкер, гипс, трехкальциевый алюминат, в некоторых случаях добавляют минеральный наполнитель. Массовая часть алюмината в смеси составляет не более 5%. Чрезмерное содержание данного вещества провоцирует образование коррозии. Главной особенностью данного типа цемента является быстрое высыхание растворов, которые изготавливались с его содержанием. Из-за этого конструкции теряют в механической прочности, из-за чего требуются дополнительные компоненты, увеличивающие срок высыхания.

Существуют следующие виды данного материала:

– сульфатостойкий цемент с дополнительными компонентами;

– пуццолановый гидравлический вяжущий состав;

– cпортландцемент со шлаком;

Растворы на основе данного материала можно получить двумя способами. В первом случае речь идет о приготовлении обычного цементного раствора с добавлением различных добавок. Второй метод – применение сульфатостойких веществ, благодаря которым конструкции становятся более стойкими к воздействию воды. Для изготовления портландцемента в смесь добавляют около 20% шлака. В некоторых случаях шлак можно заменить золой, но ее массовая часть не должна превышать 10%. Несоблюдение вышеприведенных пропорция может привести к тому, что после высыхания конструкции будут недостаточно прочными и долговечными. Набор прочности данного материала происходит приблизительно за 28 суток, но может быть и дольше.

Бетон сульфатостойкий — характеристика, технология

Бетон сульфатостойкий представляет собой искусственный камневидный материал, изготовленный на специальном цементе, и способный, при контакте с агрессивной сульфатной средой, выдерживать длительное время без видимых признаков разрушения (сколов, коррозии, трещин).

Общие сведения

Проектирование бетонных конструкций — это сложная техническая задача, при урегулировании которой необходимо брать во внимание все условия их работы:

  • механические нагрузки;
  • воздействие окружающей среды;
  • температурные отклонения;
  • изменение свойств в период эксплуатации и др.

Содержание в воде (грунтовые воды, осадки и пр.) различных химических составляющих, таких как соли сульфатов, способных привести к значительным разрушениям (см. фото), заставило ученых задуматься о разработке специальных видов бетона.

Результатом таких исследований явилось появление на строительном рынке специальных сульфатостойких цементов и модифицирующих добавок, позволяющих получить качественные и долговечные материалы. Одним из наиболее распространенных видов таких материалов, полученных с помощью названных разработок, является сульфатный бетон.

Сульфатостойкий бетон — это смеси, приготовленные с применением модифицирующих добавок или на основе сульфатного цемента. Изделия, изготовленные с применением такой технологии, способны противостоять агрессивным воздействиям водной среды, температурным изменениям, деформации грунта и пр.

Материалы

Основным отличием сульфатных бетонов является использование в качестве основного вяжущего сульфатостойких цементов. Такие материалы производят путем совместного помола клинкера нормируемого минерального состава или посредством введения в их структуру активных минеральных добавок (АМД).

В зависимости от состава и способа изготовления, вещества можно разделить на несколько типов, это сульфатостойкий:

  • портландцемент (ЦЕМ I СС);
  • шлакопортландцемент (ЦЕМ Ш/А СС);
  • пуццолановый цемент (ППЦ);
  • портландцемент с минеральными добавками (ЦЕМ П/А СС; ЦЕМ Н/В СС).

Примеры обозначений и рекомендуемые подклассы прочности отражены в таблице ниже.

Группа портландцементов

Портландцементы обладают высокой надежностью по отношению к сульфатной агрессии вследствие малого содержания гидроалюминатов кальция и невозможности создания в структуре значительного объема эттрингита.

В сравнении с традиционными медленнее набирают прочность в начальные сроки твердения. Низкая теплоотдача способствует их применению в массивных бетонных конструкциях.

СПЦ выпускается марки М400 и содержит в своем составе следующие компоненты:

Портландцемент с минеральными добавками (в основном М500)— это продукт совместного помола клинкера, двуводного гипса и активной минеральной добавки (АМД).

АМД — это активное тонкоизмельченное вещество, добавление которого в состав вяжущего позволяет получить бетон с высокими гидравлическими и пуццоланическими характеристиками.

Выбор редакции:  Плед-подушка

Продукты гидратации цемента включают в себя 10–20 % хорошо растворимого в воде портландита (Ca(OH)2). Активные добавки, в присутствии воды, объединяют гидрооксид кальция в труднорастворимые композиции. В результате значительно увеличивается водостойкость и сульфатостойкость конструкций.

По механизму действия АМД делятся на три группы:

  1. Активный аморфный кремнезем — диатомиты, трепелы, микрокремнезем, опоки.
  2. Продукты обжига глинистых материалов — глиежи, топливная зола, металлургические шлаки.
  3. Вулканические горные породы богатые силикатами и алюмосиликатами в аморфном состоянии.

Портландцемент с добавками применяется для тех же целей что и обычный. Однако эксплуатационные характеристики конструкций, находящихся в проточной мягкой воде и под землей во влажных условиях, несколько выше показателей первого.

Изделия, изготовленные из такого материала, обладают самой высокой прочностью при изгибе — 6,0 Мпа, в сравнении с другими представителями данной категории материалов.

Шлакопортландцементы

Сульфатостойкий шлакопортландцемент — вяжущее вещество с ограниченным содержанием C3A (менее 8%). Представлен марками М300, М400.

  • тонкомолотый портландцементный клинкер;
  • гранулированный доменный шлак;
  • двуводный гипс.


Гипс присутствует в составе как замедлитель процесса твердения и как активатор твердения шлака.

Гранулированный шлак — это мелкие гранулы величиной 5–10 мм. Не обладает вяжущими свойствами, но способен быстро схватываться в присутствии катализаторов твердения.

По своим свойствам шлакопортландцемент близок к портландцементу, но его цена на 15—20% ниже стоимости последнего.

Допускается замена шлаковых гранул золой уноса (кислой) или пуццоланой в объеме, не превышающем 10% от общей массы цемента. При этом содержание SO3 в веществе не должно быть больше 3–4%.

Для улучшения свойств бетонной смеси разрешается введение гидрофобизаторов и пластификаторов, количество которых не должно превышать 0,3% от массы цемента.

Пуццолановые цементы — характеристика

Пуццолановый цемент также относится к группе сульфатостойких вяжущих и состоит из следующих компонентов:

  • портландцементный клинкер;
  • кислая активная минеральная добавка (пуццолана);
  • двуводный гипс.

Пуццолана — это смесь пемзы, вулканического пепла и туфа. Количество добавки регулируется опытным путем, в зависимости от заданных характеристик бетона, и может составлять от 20 до 40%.

Пуццолановый портландцемент отличается от обычного, низкой плотностью (2,8–2,9 г/см2) и светло-серым оттенком.

При производстве бетонных смесей образуется довольно вязкая смесь, в сравнении с применением обычных цементов. Чтобы получить раствор нормальной густоты в бетон добавляют воду (30–40%), что отрицательно сказывается на качестве смеси.

Подсказки: во избежание такой проблемы — необходимо на 5–10% увеличить расход цемента или добавить пластификатор.

Из-за прочного соединения свободного гидроксида кальция с пуццолановой добавкой бетонная поверхность не подвержена коррозии выщелачивания, а также не разрушается под действием морских и минерализованных вод.

Требования к структуре

До 80% от общего объема сульфатостойкого бетона составляют крупные и мелкие заполнители. Правильный расчет и подбор таких материалов может значительно сократить расходы цемента, снизить себестоимость строительства и продлить долговечность конструкций.

Фракция заполнителя и его химический состав должен соответствовать требованиям и нормам ГОСТ 10268-80, а также условиям, изложенным в СНиП II-28-73.

Жесткий каркас из качественного заполнителя позволяет в несколько раз увеличить прочность, снизить модуль деформации и до минимума сократить ползучесть конструкций под нагрузкой. Важным требованием для сульфатного железобетона, предназначенного для строительства коррозийностойких конструкций, является чистота песка и щебня.

Допустимое содержание примесей в используемом песке не должно быть выше 1%, а его зернистость равна 2 мм и выше. Щебень должен быть изготовлен из горных пород плотной структуры (без прослоек). Прочность на сжатие не должна быть ниже 60 Мпа.

Приготовление

Чтобы приготовить 1 м3 сульфатостойкого бетона (М300) своими руками необходимо иметь следующий набор материалов:

  • сульфатостойкий портландцемент — 360 кг;
  • речной песок — 850 кг;
  • щебень гранитный — 1100 кг;
  • вода — 190 л;
  • при необходимости добавки 5–10 кг.

В зависимости от выбранного способа приготовления и нужного объема материала понадобятся следующие инструменты:

Особенности сульфатостойкого цемента

Железобетонные изделия имеют высокие показатели прочности, прослужат долго без изменения изначальных характеристик. При изготовлении блоков, плит и перегородок зачастую используется сульфатостойкий портландцемент. Особенно актуально применение такой смеси в тех регионах РФ, где на протяжении практически всего года плохие погодные условия.

Чем интересен сульфатостойкий цемент?

Изделия, изготовленные из такой строительной смеси, не боятся резких перепадов температур и большого количества атмосферных осадков. Цемент отличается стойкостью к негативному воздействию химических соединений.

Основная сфера использования сульфатостойкого материала – возведение насосных станций, водовыпускных и водонапорных конструкций. Нередко материал, в составе которого есть цинк, применяется при строительстве свай для промышленных объектов различного размера.

Сульфатостойкий цемент затвердевает очень долго, но в застывшем состоянии имеет высокую плотность. Существует несколько разновидностей такой смеси:

  • Пуццолановый портландцемент.
  • Сульфатостойкий шлакопортландцемент.
  • Сульфатостойкий портландцемент.
  • Сульфатостойкий портландцемент, в состав которого добавлены минеральные компоненты.

Этот строительный материал имеет высокую стоимость. Она оправдывается благодаря длительному сроку эксплуатации железобетонных конструкций, изготовленных из такого цемента.

Сульфатостойкий цемент (портландцемент) — что это такое, где применяется, преимущества и недостатки

Бетонные и железобетонные сооружения отличаются прочностью и долговечностью, однако под влиянием атмосферных факторов они начинают разрушаться. Причинами снижения прочности становятся перепады температуры, повышенная влажность, солнечные лучи и т.п. Добавление в состав бетона сульфатостойкого цемента помогает увеличить срок службы конструкции.

Что это такое

Сульфатостойкий бетон, называемый иначе портландцементом, — это материал, содержащий клинкер, алюминат кальция, силикат. Такие строительные смеси используют при сооружении гидротехнических построек. Материал противостоит негативному влияют дождевых вод, содержащих сульфаты.

Основной состав

Вводятся минеральные добавки, улучшающие технические характеристики. В состав сульфатостойкого бетона вводят клинкер, гипсовый камень или иное сырье, содержащее сульфат кальция.

Разновидности

Строительные смеси, устойчивые к воздействию агрессивных факторов, делятся на такие типы:

  • усиленный минеральными присадками цемент;
  • пуццолановый вяжущий гидравлический состав;
  • сульфатостойкий портландцемент;
  • шлакопортландцемент.

Портландцемент увеличивает устойчивость бетонных смесей к перепадам температур, снижает агрессивность сульфатов, если эти вещества содержатся в материале в большом количестве.

Способы получения

Бетон, имеющий нужные характеристики, получают 2 способами:

  1. Изготовление строительного раствора с последующим введением минеральных присадок.
    Если объем добавляемых веществ превышает норму, прочность бетонной конструкции снижается. Повышенная хрупкость становится причиной обрушения сооружения. При изготовлении таких растворов нельзя отклоняться от рекомендаций, содержащихся в нормативных актах.
  2. Добавление сульфатостойкого портландцемента.
    Введение этого компонента повышает прочность, защищая конструкцию в течение всего срока эксплуатации. Сульфатостойкий раствор приобретает нужные качества через 28 дней. Портландцемент содержит 20% шлака. При изготовлении шлакопортландцемента этот компонент можно заменять золой, количество которой в объеме раствора не должно превышать 10%.

Виды цементов

При изготовлении сульфатостойкого бетона используют такие виды цемента:

  1. Простой портландцемент.
    Введение балластных и минеральных добавок в такой материал запрещено. Цемент универсален, морозоустойчив и нечувствителен к повышенной влажности.
  2. Портландцемент, содержащий минеральные присадки.
    В качестве последних применяют шлак, микрокремнезем или пуццолан. Смесь должна содержать не более 10% минерального компонента.
    Материал выдерживает большое количество циклов замораживания, не разрушается под воздействием влаги
  3. Шлакопортландцемент. Основой состава является прессованный доменный шлак, который смешивается с клинкером в соотношении 1:1. Этот компонент составляет 40-60% от общего количества бетона. Шлак должен содержать соответствующее норме количество оксида алюминия. Недостатком этого строительного материала является чувствительность к перепадам температур.
  4. Пуццолановый цемент.
    В состав входят пуццоланы и печной шлак. Первые представляют собой минеральные вещества, выбрасываемые вулканами. В отличие от предыдущих типов, этот материал более устойчив к воздействию сульфатов, однако чувствителен к резким изменениями температуры и влажности.

Свойства

К основным свойствам сульфатостойких строительных смесей относятся:

  1. Быстрое затвердевание.
    Раствор схватывается за 1-10 часов.
  2. Водопотребление.
    Этот показатель помогает правильно разводить сухую смесь водой для получения раствора нужной вязкости. У устойчивого к сульфатам цемента этот параметр составляет 22-28%.
  3. Размер фракции.
    Объем остающихся про просеивании через сито с ячейками 80 мкм частиц не должен превышать 15%.

Цветной и белый портландцемент

Вместе с защищенностью от воздействия агрессивных факторов цемент должен обладать хорошими эстетическими качествами.

Существует 2 вида смесей:

  1. Белый портландцемент.
    Изготавливается по той же технологии, что и простой цемент. Отличием является содержание белого клинкера. Важный показатель — тип используемой глины. Она должна содержать небольшое количество оксидов металлов, придающих желтизну. Белизны добиваются путем превращения карбида железа в окись.
  2. Цветной.
    Изготавливается на основе белого цемента путем добавления красителей. В роли последних выступают гематитовая руда, фталоцианиновые пигменты, окись железа, сажа.

Область применения

Сфера использования обуславливается преимуществами цемента.

Смеси применяются для строительства объектов, подвергающихся негативным факторам окружающей среды:

  • морозы или резкое повышение температуры;
  • регулярные атмосферные осадки, повышение влажности, приливные и подземные воды;
  • вспучивание или усадка грунта;
  • воздействие агрессивных веществ, содержащихся в сточных водах;
  • землетрясения.

Сульфатостойкий бетон используют для строительства фундаментов, гидротехнических сооружений, мостовых свай, железобетонных обсадных конструкций колодцев, речных и морских молов.

Маркировки

При покупке устойчивого к сульфатам портландцемента обращают внимание на марку, указанную на упаковке. Этот параметр отражает прочность материала при сдавливании. Шлакопортландцемент обозначается как М300, 400, 500. Маркировки М400 и М500 можно обнаружить на упаковке строительной смеси с минеральными присадками. Цемент без добавок имеет марку М400, пуццолановый — М300, 400.

При долгом хранении наблюдается потеря прочности — за полгода этот показатель может уменьшиться на 10%.

Сульфатостойкий бетон: поясняем все нюансы

Качество большинства строительной конструкций на прямую зависит от качества и свойств используемого бетона. Особенно это касается тех частей, который соприкасаются с грунтовыми водами или другим видом влаги, содержащим сульфатные добавки.

При проникновении сульфатов извне, бетон может разрушиться, так как в увеличивается его объём и внутри образуются трещины. Поэтому, для фундаментов зданий, береговых бетонных конструкций, сооружений для сооружений, связанных с повышенной влажностью применяют сульфатостойкий бетон.

Что такое сульфатостойкий бетон?

Цемент сульфатостойкий или как его еще называют портландцемент, представляет собой строительный материал, в состав которого входит клинкер, силикат и трехкальцевый алюминат. Использование сульфатостойких цементов актуально в строительстве гидротехнических построек, так как они способны противостоять агрессивному воздействию атмосферных осадков с содержанием сульфатов.

Вернуться к оглавлению

Преимущества сульфатостойкого бетона

  • Разновидности бетона
  • Сульфатостойкий цемент и его свойства
  • Изготовление состава

Бетон сульфатостойкий относят к материалу, в свойства которого входит способность надежно защитить конструкцию от разрушительного воздействия воды с содержанием сульфатов, деформации грунта, температурных воздействий.

Сульфатостойкий состав увеличит долговечность конструкции, а также ее износостойкость и морозоустойчивость.

Разновидности бетона

Получить сульфатостойкий бетон можно 2 способами:

  • используя обычный цемент с применением специальных добавок;
  • применяя такой материал, как сульфатостойкий цемент.


Последний способ значительно превосходит первый по качеству и защищает конструкцию на всех стадиях постройки.

  • портландцемент с примесью минеральных добавок;
  • портландцемент;
  • пуццолановый портландцемент;
  • шлакопортландцемент.

Таблица марок и классов бетона.

Очень важным фактором качества в данном виде строительной смеси является соблюдение ГОСТа, ведь из-за неправильных пропорций существует вероятность увеличения хрупкости постройки и разрушения ее изнутри. В зависимости от прочности бетона на 28 сутки, идет подразделение его на марки: М300, М400, М500. Предназначение таких материалов — изготовление бетонных и железобетонных конструкций. Добавление в их состав таких веществ, как суперпластификаторы и воздухововлекающие добавки, повышают стойкость.

Вернуться к оглавлению

Производят сульфатостойкий портландцемент при помощи тонкого помола гипса или портландцементного клинкера, а выпускают с гранулированными минеральными добавками или без них. Без добавок идет маркировка М300, с добавками — М400, М500. При введении в состав мылонафта или сульфитно-спиртовой барды такой материал называется пластифицированный. Пуццолановый портландцемент используют в основном для постройки подводной части разных морских и океанических сооружений, потому что в нем тепловыделяющие минералы находятся в большем количестве, чем в обычном сульфатостойком цементе, который будет более эффективен в применении наземных частей конструкции.

В сульфатостойкий бетон добавляют такое минеральное вещество, как трехкальциевый алюминат, которого в составе должно быть не более 5%, чтобы в результате реакции с окружающей средой не возникла сульфатная коррозия. Одним из свойств данной строительной смеси является его не очень быстрое твердение, что приводит к медленному нарастанию прочности.

Вернуться к оглавлению

Компоненты бетонной смеси.

Оптимальной пропорцией цемента и песка является 1:3, для прочности состава специалисты советуют применять пластификаторы, а подвижность смеси определять расплывом стандартного конуса более 135 мм при водоцементном отношении 0,4. Если цемент считается гидрофобным, он не должен впитывать в себя воду на протяжении 5-6 минут после того, как нанесли несколько капель на пробу.

Чтобы изготовить сульфатостойкий бетон, потребуется:

  • вода в необходимом количестве;
  • гипсовый камень (ГОСТ 4013);
  • портландцементный клинкер с нормированным составом.

При изготовлении есть возможность замены другими материалами, которые обязательно содержат в своем составе сульфат кальция, различных гранулированных и минеральных добавок. Если в состав входят электротермофосфорные шлаки, содержание в бетоне оксида алюминия не должно быть более 8%, в шлакопортландцементе запрещено превышение 12%.

Главной особенностью сульфатостойкого бетона является его высокая стойкость, которая предотвращает проникновение воды даже при высоком гидростатическом давлении.

Свойства

В сульфатостойком бетоне находятся клинкер, гипс и трехкальцевый алюминат, могут быть добавлены минеральные добавки. Трехкальцевый алюминат добавляют в бетонную смесь в количестве не более пяти процентов от общей массы, избыток материала провоцирует сульфатную коррозию. Отличительным свойством при работе сульфатосктойким бетоном является быстрое затвердевание цементно-песчаной смеси, что отрицательно сказывается на прочности готового изделия.

Вернуться к оглавлению

Способы получения сульфатостойкого бетона

Существует две технологии замесить сульфатостойкий бетон:

  • На обычном портландцементе, добавив специальные модифицирующие присадки;
  • На специальном сульфатостойком цементе: сульфатостойком шлакопортландцементе, сульфатостойком портландцементе, пуццолановом портландцементе или сульфатостойком портландцементе со специальными минеральными присадками.

Второй способ более предпочтителен. Использование специального сульфатостойкого цемента позволяет обеспечить более надежную защиту от разрушения на всех стадиях «жизни» сооружения. Бетон, изготовленный на обычном портландцементе с присадками, также будет защищать изделие, но не так эффективно, как в предыдущем случае.

Виды сульфатостойких цементов

Второй способ дает более качественную защиту бетонных сооружений от чрезмерно агрессивного и очень губительного воздействия сульфатных сред. Бетон на сульфатостойком цементе значительно дороже обычного, но позволяет защищать строительные конструкции на всех стадиях эксплуатации.

Существует несколько видов сульфатостойких цементов:

  • сульфатостойкий и пуццолановый портландцемент;
  • с минеральными добавками;
  • шлакопортландцемент.

Наиболее часто используют сульфатостойкий портландцемент, который отлично себя зарекомендовал в двух крайних вариантах условий работы бетонных контсрукций:

  • повышает сопротивляемость бетонов замораживанию и оттаиванию в присутствии сульфатной агрессии;
  • уменьшает совокупное влияние агрессивных физических и химических факторов в зонах бетона, которые находятся в переменном уровне воды с большим содержанием сульфатов.

Чтобы бетон на сульфатостойком портландцементе обладал всеми необходимыми эксплуатационными качествами, применяют несколько методов:

  • заменяют С3А на C4AF;
  • увеличивают количество стекловидного С3А, заменяя им кристаллический С3А;
  • вводят минеральные добавки;
  • пропаривают для образования гидрантов, имеющих устойчивость в действию сульфатов.

Количество добавок и метод изготовления сульфатостойкого цемента зависит от конкретных условий строительства и эксплуатации конечного сооружения.

Особенности сульфатостойкого цемента

Характеристика сульфатостойкого бетона

Конструкции из бетона и железобетона являются прочными и надежными строительными элементами, однако они поддаются разрушениям и повреждениям в процессе эксплуатации.

Деформации бетона или железобетона возникают под влиянием грунтовых вод, дождей, морозов, под воздействием химических веществ и подвижности грунта. Улучшить свойства смеси сможет сульфатостойкий цемент.

При использовании сульфатостойкого цемента обеспечивается надежная защита зданий и сооружений от воздействий атмосферных осадков, в состав которых входят сульфаты. Применение такого цемента обеспечивает конструкцию устойчивостью к морозам, износостойкостью.

Сульфатостойкий бетон увеличивает надежность строительства.

Что такое сульфатостойкий бетон?

Цемент сульфатостойкий или как его еще называют портландцемент, представляет собой строительный материал, в состав которого входит клинкер, силикат и трехкальцевый алюминат. Использование сульфатостойких цементов актуально в строительстве гидротехнических построек, так как они способны противостоять агрессивному воздействию атмосферных осадков с содержанием сульфатов.

Свойства

В сульфатостойком бетоне находятся клинкер, гипс и трехкальцевый алюминат, могут быть добавлены минеральные добавки.

Трехкальцевый алюминат добавляют в бетонную смесь в количестве не более пяти процентов от общей массы, избыток материала провоцирует сульфатную коррозию.

Отличительным свойством при работе сульфатосктойким бетоном является быстрое затвердевание цементно-песчаной смеси, что отрицательно сказывается на прочности готового изделия.

Разновидности

Сульфатостойкая цементно-песчаная смесь подразделяется на следующие виды:

  • сульфатостойкий цемент с добавками;
  • пуццолановое гидравлическое вяжущее вещество;
  • шлакопортландцемент;
  • сульфатостойкий портландцемент.

Портландцемент увеличивает сопротивляемость бетонных смесей к замораживанию и оттаиванию, если в них входят сульфаты, уменьшает воздействие агрессивных факторов в бетонном растворе, где содержится количество сульфатов, превышающих норму. Для улучшения качества портландцемента в цементно-песчаное месиво добавляют минеральные добавки и выбирают подходящий метод приготовления цемента для определенных условий строительства зданий и сооружений.

Способы получения

Гидравлическое вяжущее вещество получают двумя способами. Первый способ – изготовление цементного раствора с добавлением специальных минеральных добавок. Второй способ — использование сульфатостойких цементо-песчанных примесей, из-за которых обеспечивается надежность и защита конструкций на протяжении срока эксплуатации.

Раствор со стойкими сульфатами достигает своей окончательной прочности на протяжении двадцати восьми дней. Для получения портландцемента используют смесь шлака в количестве двадцати процентов.

Для шлакопортладцемента допускается замена шлака на золу в количестве не превышающем десяти процентов массы раствора. Применение добавок, в объеме превышающих норму, уменьшает прочность раствора и увеличивает хрупкость сооружений, что приводит к разрушениям.

Изготовление такого раствора должно соответствовать нормам государственного стандарта.

Как изготовить?

Приготовление сульфатостойкого бетона мало чем отличается от производства обычного бетонного раствора. Для изготовления смеси понадобится песок, цемент в пропорциях один к трем. Перед добавлением минеральных добавок важно проверить их влияние на строительный материал. Все технологические компоненты должны быть подтверждены испытаниями.

Испытание проводится на схватывание раствора, для чего в процессе кипячения обеспечивается равномерность изменений количества смеси и проверяется ее схватывание, которое происходит не раньше сорока пяти минут от процесса твердения.

Также при изготовлении бетона используют гипсовый камень, воду, клинкер или другие материалы с содержанием сульфата кальция. Применение такого цемента по карману не каждому, поэтому используется он не так часто, как обычный бетон, но и характеристики его несравнимы с простой бетонной смесью.

Области применения

Применение портландцемента актуально при возведении подводных или подземных конструкций, для строительства зданий и сооружений, которые поддаются воздействию большого количества атмосферных осадков с содержанием сульфатов. Свойства устойчивого сульфатного бетона обеспечивают защиту конструкций от внешних природных и химических факторов.

Вывод

Портландцемент является неотъемлемым материалом в строительстве зданий и сооружений, которые находятся в местности с переменчивой влагой и температурным режимом.

Однако стоит помнить, что выбирая материал, первым делом обращают внимание на его состав, ведь для разных почв потребуются соответствующие портландцементы.

Бетон сульфатостойкий

» Статьи » Бетон сульфатостойкий

[скрыть]

  • Разновидности бетона
  • Сульфатостойкий цемент и его свойства
  • Изготовление состава

Бетон сульфатостойкий относят к материалу, в свойства которого входит способность надежно защитить конструкцию от разрушительного воздействия воды с содержанием сульфатов, деформации грунта, температурных воздействий.

Сульфатостойкий состав увеличит долговечность конструкции, а также ее износостойкость и морозоустойчивость.

Разновидности бетона

Получить сульфатостойкий бетон можно 2 способами:

  • используя обычный цемент с применением специальных добавок;
  • применяя такой материал, как сульфатостойкий цемент.

Последний способ значительно превосходит первый по качеству и защищает конструкцию на всех стадиях постройки.

  • портландцемент с примесью минеральных добавок;
  • портландцемент;
  • пуццолановый портландцемент;
  • шлакопортландцемент.

Таблица марок и классов бетона.

Очень важным фактором качества в данном виде строительной смеси является соблюдение ГОСТа, ведь из-за неправильных пропорций существует вероятность увеличения хрупкости постройки и разрушения ее изнутри.

В зависимости от прочности бетона на 28 сутки, идет подразделение его на марки: М300, М400, М500. Предназначение таких материалов — изготовление бетонных и железобетонных конструкций.


Добавление в их состав таких веществ, как суперпластификаторы и воздухововлекающие добавки, повышают стойкость.

Производят сульфатостойкий портландцемент при помощи тонкого помола гипса или портландцементного клинкера, а выпускают с гранулированными минеральными добавками или без них. Без добавок идет маркировка М300, с добавками — М400, М500.

При введении в состав мылонафта или сульфитно-спиртовой барды такой материал называется пластифицированный.

Пуццолановый портландцемент используют в основном для постройки подводной части разных морских и океанических сооружений, потому что в нем тепловыделяющие минералы находятся в большем количестве, чем в обычном сульфатостойком цементе, который будет более эффективен в применении наземных частей конструкции.

В сульфатостойкий бетон добавляют такое минеральное вещество, как трехкальциевый алюминат, которого в составе должно быть не более 5%, чтобы в результате реакции с окружающей средой не возникла сульфатная коррозия. Одним из свойств данной строительной смеси является его не очень быстрое твердение, что приводит к медленному нарастанию прочности.

Компоненты бетонной смеси.

Оптимальной пропорцией цемента и песка является 1:3, для прочности состава специалисты советуют применять пластификаторы, а подвижность смеси определять расплывом стандартного конуса более 135 мм при водоцементном отношении 0,4. Если цемент считается гидрофобным, он не должен впитывать в себя воду на протяжении 5-6 минут после того, как нанесли несколько капель на пробу.

Чтобы изготовить сульфатостойкий бетон, потребуется:

  • вода в необходимом количестве;
  • гипсовый камень (ГОСТ 4013);
  • портландцементный клинкер с нормированным составом.

При изготовлении есть возможность замены другими материалами, которые обязательно содержат в своем составе сульфат кальция, различных гранулированных и минеральных добавок. Если в состав входят электротермофосфорные шлаки, содержание в бетоне оксида алюминия не должно быть более 8%, в шлакопортландцементе запрещено превышение 12%.

Главной особенностью сульфатостойкого бетона является его высокая стойкость, которая предотвращает проникновение воды даже при высоком гидростатическом давлении.

Характеристика сульфатостойкого бетона

Конструкции из бетона и железобетона являются прочными и надежными строительными элементами, однако они поддаются разрушениям и повреждениям в процессе эксплуатации.

Деформации бетона или железобетона возникают под влиянием грунтовых вод, дождей, морозов, под воздействием химических веществ и подвижности грунта. Улучшить свойства смеси сможет сульфатостойкий цемент.

При использовании сульфатостойкого цемента обеспечивается надежная защита зданий и сооружений от воздействий атмосферных осадков, в состав которых входят сульфаты. Применение такого цемента обеспечивает конструкцию устойчивостью к морозам, износостойкостью.

Сульфатостойкий бетон увеличивает надежность строительства.

Что такое сульфатостойкий бетон?

Цемент сульфатостойкий или как его еще называют портландцемент, представляет собой строительный материал, в состав которого входит клинкер, силикат и трехкальцевый алюминат. Использование сульфатостойких цементов актуально в строительстве гидротехнических построек, так как они способны противостоять агрессивному воздействию атмосферных осадков с содержанием сульфатов.

Свойства

В сульфатостойком бетоне находятся клинкер, гипс и трехкальцевый алюминат, могут быть добавлены минеральные добавки.

Трехкальцевый алюминат добавляют в бетонную смесь в количестве не более пяти процентов от общей массы, избыток материала провоцирует сульфатную коррозию.

Отличительным свойством при работе сульфатосктойким бетоном является быстрое затвердевание цементно-песчаной смеси, что отрицательно сказывается на прочности готового изделия.

Разновидности

Сульфатостойкая цементно-песчаная смесь подразделяется на следующие виды:

  • сульфатостойкий цемент с добавками;
  • пуццолановое гидравлическое вяжущее вещество;
  • шлакопортландцемент;
  • сульфатостойкий портландцемент.

Портландцемент увеличивает сопротивляемость бетонных смесей к замораживанию и оттаиванию, если в них входят сульфаты, уменьшает воздействие агрессивных факторов в бетонном растворе, где содержится количество сульфатов, превышающих норму. Для улучшения качества портландцемента в цементно-песчаное месиво добавляют минеральные добавки и выбирают подходящий метод приготовления цемента для определенных условий строительства зданий и сооружений.

Способы получения

Гидравлическое вяжущее вещество получают двумя способами. Первый способ – изготовление цементного раствора с добавлением специальных минеральных добавок. Второй способ — использование сульфатостойких цементо-песчанных примесей, из-за которых обеспечивается надежность и защита конструкций на протяжении срока эксплуатации.

Раствор со стойкими сульфатами достигает своей окончательной прочности на протяжении двадцати восьми дней. Для получения портландцемента используют смесь шлака в количестве двадцати процентов.

Для шлакопортладцемента допускается замена шлака на золу в количестве не превышающем десяти процентов массы раствора. Применение добавок, в объеме превышающих норму, уменьшает прочность раствора и увеличивает хрупкость сооружений, что приводит к разрушениям.

Изготовление такого раствора должно соответствовать нормам государственного стандарта.

Как изготовить?

Приготовление сульфатостойкого бетона мало чем отличается от производства обычного бетонного раствора. Для изготовления смеси понадобится песок, цемент в пропорциях один к трем. Перед добавлением минеральных добавок важно проверить их влияние на строительный материал. Все технологические компоненты должны быть подтверждены испытаниями.

Испытание проводится на схватывание раствора, для чего в процессе кипячения обеспечивается равномерность изменений количества смеси и проверяется ее схватывание, которое происходит не раньше сорока пяти минут от процесса твердения.

Также при изготовлении бетона используют гипсовый камень, воду, клинкер или другие материалы с содержанием сульфата кальция. Применение такого цемента по карману не каждому, поэтому используется он не так часто, как обычный бетон, но и характеристики его несравнимы с простой бетонной смесью.

Области применения

Применение портландцемента актуально при возведении подводных или подземных конструкций, для строительства зданий и сооружений, которые поддаются воздействию большого количества атмосферных осадков с содержанием сульфатов. Свойства устойчивого сульфатного бетона обеспечивают защиту конструкций от внешних природных и химических факторов.

Вывод

Портландцемент является неотъемлемым материалом в строительстве зданий и сооружений, которые находятся в местности с переменчивой влагой и температурным режимом.

Однако стоит помнить, что выбирая материал, первым делом обращают внимание на его состав, ведь для разных почв потребуются соответствующие портландцементы.

Сульфатостойкий бетон

  • Требования к смеси
  • Изготовление состава

Бетон и железобетон активно используются в строительстве. Это прочные, надежные, долговечные материалы. Однако и они не лишены недостатков.

В частности, подземная часть конструкций, подвержены воздействию грунтовых вод и влаги. А в воде, как известно, содержится множество сульфатов, солей и их соединений, способных нарушить целостность конструкции.

Поэтому предусмотреть защиту от подобного разъедания вполне логично и даже необходимо.

Сульфатостойкий состав увеличит долговечность фундамента скорость его разрушения грунтовыми водами.

Оптимальным вариантом защиты от сульфатной коррозии в условиях регулярного водонасыщения является сульфатостойкий бетон.

Это единственный состав, который способен обеспечить надежную защиту конструкции от разъедания сульфатосодержащими смесями.

Используя сульфатостойкий бетон, увеличивается надежность постройки.

Выбор редакции:  Эхмея

Существует 2 основных способа получить сульфатостойкий бетон: на обычном цементе со специальными модифицирующими добавками или на сульфатостойком цементе.

Второй способ гораздо более предпочтителен и надежен, потому что он дает защиту на всех стадиях жизни конструкции. Бетон на обычном цементе с добавками тоже будет защищать изделия, но такая защита соизмерима с обработкой обуви водоотталкивающим составом.

А сульфотостойкий цемент – это, по аналогии, резиновые сапоги. Разница существенна. Такие цементы принято разделять по видам:

  • сульфатостойкий шлакопортландцемент;
  • сульфатостойкий портландцемент;
  • пуццолановый портландцемент;
  • сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками.

Кроме того, существует градация по прочности сжатия на 28 сутки. В зависимости от показателей выделяют марки М300, М400 и М500. ГОСТ 22266-94 регламентирует содержание компонентов сульфатостойкого состава.

Например, в портландцементе с минеральными добавками допускается не более 20% смеси пуццоланы и шлака, для шлакопортландцемента возможно заменить шлак золой (кислой) или пуццоланой в размере не больше 10% массы состава.

В сульфатостойком портландцементе содержание ангидрида серной кислоты не может превышать 3-4%. Повышенное содержание веществ, реагирующих с содержащимися в воде сульфатами, чревато хрупкостью конструкции, ее внутренним разрушением.

Правильно подобранная пропорция обеспечит не только устойчивость состава, но и уплотнение. Поэтому сульфатостойкий цемент обязательно должен соответствовать требованиям ГОСТа.

Характеристика сульфатостойкого бетона

Конструкции из бетона и железобетона являются прочными и надежными строительными элементами, однако они поддаются разрушениям и повреждениям в процессе эксплуатации.

Деформации бетона или железобетона возникают под влиянием грунтовых вод, дождей, морозов, под воздействием химических веществ и подвижности грунта. Улучшить свойства смеси сможет сульфатостойкий цемент.

При использовании сульфатостойкого цемента обеспечивается надежная защита зданий и сооружений от воздействий атмосферных осадков, в состав которых входят сульфаты. Применение такого цемента обеспечивает конструкцию устойчивостью к морозам, износостойкостью.

Сульфатостойкий бетон увеличивает надежность строительства.

Что такое сульфатостойкий бетон?

Цемент сульфатостойкий или как его еще называют портландцемент, представляет собой строительный материал, в состав которого входит клинкер, силикат и трехкальцевый алюминат. Использование сульфатостойких цементов актуально в строительстве гидротехнических построек, так как они способны противостоять агрессивному воздействию атмосферных осадков с содержанием сульфатов.

Свойства

В сульфатостойком бетоне находятся клинкер, гипс и трехкальцевый алюминат, могут быть добавлены минеральные добавки.

Трехкальцевый алюминат добавляют в бетонную смесь в количестве не более пяти процентов от общей массы, избыток материала провоцирует сульфатную коррозию.

Отличительным свойством при работе сульфатосктойким бетоном является быстрое затвердевание цементно-песчаной смеси, что отрицательно сказывается на прочности готового изделия.

Разновидности

Сульфатостойкая цементно-песчаная смесь подразделяется на следующие виды:

  • сульфатостойкий цемент с добавками;
  • пуццолановое гидравлическое вяжущее вещество;
  • шлакопортландцемент;
  • сульфатостойкий портландцемент.

Портландцемент увеличивает сопротивляемость бетонных смесей к замораживанию и оттаиванию, если в них входят сульфаты, уменьшает воздействие агрессивных факторов в бетонном растворе, где содержится количество сульфатов, превышающих норму. Для улучшения качества портландцемента в цементно-песчаное месиво добавляют минеральные добавки и выбирают подходящий метод приготовления цемента для определенных условий строительства зданий и сооружений.

Способы получения

Гидравлическое вяжущее вещество получают двумя способами. Первый способ – изготовление цементного раствора с добавлением специальных минеральных добавок. Второй способ — использование сульфатостойких цементо-песчанных примесей, из-за которых обеспечивается надежность и защита конструкций на протяжении срока эксплуатации.

Раствор со стойкими сульфатами достигает своей окончательной прочности на протяжении двадцати восьми дней. Для получения портландцемента используют смесь шлака в количестве двадцати процентов.

Для шлакопортладцемента допускается замена шлака на золу в количестве не превышающем десяти процентов массы раствора. Применение добавок, в объеме превышающих норму, уменьшает прочность раствора и увеличивает хрупкость сооружений, что приводит к разрушениям.

Изготовление такого раствора должно соответствовать нормам государственного стандарта.


Как изготовить?

Приготовление сульфатостойкого бетона мало чем отличается от производства обычного бетонного раствора. Для изготовления смеси понадобится песок, цемент в пропорциях один к трем. Перед добавлением минеральных добавок важно проверить их влияние на строительный материал. Все технологические компоненты должны быть подтверждены испытаниями.

Испытание проводится на схватывание раствора, для чего в процессе кипячения обеспечивается равномерность изменений количества смеси и проверяется ее схватывание, которое происходит не раньше сорока пяти минут от процесса твердения.

Также при изготовлении бетона используют гипсовый камень, воду, клинкер или другие материалы с содержанием сульфата кальция. Применение такого цемента по карману не каждому, поэтому используется он не так часто, как обычный бетон, но и характеристики его несравнимы с простой бетонной смесью.

Области применения

Применение портландцемента актуально при возведении подводных или подземных конструкций, для строительства зданий и сооружений, которые поддаются воздействию большого количества атмосферных осадков с содержанием сульфатов. Свойства устойчивого сульфатного бетона обеспечивают защиту конструкций от внешних природных и химических факторов.

Вывод

Портландцемент является неотъемлемым материалом в строительстве зданий и сооружений, которые находятся в местности с переменчивой влагой и температурным режимом.

Однако стоит помнить, что выбирая материал, первым делом обращают внимание на его состав, ведь для разных почв потребуются соответствующие портландцементы.

Сульфатостойкий цемент

Обычный портландцемент (ПЦ) не способен функционировать в водной среде – жидкость проникает в микропоры камня, вызывает коррозию арматурных каркасов. Агрессивные сульфаты и соли вредят не только металлу, но и самому бетону.

В результате конструкция теряет прочность, несущую способность и в прямом смысле разрушается за сравнительно короткое время.

Для создания конструкций, служба которых будет происходить в условиях открытой воды, используют специальный сульфатостойкий цемент.

Разновидности материала

Требования к специальному вяжущему прописаны в ГОСТ 22266-2013 «Цементы сульфатостойкие». Цемент данного типа обязательно должно соответствовать государственному стандарту – только в таком случае бетон в агрессивных условиях поведет себя ожидаемо.

«Иммунитет» к водной минеральной среде обусловливает наличие различных добавок в составе цемента, по этому признаку государственный стандарт делит вяжущее на несколько групп, основные черты которых представлены в таблице №1 госта:

На­и­ме­но­ва­ние порт­ланд­це­мен­та суль­фа­то­стой­ко­гоОбо­зна­че­ние ти­па це­мен­таОс­нов­ные ком­по­нен­ты (ми­не­раль­ные до­бав­ки)Клас­сы и под­клас­сы проч­нос­ти по ГОСТ 31108
порт­ланд­це­мент суль­фа­то­стой­кий ЦЕМ I СС нет 32,5Н/Б**;42,5Н/Б
суль­фа­то­стой­кий ПЦ с ми­не­раль­ны­ми до­бав­ка­ми ЦЕМ II/А-Ш* СС или ЦЕМ II/В СС Гра­ну­ли­ро­ван­ный до­мен­ный шлак 32,5Н/Б;42,5Н
ЦЕМ II/А-П СС Пуц­цо­лан
ЦЕМ II/А-К(Ш/П) СС или ЦЕМ II/А-К (Ш/П, МК) СС Ком­би­на­ция пуц­цо­ла­на или ми­кро­крем­не­зе­ма со шла­ком
шла­ко­порт­ланд­це­мент (ШПЦ) суль­фа­то­стой­кий ЦЕМ lll/A СС Гра­ну­ли­ро­ван­ный до­мен­ный шлак

*Через дефис указывается первая буква названия минерала (Ш-шлак, П-пуццолан, К-кремнезем). Их содержание обычно не превышает 35% от общей массы клинкера.

**Б/Н – быстротвердеющий или нормально твердеющий.

Основной состав

Для изготовления сульфатостойкого цемента используют глину с низким содержанием железа и кремнезема и отсутствием активных минеральных добавок.

Сырье с нормированным составом обжигают в печах до получения клинкера, который затем измельчают в мелкодисперсный порошок (цемент), при необходимости вводят дополнительные минеральные добавки и пластификаторы.

Минералогический состав разных видов стойких к агрессивным средам цементов регламентируется ГОСТом (таб. №2), согласно документу сухое вяжущее обязательно содержит основные минеральные соединения в количестве:

ПоказательТип цемента, значение (не более)
Сульфатостойкий ПЦ СС цемент с минеральными добавками ШПЦ
Алюминат трехкальциевый 3,5 5,0 7,0
С3А+С4AF Не нормируется 22
Оксид алюминия Al2O3 5,0 5,0 Не нормируется
Оксид магния MgO 5,0 5,0 5,0

Глина с нужным составом в природе встречается гораздо реже, чем обычная, что обусловливает высокую стоимость сырья и готовой продукции. В качестве экономии времени и средств к клинкеру в большинстве случаев добавляют доменный шлак, стабилизирующий минералогический состав готового вяжущего.

Отличительная черта сульфатостойких цементов – бетон, замешенный на них, дольше схватывается и твердеет по сравнению с обычным ПЦ. Для ускорения процесса в состав раствора вводят катализаторы.

Обозначение

Сульфатостойкие цементы отличить просто – достаточно правильно истолковать маркировку. В ней содержится основная информация о материале.

На примере ЦЕМ I 42,5Б СС ГОСТ 22266-2013:

  • ЦЕМ I – портландцемент без минеральных дополнительных добавок;
  • 42,5Б – класс прочности цемента через 28 суток по ГОСТ 31108, соответствует М500 (ГОСТ 10178-85);
  • СС – обозначение сульфатостойкости портландцемента;
  • ГОСТ 22266-2013 – госстандарт, которому соответствует данный материал.

Таким же образом можно прочитать маркировки других видов.

Кроме того, цемент с пластификаторами (ПЛ) и гидрофобизаторами (ГФ) должен иметь в маркировке соответствующие обозначения, например: ЦЕМ I 42,5Н СС ПЛ ГОСТ 22266-2013 (сульфатостойкий цемент класса прочности 42,5Н с пластификатором).

Низкощелочной цемент с содержанием R2O не более 0,6% обозначают как НЩ (ЦЕМ I 32,5Б СС НЩ ПЛ ГОСТ 22266-2013).

Использование в строительстве

Основное применение сульфатостойкого цемента – замес бетонов для монтажа подводных и подземных конструкций, подвергающихся постоянному и периодическому затоплению, воздействию грунтовых вод, в том числе с агрессивной средой, а также частому замораживанию и оттаиванию:

  • Гидротехнические сооружения;
  • Фундаменты на грунтах с высоким уровнем подземных вод;
  • Мостовые опоры и сваи.

Для обычного строительства такое вяжущее не применяют в виду нецелесообразности расхода средств.

Бетон Сульфатостойкий: Технические Характеристики, Применение

Сульфатные цементные смеси

Бетон сульфатостойкий представляет собой искусственный камневидный материал, изготовленный на специальном цементе, и способный, при контакте с агрессивной сульфатной средой, выдерживать длительное время без видимых признаков разрушения (сколов, коррозии, трещин).

Общие сведения

Проектирование бетонных конструкций — это сложная техническая задача, при урегулировании которой необходимо брать во внимание все условия их работы:

  • механические нагрузки;
  • воздействие окружающей среды;
  • температурные отклонения;
  • изменение свойств в период эксплуатации и др.

в воде (грунтовые воды, осадки и пр.) различных химических составляющих, таких как соли сульфатов, способных привести к значительным разрушениям (см. фото), заставило ученых задуматься о разработке специальных видов бетона.

Результатом таких исследований явилось появление на строительном рынке специальных сульфатостойких цементов и модифицирующих добавок, позволяющих получить качественные и долговечные материалы. Одним из наиболее распространенных видов таких материалов, полученных с помощью названных разработок, является сульфатный бетон.

Материалы для изготовления смесей

Сульфатостойкий бетон — это смеси, приготовленные с применением модифицирующих добавок или на основе сульфатного цемента. Изделия, изготовленные с применением такой технологии, способны противостоять агрессивным воздействиям водной среды, температурным изменениям, деформации грунта и пр.

Материалы

Основным отличием сульфатных бетонов является использование в качестве основного вяжущего сульфатостойких цементов. Такие материалы производят путем совместного помола клинкера нормируемого минерального состава или посредством введения в их структуру активных минеральных добавок (АМД).

В зависимости от состава и способа изготовления, вещества можно разделить на несколько типов, это сульфатостойкий:

  • портландцемент (ЦЕМ I СС);
  • шлакопортландцемент (ЦЕМ Ш/А СС);
  • пуццолановый цемент (ППЦ);
  • портландцемент с минеральными добавками (ЦЕМ П/А СС; ЦЕМ Н/В СС).

Примеры обозначений и рекомендуемые подклассы прочности отражены в таблице ниже.

Типы и классы согласно ГОСТ 22266-2013

Группа портландцементов

Портландцементы обладают высокой надежностью по отношению к сульфатной агрессии вследствие малого содержания гидроалюминатов кальция и невозможности создания в структуре значительного объема эттрингита.

В сравнении с традиционными медленнее набирают прочность в начальные сроки твердения. Низкая теплоотдача способствует их применению в массивных бетонных конструкциях.

СПЦ выпускается марки М400 и содержит в своем составе следующие компоненты:

Портландцемент с минеральными добавками (в основном М500)— это продукт совместного помола клинкера, двуводного гипса и активной минеральной добавки (АМД).

АМД — это активное тонкоизмельченное вещество, добавление которого в состав вяжущего позволяет получить бетон с высокими гидравлическими и пуццоланическими характеристиками.

Минеральные активные добавки

Продукты гидратации цемента включают в себя 10–20 % хорошо растворимого в воде портландита (Ca(OH)2). Активные добавки, в присутствии воды, объединяют гидрооксид кальция в труднорастворимые композиции. В результате значительно увеличивается водостойкость и сульфатостойкость конструкций.

По механизму действия АМД делятся на три группы:

  1. Активный аморфный кремнезем — диатомиты, трепелы, микрокремнезем, опоки.
  2. Продукты обжига глинистых материалов — глиежи, топливная зола, металлургические шлаки.
  3. Вулканические горные породы богатые силикатами и алюмосиликатами в аморфном состоянии.

Портландцемент с добавками применяется для тех же целей что и обычный. Однако эксплуатационные характеристики конструкций, находящихся в проточной мягкой воде и под землей во влажных условиях, несколько выше показателей первого.

Изделия, изготовленные из такого материала, обладают самой высокой прочностью при изгибе — 6,0 Мпа, в сравнении с другими представителями данной категории материалов.

Шлакопортландцементы

Сульфатостойкий шлакопортландцемент — вяжущее вещество с ограниченным содержанием C3A (менее 8%). Представлен марками М300, М400.

  • тонкомолотый портландцементный клинкер;
  • гранулированный доменный шлак;
  • двуводный гипс.

Гипс присутствует в составе как замедлитель процесса твердения и как активатор твердения шлака.

Гранулированный шлак — это мелкие гранулы величиной 5–10 мм. Не обладает вяжущими свойствами, но способен быстро схватываться в присутствии катализаторов твердения.

Гранулированный доменный шлак

По своим свойствам шлакопортландцемент близок к портландцементу, но его цена на 15—20% ниже стоимости последнего.

Допускается замена шлаковых гранул золой уноса (кислой) или пуццоланой в объеме, не превышающем 10% от общей массы цемента. При этом содержание SO3 в веществе не должно быть больше 3–4%.

Для улучшения свойств бетонной смеси разрешается введение гидрофобизаторов и пластификаторов, количество которых не должно превышать 0,3% от массы цемента.

Пуццолановые цементы — характеристика

Пуццолановый цемент также относится к группе сульфатостойких вяжущих и состоит из следующих компонентов:

  • портландцементный клинкер;
  • кислая активная минеральная добавка (пуццолана);
  • двуводный гипс.


Пуццолана — это смесь пемзы, вулканического пепла и туфа. Количество добавки регулируется опытным путем, в зависимости от заданных характеристик бетона, и может составлять от 20 до 40%.

Портландцемент с пуццоланой

Пуццолановый портландцемент отличается от обычного, низкой плотностью (2,8–2,9 г/см2) и светло-серым оттенком.

При производстве бетонных смесей образуется довольно вязкая смесь, в сравнении с применением обычных цементов. Чтобы получить раствор нормальной густоты в бетон добавляют воду (30–40%), что отрицательно сказывается на качестве смеси.

Подсказки: во избежание такой проблемы — необходимо на 5–10% увеличить расход цемента или добавить пластификатор.

Из-за прочного соединения свободного гидроксида кальция с пуццолановой добавкой бетонная поверхность не подвержена коррозии выщелачивания, а также не разрушается под действием морских и минерализованных вод.

Требования к структуре

До 80% от общего объема сульфатостойкого бетона составляют крупные и мелкие заполнители. Правильный расчет и подбор таких материалов может значительно сократить расходы цемента, снизить себестоимость строительства и продлить долговечность конструкций.

Фракция заполнителя и его химический состав должен соответствовать требованиям и нормам ГОСТ 10268-80, а также условиям, изложенным в СНиП II-28-73.

Жесткий каркас из качественного заполнителя позволяет в несколько раз увеличить прочность, снизить модуль деформации и до минимума сократить ползучесть конструкций под нагрузкой. Важным требованием для сульфатного железобетона, предназначенного для строительства коррозийностойких конструкций, является чистота песка и щебня.

Допустимое содержание примесей в используемом песке не должно быть выше 1%, а его зернистость равна 2 мм и выше. Щебень должен быть изготовлен из горных пород плотной структуры (без прослоек). Прочность на сжатие не должна быть ниже 60 Мпа.

Приготовление

Приготовление бетона вручную

Чтобы приготовить 1 м3 сульфатостойкого бетона (М300) своими руками необходимо иметь следующий набор материалов:

  • сульфатостойкий портландцемент — 360 кг;
  • речной песок — 850 кг;
  • щебень гранитный — 1100 кг;
  • вода — 190 л;
  • при необходимости добавки 5–10 кг.

В зависимости от выбранного способа приготовления и нужного объема материала понадобятся следующие инструменты:

Наименование Описание
Первый способ — замес в бетономешалке
Второй способ — замес вручную лопатой или миксером
Третий способ — для небольших объемов
Ведро для воды и замера пропорций материалов
Лопата для загрузки материалов, а также для замеса вручную

Инструкция по изготовлению и порядок работ:

  1. Включаем бетономешалку.
  2. Заливаем воду.
  3. Добавляем цемент и тщательно перемешиваем.
  4. Засыпаем расчетное количество песка и щебня.
  5. 10–15 мин перемешиваем и заливаем в опалубку.

Как видим сульфатостойкий бетон — это несложно. По своему составу и способу приготовления он ничем не отличается от обычных бетонов. Вы можете сами убедиться в этом, посмотрев видео в этой статье.

Разновидности портландцемента, их особенности и сфера применения

Портландцемент является одной из разновидностей цемента. Он имеет достаточно большое количество подвидов, которые отличаются сферой применения, ценовой политикой и своими свойствами.

Главной особенностью цемента — быстрота его твердения на первые три дня. Этот результат достигается путем введения гранул шлака или активных минералов. При этом клинкер рекомендуется более тщательно измельчить.Выпускаемые марки М400 и М500 предназначены для напряженных конструкций и сооружений.

Благодаря быстроте схватывания цемента, уменьшается время выдержки монолита в съемной опалубке.Важно помнить, что быстротвердеющий цемент не может подлежать длительному хранению. Уже через несколько месяцев он может полностью потерять свои главные преимущества.

Быстротвердеющий портландцемент марки М500

Нормальнотвердеющий

Данная разновидность отличается от предыдущей по своему составу и скорости твердения. Цемент не требует более трудоемкого процесса производства и особенных составляющих компонентов. Чтобы соответствовать своему типу, цемент должен отвечать требованиям ГОСТ 31108-2003.

Пластифицированный

В процессе его производства проходит измельчение клинкера и дальнейшее добавление в него гипса, и пластифицирующих добавок (сульфитно-спиртовой барды, лигносульфоновой кислоты и прочих). Существует цемент 400 и 500 марки.

Он придает смеси и раствору увеличенную подвижность и требует меньшее количество воды. Такой цемент обладает повышенной плотностью, устойчивостью к температурным перепадам и не поглощает влагу. Используется в производстве бетона для гидротехнического строительства и возведения дорог.

Раствор из пластифицированного портландцемента

Гидрофобный

Гидрофобный портландцемент получается путем применения гидрофобизирующих добавок (асидола, мылонафта и др.). Цемент предназначен для длительного хранения в любых условиях, поскольку не способен впитывать в себя влагу.

Имеет несколько замедленную скорость схватывания. Применяется в гидротехническом строительстве и возведении аэропортов, дорог.

Сульфатостойкий

Цемент требует тонкого помола клинкера, в который по ГОСТу 22266 94 входят следующие минералы (С3А, МgО, С4АF и С3S). Такой состав минимизирует риск возникновения в камне цементной «бациллы». Выпускается 400 марки, которая используется в производстве морозоустойчивого бетона и сооружений, подверженных воздействию сульфатных вод.

Фото упаковки сульфатостойкого портландцемента

Белый портландцемент

Сырьевой базой для белого цемента являются белые глины и чистые известняки. Смесь проходит обжиг на газовом топливе. Дополнительный процесс отбеливания проходит путем резкого охлаждения клинкера при помощи воды.

Выпускается двух марок (400 и 500). Начинает твердеть на 45 мин и заканчивается процесс на 12 час. Активно применяется в архитектурных и отделочных работах, а также является основой для производства цветного портландцемента.

Пуццолановый

Кроме стандартных компонентов, в его состав входят: трепел, туфа, опока, пуццоланы и прочие, в определенном соотношении. Общей составляющей является кремнезем, находящийся в аморфном состоянии.

Материал отличается улучшенными свойствами и показателями водостойкости, гидравлических свойств и устойчивости к коррозии. Выпускается 300 и 400 марки. Сфера использования портландцементов с пуццоланой: возведение масштабных конструкций из бетона, находящиеся в воде, земле, а также в других условиях, где преобладает повышенная влажность.

Портландцемент с минеральными добавками

В процессе производства требуется тонкое измельчение цементного клинкера и введения минеральных добавок до 1/5 части от объема. В качестве добавок могут выступать: доменные гранулированные шлаки и минеральные добавки, имеющие осадочное происхождение.

Такой цемент отличается улучшенной водоустойчивостью и меньшим выделением тепла. Марки выпускаются такие же, как и у портландцемента без добавок.

Шлакопортландцемент

Включает в себя тонкоизмельченный клинкер, гипс и доменный шлак, прошедший процесс грануляции. Выпускается тремя марками: 300, 400, 500 и имеет вид серого материала с голубым оттенком. В состав входит большое количество частичек металла, которые можно выявить с помощью магнита.

Портландцемент со шлаком применяется в производстве жароустойчивого бетона, в строительстве сооружений, находящихся на земле, под землей или водой. Не обладает высоким коэффициентом морозоустойчивости.

Тампонажный портландцемент

Незаменим при необходимости цементирования газовых или нефтяных скважин. Главными составляющими являются: клинкер, гипс и минеральные добавки. «Холодный» цемент предназначен для работ с температурами (до 50оС), а «горячий» — в диапазоне 100-150оС.

Имеет высокую степень твердения в первые несколько суток. Остальные его характеристики схожи с другими видами цемента и регламентируюися ГОСТом 1581 96.

Шлакощелочной

Он состоит из молотого шлака и щелочи. Процесс схватывания аналогичен с обыкновенным портландцементом. Используется при строительстве зданий и сооружений с повышенной устойчивостью к агрессивным средам. Наполнители могут использоваться с глинистыми включениями.

С использованием данного вида цемента бетон получается с меньшим количеством пор. Таким образом, конечный материал увеличивает устойчивость к низким температурам и уменьшает поглощение влаги.

На видео, оборудование процесс производства шлакощелочного портландцемента:

Портландцемент имеет зеленовато-серый цвет и является искусственно созданным материалом. Шлакопортландцемент — это его разновидность. Состав кроме клинкера и гипса включает в себя доменный шлак. Эти два материала имеют схожие сферы применения и отличаются по некоторым свойствам.

Отличия:

  • Более медленная скорость схватывания.
  • Высокий показатель прочности в будущем, которая заметна спустя два месяца.
  • Чувствительность к температурным перепадам. Процесс твердения замедляется при низкой температуре.
  • Меньшее значение объемного и удельного веса.
  • Более доступная ценовая политика.
  • Значительное ухудшение свойств в процессе длительного хранения.

Бетон является популярным стройматериалом. Однако подземная часть дома и его фундамент из бетона подвержены негативному влиянию влаги и грунтовых вод. Вода состоит из высокого количества сульфатов и различных солей, которые наносят вред структуре материала.

Поэтому для увеличения срока службы и надежности строения рекомендуется остановить свой выбор на таком цементе. Чтобы приготовить раствор лучше брать пластифицированный и гидрофобный цемент. Все добавки должны быть проверены, чтобы не отражаться негативно на бетоне.

Обязательное условие: в процессе кипячения образца в воде, его объем должен изменяться в равной степени. Процесс схватывания начинается минимум через 45 минут, а завершение — до 10 ч.

По цене он выше остальных, однако имеет превосходство в своих характеристиках.

Особенности сульфатостойкого цемента

Анна КОРОТКОВА, технический эксперт AKKERMANN cement

В продуктовую линейку цементов AKKERMANN cement входят специальные цементы, в том числе сульфатостойкий шлакопортландцемент ЦЕМ III/А 32,5Н СС, который рекомендуется к использованию в агрессивной среде по содержанию сульфатов и производится в г. Новотроицке Оренбургской области на цементном заводе ООО «Южно-уральская Горно-перерабатывающая Компания».

Сульфатостойкий шлакопортландцемент ЦЕМ III/А 32,5Н СС производится согласно требованиям ГОСТ 22266-2013. Клинкер, применяемый для его производства, соответствует требованиям ГОСТ по части содержания трехкальциевого алюмината (C3A) – не более 7%, суммы минералов (C3A+С4AF) – не более 22% и оксида магния (MgO) – не более 5% [1]. При таком минералогическом составе уменьшается возможность образования в цементном камне гидросульфоалюмината кальция («цементной бациллы») под действием воды, содержащей сульфат-ион. Кроме того, немаловажную роль в ограничении образования данного нестабильного соединения играет достаточно высокое содержание доменного гранулированного шлака в цементе. Таким образом, повышается стойкость бетона к сульфатной агрессии.

Опытными данными установлено, что в шлаках, применяемых для выпуска сульфатостойкого шлакопортландцемента, должно содержаться не более 8% Al2O3 [2].

Рисунок 1. Бетонная набережная в Стокгольме, Швеция

Сульфатостойкий шлакопортландцемент применяют для бетонов, работающих в агрессивных по содержанию сульфатов водах. Особенно эффективно его применение для подводных частей массивных речных и морских гидротехнических сооружений (дамб, плотин, тоннелей, каналов, насосных станций, судоходных шлюзов, судоподъемников, волноломов, причалов и т.д.) вследствие оптимального минералогического состава и пониженного тепловыделения при твердении.

Доменные гранулированные шлаки – основной компонент производства шлакопортландцементов, добавляемый в мельницу в процессе помола клинкера. Они являются активной минеральной добавкой, обладающей собственной гидравлической активностью, и способны к самостоятельному, однако довольно медленному твердению, в отличие от минеральных добавок осадочного или вулканического происхождения.

Таблица 1. Технические характеристики цемента ЦЕМ III/А 32,5Н СС

Требования ГОСТ 22266-2013

Не ранее 60 мин.

Прочность при сжатии в возрасте 28 сут.

Не менее 32,5 МПа

Минералогический состав клинкера C3S (C3A+С4AF) C3A


Не более 22%
Не более 7%

Доменные шлаки получают как вторичный продукт при выплавке чугуна из железной руды в доменной печи. Режим охлаждения шлака играет решающую роль (наряду с химическим составом) в сохранении его гидравлической активности. Шлаки представляют собой силикатные и алюмосиликатные соединения, среди которых имеется и двухкальциевый силикат, белит С2S – медленно твердеющий минерал, который содержится и в портландцементе.

Основными оксидами, образующими минералы, являются СаО (30-50%), SiO2 (28-30%), Аl2О3 (8-24%), МgО (1-19%), суммарное содержание которых обычно больше 90%. В зависимости от соотношения между основными и кислотными окислами доменные шлаки делятся на основные и кислые [2].

Рисунок 2. Шлак доменный гранулированный

Техническая характеристика цемента ЦЕМ III/А 32,5Н СС представлена в табл. 1.

В данном исследовании проводились испытания различных классов бетона на основе местных инертных материалов: песка природного среднего 2-го класса Мк-2,1, щебня гранитного кубовидного фр. 5-20 1-й группы по содержанию зерен пластинчатой (лещадной) и угловатой формы с содержанием пылевидных и глинистых частиц до 1%, лещадных и угловатых зерен до 10%, а также суперпластифицирующей добавки с противоморозным эффектом MasterRHEOBUILD 5555 (BASF) и добавки на основе поликарбоксилатных эфиров Криопласт ПК ВКР 210В («Полипласт»). Результаты испытаний представлены в табл. 2.

Снижение сохраняемости бетонов классов В15-В25 с применением добавки MasterRHEOBUILD 5555 (BASF) можно объяснить ускоряющим эффектом данной добавки и ее, вероятнее всего, нафталинполиметиленсульфонатной основой. Обратный эффект можно наблюдать при использовании добавки на основе поликарбоксилата – достаточно высокая сохраняемость бетонной смеси и при этом повышенная прочность в 28 суток нормального твердения при относительно небольшом для шлакопортландцемента с высоким содержанием шлака расходом цемента. Однако применение поликарбоксилатных добавок зачастую подразумевает использование инертных материалов повышенного качества, постоянных условий и высокой культуры производства бетонных смесей. При отклонении каких-либо из данных факторов от нормы бетонная смесь демонстрирует сегрегацию на жидкую и твердую части, а также повышенное водоотделение вследствие высокого риска передозировки суперпластификатора на поликарбоксилатной основе. Кроме того, бетонная смесь не сразу приобретает необходимую подвижность, что мы наблюдаем в последнем эксперименте при двойном увеличении дозировки данной добавки.

Таблица 2. Результаты испытаний бетонных смесей и бетона

Добавить комментарий