Свойства цемента и цементного камня. Свойства цемент
свойства цемента
Свойства ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА
Плотность ПЦ составляет 3000-3100 кг/м3, насыпная плотность 1050-1120 кг/м3.
Нормальная густота (НГ), содержание воды в процентах, которую необходимо ввести, чтобы получить удобоукладываемое тесто при стандартном способе уплотнения. НГ должна находиться в пределах 24-27%, с увеличением НГ цементов сверх 27, на каждый 1% роста, необходимо ввести в бетонную смесь дополнительно 3-5 л воды для получения требуемой подвижности. Нормальная густота цемента может достигать 30-32 %, что в основном связано с введением активных минеральных добавок, разработаны специальные цементы нормальная густота которых составляет 21-22% - такие вяжущие называют вяжущие низкой водопотребности (ВНВ). ГОСТ не регламентирует водопотребность цементов.
Сроки схватывания. В ГОСТ сроки схватывания характеризуются временем изменения реологических свойств, оцениваются методом пенетрации (Стандартный метод основан на применении прибора Вика)
Начало схватывания До 45 минут; от 45 минут до 2 часов; более 2 часов; Конец схватывания не позднее 10 часов
(В зарубежных стандартах конец схватывания не нормируют).
Требования по срокам схватывания должны быть обеспечены при производстве специальных изделий и конструкций, технологиях монолитного строительства. Цементы с повышенным содержанием алюминатов кальция характеризуются короткими сроками схватывания.
Для регулирования сроков схватывания расход гипсового камня увеличивают, но т.к. избыточное количество гипса повлияет на другие физико-механические свойства цемента, то его количество должно быть оптимальным.
Для регулирования сроков схватывания и ускорения процессов структурообразования при помоле вводят специальные добавки – ускорители или кристаллизаторы, например: отходы химико-минералогического производства – кренты (вводится в процессе помола в количестве 10% от массы цемента, свойства цемента с такой добавкой приближаются к быстротвердеющему).
При гидратации клинкерных минералов выделяется тепловая энергия, в зависимости от минерального состава тепловыделение изменяется, ниже приведена теплота выделяемая при гидратации минералов портландцемента за 28 суток твердения:
Q28 C3S = 487 Дж/г,
Q28 C2S = 168 Дж/г,
Q28 C3А = 873 Дж/г, Q28
C4АF = 376 Дж/г,
в теплотехнических расчетах учитывают тепловыделение за 3 сут. Q3 = 113-376 Дж/г, наиболее интенсивное тепловыделение происходит в течение 6-10 часов.
В технологиях бетона может происходить самотермообработка, если применить «термосное» твердение, т.е. исключить потери тепла в окружающую среду, цементы с высоким тепловыделением выгодно применять при производстве работ в условиях отрицательных температур.
Цементы с высоким тепловыделением запрещено применять для бетонов массивных сооружений, т.к. в конструкции возникают высокие градиенты температур, возникают растягивающие напряжения, которые приводят к значительным дефектам- трещинам в массиве бетоне. Температурные деформации 9∙10-6
Контракционная усадка – объем новообразований цементного камня меньше объема занимаемого веществами, вступающими в реакцию, т.е. усадка интенсивно развивается в момент протекания химических реакций
Контракция увеличивается с увеличением тонкости помола, с повышением водо-цементного фактора, с увеличением содержания C3А. Контракция сопровождается напряжениями и, соответственно, деформациями в твердеющей системе.
Величина контракционной усадки составляет приблизительно 10% от влажностной
Карбонизационная усадка. Вызвана карбонизацией Са(ОН)2 и развивается постепенно с поверхности вглубь, т.к. она происходит в затвердевшем цементном камне особенно опасна в преднапряженных конструкциях, изделиях с большим модулем поверхности.
Влажностная усадка. Объемные деформации в цементном камне связаны с удалением воды из влажного камня, возникают сильные растягивающие напряжения в материале. В том случае, если величина напряжений больше предела прочности на растяжение, появляются микро- и макродефекты, которые вызывают появление трещин.
Набухание. В отдельных системах вяжущих при повышении влажности цементного камня наблюдается разуплотнение с увеличением объема– набухание. Набухание, значительно меньше усадки, ≈ 30-50%.
Усадка имеет необратимый характер.
В результате усадки и набухания, повторяющихся в технологический период изготовления бетона или в эксплуатационный период, нередко возникают самопроизвольные напряжения в материале и, как следствие, микротрещинообразование с возможным ухудшением физико-мехаческих свойств строительных изделий
На величину усадки может влиять тонкость помола, минеральный и вещественный состав цемента, содержание воды в бетоне и В/Ц фактор, усадка может достигать 3 мм на 1 метр. Более значимо на величину усадки влияет В/Ц фактор, так при увеличении В/Ц с 0.28 до 0.65 усадка возрастает в два раза.
Различными приемами регулирования режимов твердения, введением дополнительных компонентов в состав цемента и бетонов, удается уменьшить или полностью исключить влияние усадочных напряжений и деформаций, связанных с разупорядочением структуры. Для снижения усадки при помоле клинкера вводят добавки: микронаполнители, водопотребность которых меньше водопотребности цемента, например микродисперсный кварц; пластифицирующие добавки; гидрофобизирующие добавки.
Основной технико-экономический показатель цементов
Активность, марка и класс цемента по прочности.
Из цементно-песчаного раствора изготавливают серию образцов-балочек, размером 4х4х16 см. после 28 суток твердения (1 сутки на воздухе, 27 суток в воде) образцы подвергают испытаниям: сначала 3 балочки испытывают на прочность при изгибе, затем полученные 6 образцов-половинок балочек испытывают на сжатие.
Прочность при изгибе Rизг, МПа, отдельного образца-балочки вычисляют по формуле
,
где F - разрушающая нагрузка, Н;
b - размер стороны квадратного сечения образца-балочки, м;
l - расстояние между осями опор, м.
За прочность при изгибе принимают среднеарифметическое значение результатов испытаний трех образцов. Результат вычисления округляют до 0,1 МПа.
Прочность на сжатие R, МПа, отдельной половинки образца-балочки вычисляют формуле
,
где F - разрушающая нагрузка, Н;
S - площадь рабочей поверхности нажимной пластинки, 25 см2.
За прочность на сжатие принимают среднеарифметическое значение результатов испытаний шести половинок образцов-балочек. Результат вычисления округляют до 0,1 МПа.
Если один из шести результатов отличается более чем на 10 % от среднеарифметического значения, этот результат следует исключить и рассчитывать среднеарифметическое значение для оставшихся пяти результатов.
Если еще один результат отличается более чем на 10 % от среднеарифметического значения оставшихся пяти результатов, испытания считают выполненными неудовлетворительно, в этом случае все результаты признают недействительными.
Активность- фактическая прочность при сжатии, определенная по результатам испытания образцов в возрасте 28 суток.
Марки портландцемента 400, 500, 550, 600. Допустимой является и марка 300.
Цемент Марки 700 применяются для специальных портландцементов.
Марка означает допустимый нижний предел прочности при сжатии с учетом прочности при изгибе.
Класс по прочности устанавливается путем математической обработки результатов анализируемого периода (месяц). Классы ПЦ В 32.5; В42.5; В52.5
Группа эффективности цементов по результатам пропаривания определяется обязательно и характеризует величину прочности цементного камня при пропаривании по режиму 2+3+6+2. Такие данные необходимы для заводов ЖБИ, где проводится прием ускоренного твердения бетона при тепловлажностной обработке. По результатам испытаний в короткий временной промежуток устанавливается прочность цемента.
| Группа | Вид цемента | Прочность при сжатии, МПа | |||
| 22.5 (300) | 32.5(400) | 42.5(500) | 52.5(600) | ||
| 1, К> 0.68 Высокоэффективный | ПЦ ШПЦ | > 23 > 21 | > 27 > 25 | > 32 > 30 | > 38 - |
| 2, К= 0.68 - 0.57 Среднеэффективный | ПЦ ШПЦ | 20-23 18-21 | 24-27 22-25 | 28-32 26-30 | 33-38 - |
| 3, К менее 0.56 Низкоэффективный | ПЦ ШПЦ | < 20 < 18 | < 24 < 22 | < 28 < 26 | - - |
Коэффициент К= Прочность по результатам пропаривания
Прочность при нормальном твердении в возрасте 28 сут
Прочность определяется прежде всего минеральным составом портландцемента.
Прочность цементного камня не может быть рассчитана, она функционально связана с концентрацией гидратированной твердой фазы и пористостью.
Пористость цементного камня
Строение цементного камня. Цементный камень является капиллярно-пористым телом, состоящим из различных твердых фаз, представленным преимущественно субмикрокристаллами, способными удерживать некоторое количество воды.
Капиллярная пористость с течением времени уменьшается, т.к. продукты гидратации заполняют часть пространства пор, занятого водой затворения, однако не все поры могут быть заполнены продуктами гидратации. При В/Ц более 0.65 даже при полной гидратации цемента образующихся продуктов гидратации недостаточно, чтобы блокировать все капилляры, поэтому цементный камень будет иметь низкую морозостойкость и высокую водопроницаемость.
Свойствами цементов управляют:
Минеральным составом портландцемента
Вещественным составом - введением специальных добавок
Тонкостью помола цемента
Кроме активных минеральных добавок в состав цемента могут входить:
Наполнители. Улучшающие зерновой состав и структуру затвердевшего цементного камня, не обладающие гидравлическими свойствами
Технологические - инициаторы помола и обжига
Водоудерживающие - регулируют водоотделение
Пластифицирующие - снижают расход воды при сохранении реологических свойств
Ускоряющие - повышают скорость набора прочности в ранние сроки твердения
Гидрофобизирующи е- обеспечивают уменьшение смачиваемости порошкового цемента и гидрофобизирующие камень
Полифункциональные добавки- влияют на два и более свойств цемента
Добавки повышающие прочность, на современном этапе это в основном пластифицирующие-водопонижающие добавки.
Общие сведения о ПАВ в цементных системах
Размер зерен цемента составляет 1-100 мкм, величина удельной поверхности в среднем составляет 3000-3500 (в определяемый параметр не входит поверхность микротрещин, микрорельеф и поры). В 1 м3 бетона, при расходе цемента ≈ 400 кг, суммарная площадь частиц составляет 800000 м2, если добавить площадь заполнителей, то площадь суммарной поверхности составит ≈ 1 км2. Вода, вводимая в цементные композиции должна смочить и равномерно распределиться по поверхности цементных частиц и заполнителей. Этому препятствует один из показателей - поверхностное натяжение, т.е. между молекулами воды действуют значительные силы, препятствующие ее растеканию. Действие сил проявляется в том, что из-за поверхностного натяжения в свободном состоянии вода находится не в виде пленки, а в шарообразно-капельной форме. При введении поверхностно-активных веществ ПАВ изменяется поверхностное натяжение воды, и тем самым обеспечивается растекание воды по поверхности цементных частиц.
Кроме этого на поверхности частиц, в микротрещинах и порах адсорбирован воздух, ухудшающий смачивание и негативно влияющий на прочность. Поэтому одной из задач ПАВ является: эмульгировать воздух в воде, что приведет к росту смачиваемости цемента.
Следует учитывать, что при взаимодействии цемента с водой происходит агрегатирование частиц - образование флокул. Флоккулы «захватывают» воду, поэтому чтобы обеспечить удобоукладываемость расход воды приходится увеличивать. Значит, еще одной задачей ПАВ будет снижение флокуляции цемента.
При изготовлении бетонов и растворов для повышения удобоукладываемости решается противоречивая проблема: с одной стороны можно увеличить расход воды и тем самым повысить качество перемешивания, транспортировки, укладки; с другой стороны для повышения прочности количество воды необходимо снизить до значений близких к теоретическому количеству воды, необходимому для протекания реакций гидратации (приблизительно 20—23% от массы цемента). Потому, что вода не связанная в гидратные новообразования испаряясь образует поры, что обуславливает: усадку; снижение прочности, особенно на растяжение при изгибе; способность цементного камня поглощать агрессивные среды и т.д. Чем больше капиллярная пористость, тем больше диффузия агрессивной среды в цементный камень, тем более вероятно протекание коррозионных процессов.
Для снижения величины В/Ц применяют вибрационные режимы уплотнения, т.е. за счет вибрации цементные композиции приобретают жидкотекучие свойства, однако вибрационные методы не решают проблему полностью. В современном строительстве используют технологию монолитного бетонирования, когда смесь подают к месту укладки. Для обеспечения транспортабельности назначают для удобоукладываемость бетонной смеси - 15-20 см. При бетонировании конструкций сложной формы, с высокой степенью армирования в современную строительную практику внедряют «самоуплотняющиеся» бетоны. Поэтому вопрос о использовании ПАВ пластифицирующего действия является одним из актуальных направлений совершенствования качества цементных конгломератов.
Технология производства ЖБИ имеет такие регламентируемые показатели, как остаточная влажность бетона. Так для стеновых конструкций допускаемая отпускная влажность 12%, монтаж изделий с более высокой влажностью вызовет промерзание стен. Кроме этого, повышаются затраты на создание микроклимата в помещениях, тепло расходуется на сушку стен. За счет применения ПАВ снижается расход воды для приготовления бетонной смеси, снижается влажность бетонных конструкций.
Гидрофобизирующие добавки разработаны Скрамтаевым и Хигеровичем (патент 1949).
Цель добавок – управлять поведением цемента во всех его агрегатных состояниях. В порошкообразом – исключить при помоле налипание частиц на шары и повысить эффективность помола (интенсификаторы помола), предотвратить от влаги воздуха при транспортировке и отгрузке, исключить комкование и преждевременную гидратацию при хранении, в технологии бетонов- улучшить пластичность и обеспечить гидрофобные свойства бетона. Гидрофобизирующие добавки хорошо пластифицируют тощие бетоны с низким расходом цемента.
Однако, применение некоторых гидрофобизирующих добавок, типа технических мыл, сопровождается воздухововлечением и практически не поддается контролю. На каждый процент воздухововлечения, снижение прочности камня может достигать 3-5%.
Добавки. Обеспечивающие гидрофобность могут иметь различную природу: гидрофильные, гидрофобные.
Гидрофобные: Парафины, стеариновая кислота, кальциевые соли нафтеновых кислот, олеиновая кислота, мылонафт
Прим. Натриевые и калиевые мыла жирных, нефтяных и смоляных кислот являются гидрофильными, но взаимодействуют с Са(ОН)2 и в результате обменных реакций превращаются в кальциевые мыла, которые являются водонерастворимыми и гидрофобными
Эффект добавок проявляется в том, что капиллярные поры покрываются гидрофобным веществом. Возникает противокапиллярное давление. Материал остается пористым, воздухопроницаемым, но не смачивается водой.
Величина давления при котором вода начинает подниматься по порам зависит от радиуса пор. Например при радиусе 5 мкм и давлении воды до 1/3 атмосферы, высота столба жидкости может достигнуть 3 метров.
В качестве гидрофобизаторов применяют: алкилхлорсиланы; метилсилоксан; кремний органические жидкости ГКЖ 10, ГКЖ 11, ГКЖ 9, ГКЖ 94; отходы нефте-химического синтеза, целлюлозно-бумажной промышленности; окисленный петралатум; кубовые остатки синтетических жирных кислот; соапстоки растительного масла. Нафтеновые кислоты содержатся в нефти (чем больше кислот, тем хуже качество нефти) ≈ 0.1-1.2%. Все соединения имеют гидрофильную «головку» и полярную группу – ОН, - СООН, SO3H, OSO3H, Nh3
Гидрофобные добавки могут изменить некоторые показатели: увеличить сроки схватывания, в начальные сроки твердения снизить скорость набора прочности твердеющей системы. Применение ряда добавок может осложнить технологию производства, а именно, необходимо предварительно получить раствор добавки, т.к. добавки в основном нерастворимы в воде применяют специальные растворители, на пример парафин растворим в дихлорэтане или четыреххлористом углероде.
| Тип цемента | Наименование цемента | Сокращенное обозначение цемента | Вещественный состав цемента, % массы* | ||||||||||
| Основные компоненты | Вспомогател. компоненты | ||||||||||||
| Портландцементный клинкер Кл | Доменный или электротермофосфорный гранулированный шлак Ш | Пуццолан П | Зола-уноса З | Глиеж или обожженный сланец Г | Микрокремнезем МК | Известняк И | |||||||
| ЦЕМ I | Портландцемент | ЦЕМ I | 95 - 100 | - | - | - | - | - | - | 0 - 5 | |||
| ЦЕМ II | Портландцемент с минеральными добавками**: |
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||
|
| шлаком | ЦЕМ II/А-Ш | 80 - 94 | 6 - 20 | - | - | - | - | - | 0 - 5 | |||
|
|
| ЦЕМ II/В-Ш | 65 - 79 | 21 - 35 | - | - | - | - | - | 0 - 5 | |||
|
| пуццоланой | ЦЕМ II/А-П | 80 - 94 | - | 6 - 20 | - | - | - | - | 0 - 5 | |||
|
| золой-унoca | ЦЕМ II/А-З | 80 - 94 | - | - | 6 - 20 | - | - | - | 0 - 5 | |||
|
| глиежем или обожженным сланцем | ЦЕМ II/А-Г | 80 - 94 | - | - | - | 6 - 20 | - | - | 0 - 5 | |||
|
| микрокремнеземом | ЦЕМ II/А-МК | 90 - 94 | - | - | - | - | 6 - 10 | - | 0 - 5 | |||
|
| известняком | ЦЕМ II/А-И | 80 - 94 | - | - | - | - | - | 6 - 20 | 0 - 5 | |||
|
| композиционный портландцемент*** | ЦЕМ II/А-К | 80 - 94 | 6 - 20 | 0 - 5 | ||||||||
| ЦЕМ III | Шлакопортландцемент | ЦЕМ III/A | 35 - 64 | 36 - 65 | - | - | - | - | - | 0 - 5 | |||
| ЦЕМ IV | Пуццолановый цемент*** | ЦЕМ IV/A | 65 - 79 | - | 21 - 35 | - | 0 - 5 | ||||||
| ЦЕМ V | Композиционный цемент*** | ЦЕМ V/A | 40 - 78 | 11 - 30 | 11 - 30 | - | - | - | - | 0-5 | |||
| * Значения относятся к сумме основных и вспомогательных компонентов цемента, кроме гипса, принятой за 100 %. ** В наименовании цементов типа ЦЕМ II (кроме композиционного портландцемента) вместо слов «с минеральными добавками» указывают наименование минеральных добавок - основных компонентов. *** Обозначение вида минеральных добавок - основных компонентов должно быть указано в наименовании цемента. Примечание - В таблице приведен вещественный состав портландцемента со шлаком подтипов А и В; для остальных цементов типа ЦЕМ II и цементов типов ЦЕМ III - ЦЕМ V приведен вещественный состав подтипа А. | |||||||||||||
studfiles.net
Свойства портландцемента и способы их определения, область применения
Портландцемент представляет собой вяжущее, необходимое для приготовления ряда бетонов (ячеистых, легких, тяжелых), высококачественных строительных и теплоизоляционных смесей. Технические условия применения и маркировка разных видов цемента регулируются ГОСТ 10178-85 и 31108-2003, эти же стандарты определяют их основные свойства. К ним относят: тонкость помола, марку, водопотребность, время схватывания и окончательного затвердевания, величину объемных деформаций. Изменение свойств зависит от содержимого портландцемента (сырья для клинкера и добавок), обжига и измельчения, срока хранения. Эти же факторы напрямую контролируют сферу применения и определение пропорций вяжущего, при покупке важно выбрать состав с нужной маркировкой.
Основные свойства и ГОСТ
Портландцемент изготавливается путем тонкого помола силикатного клинкера и гипса, доля минеральных составляющих достигает 97 %. Внешне он напоминает серо-зеленый порошок, качества искусственного камня он приобретает после контакта с водой и затвердевания. В зависимости от наличия активных минеральных веществ, различают бездобавочные составы (маркировка такого цемента по ГОСТ 10178-85 включает расширение Д0) или с полезными примесями (до 20 %, Д20, соответственно). Буквенные обозначения используются для указания разновидности сухой смеси: быстро- или нормальнотвердеющей, пластифицированной, сульфато- или влагостойкой. Также от минерального состава зависят такие качества портландцемента, как морозостойкость и противодействие коррозии.
Несмотря на разные обозначения марок цемента, ГОСТ 10178-85 и 31108 не противоречат, а дополняют друг друга, более современный стандарт содержит разделение на классы, согласно срокам твердения. Оба норматива регулируют такие свойства портландцемента:
- Плотность: средняя (1000–1300 кг/м3) и истинная (1400–1700).
- Тонкость помола, зависит от способа обработки клинкера и размера ячеек просеивающего сита. Чем ниже этот показатель, тем более высококачественным считается цемент.
- Тепловыделение — свойство, характерное для всех групп портландцементов.
- Сроки схватывания (начальные от 45 мин до 10 часов, окончательные — до 28 суток).
- Равномерность изменения объема, данное свойство определяет величину набухания при затвердевании в воде или усадки — при контакте с воздухом.
- Прочность или активность — показатель, от которого зависит основная маркировка цемента и его сфера применения.
- Водопотребность, характеризующая необходимый объем воды для затворения портландцемента. Минимальное значение — 24 %, чем больше этот показатель, тем ниже будет прочность застывшего цементного раствора.
1. Тонкость помола.
Измельчение клинкерного камня с гипсом проходит на последней стадии изготовления портландцемента. Размер частиц определяет скорость гидратации (а значит — и такие свойства цемента, как прочность и сроки затвердевания). Это связано с увеличением суммарной площади поглощающего воду материала. Поэтому портландцементы тонкого помола считаются самыми высококачественными. Но есть и отрицательная сторона: помимо увеличения затрат на измельчение, оно влияет на сроки хранения вяжущего и скорость вступления в химическую реакцию с минеральными компонентами и водой (что не всегда хорошо). По этой причине размер зерен цемента тщательно контролируется.
2. Водопотребность.
Под этим параметром понимается необходимое количество воды в процентах от содержания вяжущего, для получения раствора с нормальной консистенцией (последняя регулируется ГОСТ 310.3-76). У портландцементов этот показатель самый низкий — 24–28 %, но на практике для затворения используется больше жидкости — от 40. От этого свойства зависит процесс гидратации: избыток приводит к излишней пористости искусственного камня и ухудшает его прочность, недостаток сказывается на удобоукладываемости и качестве замеса. Водопотребность напрямую связана с процентным содержанием алюминатов кальция (чем больше, тем лучше), косвенно — с тонкостью помола, и регулируется путем ввода активных пластифицирующих добавок.
3. Прочность.
Главный параметр цемента, определяющий его основную маркировку. Чем быстрее и тверже застынет цементный камень, тем качественнее считается вяжущее и универсальнее его сфера применения. Предел прочности на сжатие и изгиб у одной и той же марки изменяется, в зависимости от этапа гидратации. На 28 сутки портландцемент достигает указанного в марке значения (к примеру, для М400 — 40 МПа). Это свойство, как и предыдущие, зависит от состава и способа изготовления и является контролируемым. Прочность ухудшается по мере хранения даже в запакованном виде, указанная маркировка теряет силу уже через 2 месяца после выпуска.
4. Тепловыделение.
Гидратация цемента сопровождается процессом выделения теплоты. Чистые ПЦ являются самыми экзотермическими, составы с помолами доменных шлаков имеют пониженное тепловыделение. Чем массивнее заливаемая конструкция, тем больше тепла отдает цемент, возможно повышение температуры до 50 °C и возникновение перепадов. Это не самое полезное свойство, нередко оно служит причиной образования трещин в бетоне. Как следствие, применение составов с интенсивным тепловыделением ограничено для массивных конструкций и ответственных объектов. Но этот показатель положительно сказывается на гидратации при ведении строительных работ в зимнее время.
Технические характеристики
Определяются стандартами ГОСТ 10178-85 и 31108-2003, граничные значения зависят от марки цемента. В целом, различают такие технические характеристики портландцемента, как: вещественный состав, удельный вес, плотность, предел прочности на сжатие и изгиб, скорость и время схватывания, активность при пропаривании. Практически все они связаны с процентным содержанием силикатов, гипсового камня и оксидов железа, алюминия, магния и более сложных минералов. Доля гипса строго ограничена строительными стандартами и не превышает 4 %, эта добавка регулирует скорость схватывания цемента.
Удельный вес и плотность материала являются условными показателями. Портландцемент имеет сыпучую структуру, между зернами всегда находится воздух. На эти характеристики также влияет маркировка, у видов с добавками плотность варьируется от 2900 до 3200 кг/м3, при этом средний удельный вес составляет 1200–1300. От степени уплотненности цемента зависят в первую очередь пропорции замешиваемого раствора, поэтому данная величина учитывается при покупке, наряду с прочностью.
Определение сроков схватывания проводится специальными приборами Вика. Без ввода ускоряющих добавок портландцемент начинает схватываться на второй час и через 4–6 переходит на следующую стадию затвердевания (гидратации). Окончательный набор прочности происходит через 28 суток. На этот показатель оказывает влияние не только состав, но и тонкость помола, выбранное соотношение В/Ц. Данная характеристика важна для определения времени нахождения бетона в опалубке, при необходимости быстрого проведения работ покупают быстрозатвердевающие составы на основе портландцемента (с буквенным обозначением БТЦ в маркировке).
Важно знать: при всех преимуществах применения (сокращении времени на бетонирование) эта группа уступает в прочности стандартным маркам, за исключением дорогостоящих строительных смесей с укрепляющими добавками.
stroitel-list.ru
Состав и свойства цемента.
Цементом называется вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе, получаемое путем совместного тонкого измельчения клинкера и необходимого количества гипса и добавок. Клинкер получают в результате обжига до спекания сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины или некоторых других материалов (мергеля, нефелинового шлама, доменного шлака), взятых в соотношении, которое обеспечивает образование в клинкере силикатов кальция, алюминатной и алюмоферритной фаз. Клинкер – один из важнейших компонентов цемента, от его состава зависят основные свойства цемента, полученного на его основе.
Введение в состав цемента до 15% активных минеральных добавок, предусмотренных стандартом, влияет на его свойства сравнительно в небольшой степени. Если ввести таких добавок больше (выше 20%), свойства получаемого продукта будут уже заметно отличаться от свойств цемента. Такой продукт называют пуццолановым цементом. Предусмотренный стандартом разрыв в дозировке гидравлических добавок от 15 до 20% сделан для того, чтобы более отчетливо различать цемент и пуццолановый цемент.
Удельный вес портландцемента колеблется в пределах 3,0-3,2. Объемный вес цемента в рыхлонасыпанном состоянии 900-1300 кг/м3, а в уплотненном 1400-2000 кг/м3. При расчете емкости складов объемный вес принимают равным 1200 кг/м3, а при объемной дозировке материалов для приготовления бетонной смеси 1300 кг/м3.
Цемент (ГОСТ 10178-76) выпускают без добавок или активными минеральными добавками, отвечающими требованиям ОСТ 21-9-74. К основным свойствам цемента относятся: прочность (активность), сроки схватывания, равномерность изменения объема, тонкость помола, плотность, водопотребность, водоотделение, морозостойкость, тепловыделение, сцепление со стальной арматурой.
Прочность – свойство материалов в определенных условиях и пределах, не разрушаясь, воспринимать те или иные нагрузки. Прочность цемента зависит от его потребности затвердевать при смешивании водой в прочное камневидное тело. По механической прочности цемент подразделяется на четыре марки: 400, 500, 550 и 600. Марка прочности определяется пределом прочности при изгибе образцов.Подробнее - прочность цемента.
Сроки схватывания цемента определяют при испытании теста нормально густоты. Нормальная густота цементного теста характеризуется количеством воды затворения, выраженным в процентах от массы цемента. Равномерность изменения объема цемента определяют при испытании образцов кипячением в воде. Если цемент после вылеживания не обладает равномерностью изменения объема, то его нельзя применять в строительстве, так как могут появиться вредные напряжения и бетон разрушится. Тонкость помола цемента влияет на скорость его схватывания и твердения. Чем тоньше измельчен цемент, тем выше его прочность, особенно в начальный период твердения. Тонкость помола характеризуется также удельной поверхностью, т.е. суммарной поверхностью всех частиц, содержащихся в 1 кг цемента. Плотность цемента колеблется в пределах от 3000 до 3200 кг/м3. Подробнее - скорость схватывания цемента.
Изменение объема цемента при твердении. По стандарту приготовленные из цемента лепешки при испытании кипячением в воде должны равномерно изменяться в объеме. Цемент, не удовлетворяющий этому требованию, применять в строительстве нельзя, так как это приводит к появлению вредных напряжений и даже разрушению бетона. Подробнее - твердение цемента.
Водопотребность цементного теста. Вода добавляемая к цементу при затворении, необходима для нормального течения химических процессов, происходящих при твердении цемента, и для придания свежеприготовленному цементному раствору или бетону подвижности (пластичности, текучести), что обеспечивает плотность его укладки в форму или опалубку. Уменьшить водопотребность и увеличить пластичность цемента можно путем введения пластифицирующих органических и неорганических поверхностно-активных веществ, например сульфитно-дрожжевой бражки. Подробнее - водопотребность и связующая способность цементного теста.
Водоотделение цементного теста – процесс отжима воды в затворенном цементном тесте, растворе или бетоне под действием силы тяжести зерен заполнителя и частиц цемента. Некоторое количество воды при этом выступает на поверхность уложенной бетонной смеси (наружное водоотделение), а часть воды скапливается под поверхностями зерен крупного наполнителя (внутреннее водоотделение). Подробнее - водоотделение и водоудерживающая способность цементного теста.
Морозостойкость цементных растворов и бетонов – способность сопротивляться попеременному их замораживанию и оттаиванию в пресной или морской воде. Вода при замерзании превращается в лед, при этом она увеличивается в объеме примерно на 8 %. Это создает давление на стенки пор, нарушает структуру раствора или бетона и в конечном результате приводит к его разрушению. Подробнее - влияние пониженных и повышенных температур на твердеющий цемент.
Тепловыделение. В процессе твердения цемент выделяет тепло. Если тепло выделяется очень медленно, то это обычно не вызывает возникновения трещин в бетоне. Если же этот процесс протекает сравнительно быстро, то применять данный цемент для возведения массивных сооружений не следует. Количество выделяющегося при твердении тепла можно уменьшить путем подбора соответствующего минералогического состава цемента, а также посредство введения некоторых измельченных активных минеральных и инертных добавок. Подробнее - выделение тепла при твердении цемента.
Коррозионная стойкость цемента в основном зависит от плотности бетона или раствора и минералогического состава цемента. Коррозионная стойкость бетона уменьшается с увеличением его пористости и с повышением тонкости помола цемента. Подробнее - коррозия цемента, виды коррозии и борьба цементной коррозией.
www.voscem.ru
Цемент, Цемент что это такое, из чего делают цемент, свойства цемента, марки цемента, состав цемента
Цемент самый популярный строительный материал во всем мире. Сложно представить современный строительный мир без такого известного вяжущего как цемент. Сфера применения цемента на сегодняшний день достаточно обширна.
Цемент что это такое?
Из чего делают цемент производство, технология
Cамым распространенным цементом является портландцемент. Получают путем обжига сырья в печах под высокой температурой 1500 градусов по Цельсию, называется клинкер. Клинкер содержит богатый химический состав около 75% сырья, состав клинкера и условия обжига играет, большое значение на характеристику цемента. Цементный клинкер подвергается измельчению с примесями в виде гипса и иными минеральными добавками. Разные предприятия выпускают цемент со схожими характеристиками и названиями, но он может отличаться по составу, разница в составе цементного клинкера влияет на его характеристики: скорость твердения, морозоустойчивость, устойчивость внешних факторов среды, в зависимости от поставленной задачи, где цемент будет применяться в дальнейшем. Кроме портландцемента выпускаются и другие его виды с различными характеристиками и составом.
Видео "Как, из чего делают цемент"
Основные марки цемента
М100, М200, М300, М400, М500, М600 – означает, что плотность на сжатие не ниже указанной цифры. По прочности цемент можно разделить на классы, выражаются в цифрах от 30 до 60 обозначающие прочность при сжатии в МПа – основное отличие классов от марок цемента в том, что при 100 испытуемых образцов должны пройти 95 образцов испытания и соответствовать заявленному классу. Класс прочности обозначается буквой «В»
Наиболее встречающиеся марки цемента на рынке ПЦ400Д20, ПЦ400Д0, ПЦ500Д20, ПЦ500Д0 Обозначение М400 или ПЦ400 - наиболее распространенная марка цемента среди строителей, считается наиболее универсальной для общестроительных работ. Давайте рассмотрим на примере цемента М400 его характеристику, плотность, состав.
Состав цемента
1. (Д0) означает - чистоклинкерные без добавочные цементы 2. (Д20 и другие значения больше 0) означает - цементы с добавкамиЦемент со шлаком что это?
История цемента
С давних времен человечеству были общеизвестны вяжущие вещества, такие как гипс, известь, глина, которым не требовалось для приготовления высокого помола и обжига при высокой температуре. Глина была слабым вяжущим веществом и имела недостаток низкую стойкость к влажной среде, что не могло решать более сложных задач в строительной отрасли. Вяжущее вещество, на основе гипса получаемое из гипсового клинкера и известняка, добытая из известняка путем температурного воздействия, были использованы при возведении Египетского лабиринта, Великой Китайской стены. Все три вещества затвердевали и «работали» только при воздействии воздушного пространства, назывались «воздушными», имели способность к невысокой износостойкостью и прочностью на воздухе. С развитием технологий печей и способов измельчения минеральных добавок, способствовало улучшению характеристик и качеств вяжущих материалов, так например, для улучшения гидростойкости в известковую смесь добавляли измельченную глину прошедшую термообработку в печи и различные примеси виде вулканических пород. Развитие в Древней Руси фиксирующих материалов на основе известняка возникло при возведении городов такие как: Ростов, Муром, Москва, Великий Новгород и др. В 16 веке на Руси царем был издан приказ о производстве клеящего вещества на основе извести, наряду с добычей строительного камня. С развитием морских путей, для возведения портов, необходимо было решать задачу о водостойкости вяжущих материалов. Так в 1756 году учеными из Англии был получен новейший вяжущий материал на основе обожженной извести с добавлением примесей из глины, и назван гидравлическим. Спустя 30 лет был получен патент на роман-цемент, его отвердение стало возможным как в воздушной, так и водной средах. Такой цемент был основным вяжущим веществом, практикуемый у строителей до 2ой половины 19века.
Начало современного цемента
Современный цемент начали выпускать относительно недавно, при развитии индустрии в 18 веке, когда было основано большое количество предприятий и заводов, запасы навыков и знаний требовали объединения всех изученных ранее систем в единое целое пособие, а далее производство для разработки высокоэффективной марки цемента. В России первым кто получил качественный цемент, был исследователь Чалиев. В его издании описаны свойства и методики производства вяжущего материала – цемента, применявшегося строителями при реконструкции Кремля послевоенных действий, более усовершенствованного на тот период, чем у ученого из Англии Аспинда, работающего в тот же период над созданием цемента из породы камня схожего на бетон. Аспинд вел разработки цемента рядом с городом Портлэнд, названного позднее портландцемент происходящего от имени города. В 1812 году англичанин запатентовал свое изобретение.
Производство цемента до 1917 года развивалось достаточно медленно. Во 2ой половине 19 века большой вклад в формирование Российского цементного дела внесли ученые Шуляченко, Белелюбский, Малюга, отечественные цементы почти полностью заменили импортные, была создана основа актуальной науки о отвердевании и классификации цементов, разработаны тех.условия.Первые заводы в России
Первый Отечественный завод был открыт в 1856 году в городе Роздеце, и к 1914 году работало уже 60 заводов в России по производству портландцемента. К 1971 году доля изготовленного сырья в России превосходила развитые страны, такие как США на 100% и Японию на 30%. Высокие темпы строительства, металлургии, дорожной отрасли, автоматизации процессов производства, дали возможность развитию усовершенствованных технологий выпуска цемента, повышенного качества марки и более широкой классификации.
Различия цементов
Цементы различают по 2-ум основным группам
1. Воздушные - сфера применения воздушная среда2. Гидравлические - сфера применения водная среда
По назначению
Назначение – целесообразное применение определенного вида цемента способного решать те или иные поставленные задачи.1.Общестроительные 2.Специальные
По составу
Состав может изменяться довольно широко в зависимости от области применения, при этом можно выделить два основных вида составов.1.Чистоклинкерные – без добавочные (Д0) 2.С добавками (Д…)
По виду клинкера
Цементный клинкер – однородная масса, подвергшаяся равномерному обжигу до спекания состоящая из определенного состава сырья, чаще всего известняка, глины.1.Портландцементный клинкер 2.Глиноземистый (высокоглиноземистый) клинкер 3.Сульфоалюминатный, сульфоферитный, ферритный
Свойства цементов общестроительные
Прочность на сжатие
Прочность (активность) – одно из важнейших свойств цемента, бетонов, растворов. Чтобы определить прочность цементов из них изготавливают образцы в виде кубышек, которые в дальнейшем испытывают на прочность (разрушение) на сжатие и изгиб, через 28 дней с момента затворении с водой смеси цемента с песком. Прочность на сжатие измеряется в кг/см2, за основу берут средний показатель 4 из 6 испытуемых образцов. Прочность на сжатие обозначается буквой «М» и цифрами с шагом 100 или 50, делится на марки от М100 до М600.Основные классы цементов
Классы В22,5; В32,5; В42,5; В52,5 – означает, что плотность на сжатие не ниже указанной цифрыСкорость твердения - гидратация цемента
Гидратация – при затворении смеси цемента и песка с водой происходит химическая реакция, образовавшиеся кристаллы заполняют объем и образуют податливую массу, по истечении времени, которая затвердевает и переходит в камневидное состояние. Скорость затвердевания зависит от скорости растворения клинкерных минералов и тонкости помола.
Скорость твердения подразделяют:1.Нормальнотвердеющий портландцемент с нормированием прочности в возрасте 2 (7) и 28 сут. 2.Быстротвердеющий портландцемент отличается от обыкновенного более интенсивным нарастанием. прочности в начальный период твердения - с нормированием прочности в 2 и 28 сут.
Срок схватывания
Портландцемент (обыкновенный) должен иметь срок схватывания не ранее 45 мин и не позднее 2 часов.Срок схватывания подразделяют:1.Медленносхватывающиеся – с нормируемым сроком начала схватывания более 2 часов. 2.Нормальносхватывающиеся – с нормируемым сроком начала схватывания от 45 мин до 2 часов. 3.Быстросхватывающиеся – с нормируемым сроком начала схватывания менее 45 мин.
Условные обозначения (часто встречающиеся)
Цем I — портландцемент;Цем II — портландцемент с минеральными добавками;Цем III — шлакопортландцемент;Цем IV — пуццолановый цемент;Цем V — композитный цемент; Допускается применять сокращенное обозначение наименования Портландцемент - ПЦ Шлакопортландцемент – ШПЦ Активные минеральные добавки - Д0, Д5, Д20 Пластификации или гидрофобизации - ПЛ, ГФ Глиноземистый цемент (ГЦ) Напрягающий цемент (НЦ) Класс прочности - (22,5; 32,5; 42,5; 52,5) Марка - М Нормально твердеющий – Н Быстротвердеющий – Б Шлак - Ш Пуццолана – П Зола-унос – З Глиеж – Г Микрокремнезѐм – МК Известняк – И При изготовлении цементов ДП и ЖИ в качестве вспомогательного компонента (активной минеральной добавки) допускается применять только доменный гранулированный шлак Для транспортного строительства Для бетона дорожных и аэродромных покрытий - ДП Для бетона дорожных оснований - ДО Для железобетонных изделий и мостовых конструкций - ЖИ Для укрепления грунтов - УГРазновидность цементов
Портландцемент (ПЦ)
1. Быстротвердеющий (БТЦ) (спец.цементы) 1.1 особобыстротвердеющий (ОБТЦ) 1.2 сверхбыстротвердеющий (СБТЦ)2. Тампонажный (спец.цементы) 2.1 низкогигроскопичный тампонажный портландцемент 2.2 солестойкий тампонажный портландцемент 2.3 гельцемент 2.4 песчанисто-трепельный портландцемент 2.5 расширяющиеся тампонажные 2.6 песчанистый тампонажный 2.7 облегченный тампонажный 2.8 утяжеленный тампонажный 2.9 волокнистые тампонажные 2.10 воздухоудерживающий
3. Безусадочный – расширяющиеся 3.1 расширяющиеся (спец.цементы) 3.1.1 расширяющийся портландцемент (РПЦ) 3.1.2 напрягающий цемент (НЦ) 3.1.3 алунитовый расширяющийся (напрягающий) цемент
4. Сульфатостойкий (ССПЦ) (спец.цементы) 4.1 сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками 4.2 сульфатостойкий шлакопортландцемент (СШПЦ)
5. Дорожный (спец.цементы)
6. Белый и цветной (спец.цементы) 6.1 белый цемент 6.2 цветной цемент
7. С умеренной экзотермией (спец.цементы)
8. С поверхностноактивными органическими добавками (ПАВ) (спец.цементы) 8.1 пластифицированный (ППЦ) 8.2 гидрофобный (ГПЦ)
9. С активными минеральными добавками (спец.цементы) 9.1 с минеральными добавками (ПЦД) 9.1.1 быстротвердеющий (ПЦД-Б) 9.1.2 сульфатостойкий с минеральными добавками (СПЦД) 9.2 пуццолановый (ППЦ) 9.3 зольный 9.4 шлаковый (ШПЦ) 9.4.1 быстротвердеющий (ШПЦБ) 9.4.2 сульфатостойкий (СШЦП) входит в группу сульфатостойких цементов 9.4.3 известковошлаковый (ИШЦ)
10. Другие специальные портландцементы 10.1 для строительных растворов (кладочные) 10.2 для защиты от радиационных излучений 10.3 жаростойкие 10.4 гипсоцементопуццолановые 10.5 белито-портландцемент (нефелиновый цемент)
Сланцезольный
Магнезиальный
Глиноземистый
1. Особо чисто высокоглиноземистый 2. Высокоглиноземистый 3. Ангидритглиноземистый цемент (АГ-цемент) 4. Безусадочный - расширяющиеся 4.1 расширяющиеся 4.2 напрягающие 4.3 водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ) 4.4 водонепроницаемый безусадочный цемент (ВБЦ) 4.5 гипсоглиноземистый расширяющийся цемент 4.6 глиноземистый расширяющийся цемент 4.7 гиперглиноземистый цемент5. Тампонажный (спец.цементы) 5.1 белитокремнеземистый цемент
Кислоупорные цементы
1. Кварцевый кремнефтористый кислотоупорный 2. Кремнеорганический силикатный кислотоупорный цементСульфоалюминатный, сульфоферитный (ферритный)
Смешанные
1. Тампонажный 1.1 шлакопесчанистый цементРоманцемент
С инертными минеральными добавками (микронаполнителями)
1. Песчанистый портландцемент 2. Карбонатный 3. Трехкомпонентный пуццолановый портландцементКремнеземистый цемент
1. Известково-кремнеземистыйФосфатный цемент
1. Титанофосфатный 2. Цинкофосфатный 3. Силикатный цементДругие
1. Известково-пуццолановый цемент 1.1 однокомпонентные 1.2 смешанные2. Контактно-конденсационный известково-пуццолановый цемент 3. Периклазовый цемент
Виды упаковки, доставка, хранение цемента
После производства, цемент подается в силосы различных объемов, там он хранится до расфасовки в тару: 1. Бумажный многослойный мешок 25 кг, 50 кг 2. Биг-бэг 1 тн. 3. Цистерна цементовоза 10-40 тн. 4. Жд. Вагон 50-70 тн. 5. Сухогрузные баржиНаверх
rudom54.ru
Основные свойства цемента
Сергей, Уфа задаёт вопрос:
Здравствуйте, расскажите, пожалуйста, какие есть свойства цемента. Меня интересует, от чего зависит его прочность, схватывающие способности, скорость застывания. Как узнать, какие свойства имеются у цемента, находящегося в продаже?
Эксперт отвечает:
Рекомендуемые марки цемента.
Цемент — это вещество, которое создали для удовлетворения строительных нужд опытным путем. В основе этого вяжущего вещества находятся известняк и глина. 75% известняка, 25% глины измельчают и обжигают в специально созданной печи.
Получается клинкер, который измельчается в специальных мельницах тонким помолом. К полученному размолу добавляется гипс и минеральные добавки. Это придает конечному продукту специфические свойства, которые должен иметь цемент в соответствии с ГОСТом.
У полученного продукта получается порошкообразный вид, напоминающий мельчайшую пыль, имеющий цвет от светло-серого до темно-серого оттенка. Изредка можно увидеть цемент зеленоватого цвета.
Традиционными свойствами цемента являются: высокая морозостойкость, повышенная прочность, высокая химическая стойкость к определенным средам. Производитель добивается этих характеристик с помощью специальных добавок, увеличивая или уменьшая которые можно создать конкретный состав исходного сырья, необходимого для строительства. Прочность, схватывающие способности, скорость застывания — все это зависит только от добавок.
Маркировка указывает, какие показатели прочности заложены в данном продукте. Марка присваивается после того, как все добавки введены, лаборанты проводят экспериментальные испытания полученного состава.
Согласно полученной прочности цемент маркируется от М300 до М600. Самым популярным стал М400. Он выдерживает давление в 32,5 МПа или 400 кг/см3, что является оптимальным вариантом для частного строительства.
Так как быстрое схватывание не всегда является положительным признаком, производители указывают это свойство бетона, используя маркировку ЦЕМ. Она имеет цифры от I до V. Отметка ЦЕМ I указывает на максимальную скорость затвердевания. Тара может иметь букву Б, которая указывает, что это быстротвердеющий состав, достигающий 50% прочности на 2 день. Если там будет указаны ЦЕМ II -V или Н, то это нормально твердеющий цемент, достигающий 50% прочности на 7 день.
Чтобы правильно выбрать цемент, нужно понимать, какие нагрузки будут действовать на конструкцию. Цементный мешок перед покупкой пробивают кулаком. Если внутри упаковки ощущается мягкий сыпучий материал, то это указывает, что он свежеприготовленный, и его можно использовать для строительства.
1pokirpichy.ru
Свойства цемента и цементного камня
Часть их нормирована стандартами, другие — нет, но все они оказывают заметное влияние на свойства бетона.
В настоящее время в нашей стране действуют две системы стандартов, регламентирующих технические требования к цементам. Ниже рассматриваются свойства цемента с ориентацией на требования ГОСТ 10178-85.
Тонкость помола цемента характеризуется остатком на сите 0,08 мм (размер отверстий в свету 80 мкм), который должен быть, согласно ГОСТ, < 15%. Это требование сегодня в значительной степени утеряло смысл, так как фактически производятся цементы с остатком менее 10% (обычно 4-8%, а в тонкомолотых цементах — 2—4%). Кроме того, оно не дает информации о размерах основной части зерен цемента, меньших 80 мкм. Поэтому обычно используется другая характеристика: удельная поверхность1 цемента. Она составляет для рядовых цементов 2500—3000 см2/г, а для тонкомолотых цементов высоких марок — 4000—4500 см2/г.
Истинная плотность цемента составляет 3,1 г/см3. Она используется при расчете состава бетона, так как позволяет определить, какой объем займет цемент в бетонной смеси. При введении в цемент минеральных добавок его плотность снижается до 3-2,9 г/см3, шлаковый и пуццолановый портландцементы имеют плотность 2,7-2,9 г/см3. Поэтому по плотности цемента можно определить наличие в нем минеральных добавок.
Насыпная плотность цемента (рн) используется при его объемном дозировании, расчете емкостей или складов, для определения массы цемента по его известному объему. Она составляет 0,9-1,2 г/см3.
Водопотребностъ цемента — количество воды, необходимое для получения цементного теста нормальной густоты. Стандартом не нормируется. Колеблется в пределах 21-30%, увеличиваясь с ростом тонкости помола и при введении ряда минеральных добавок. Желательно применять цементы с пониженной нормальной густотой, так как при ее росте увеличивается водопотребность бетонной смеси. Цементное тесто нормальной густоты характеризуется определенной консистенцией.
Схватывание цемента можно определить как потерю пластичности цементным тестом (или иначе как состояние, когда пластичности уже нет, а прочности — еще нет). Определяется на тесте нормальной густоты. Характеризуется началом схватывания — не ранее 45 мин с момента затворения цемента водой и концом схватывания — не позднее 10 ч. Для практики более важно начало схватывания, определяющее «время жизни» смеси. Его можно упрощенно определить по отпечатку стержня (карандаш) в лепешке из теста нормальной густоты. Пока оно пластично — он правильный. При начале схватывания вокруг него появляются трещины.
Для бетонных смесей начало схватывания обычно заметно больше, чем для теста нормальной густоты, так как в них используются более высокие водоцементные отношения (0,4-0,7).
Ложное схватывание цемента выражается в быстром загустевании бетонной смеси после затворения водой. При помоле цемента для замедления схватывания вводится гипсовый камень CaS04- 2Н20. В процессе помола развиваются высокие температуры (до 150 °С и выше). Это может приводить к дегидратации с образованием строительного гипса CaS04 • 0,5Н20 (т. е. гипс фактически обжигается). При затворении цемента водой происходит быстрая гидратация полуводного гипса (начало схватывания его может наступать уже через несколько минут), что и приводит к резкому загустеванию бетонной смеси.
Проверить цемент на ложное схватывание можно повторными определениями нормальной густоты теста через короткие промежутки времени.
Меры борьбы с ложным схватыванием:
- замедление гидратации гипса введением пластифицирующих добавок;
- разрушение образовавшихся гипсовых структур путем более длительного перемешивания смеси.
Равномерность изменения объема. Равномерное изменение объема цемента при твердении (усадка и набухание) неизбежно, а вот неравномерное — недопустимо. Оно происходит при резко замедленном гашении пережженных свободных СаО и MgO (ограничения их содержания — см. выше). Продукты их гидратации увеличиваются в объеме, что приводит ктрещинообразованию в бетоне, причем иногда в значительном возрасте.
Равномерность изменения объема цемента определяется на лепешках из цементного теста нормальной густоты по ГОСТ 310.3-76.
Тепловыделение цемента. Реакции цемента с водой идут с выделением значительного количества тепла. При этом чем быстрее минерал реагирует с водой, тем больше тепла он выделяет.
Наибольшее тепловыделение имеет алюминат, второе место занимает алит. Величина тепловыделения зависит от минералогического состава цемента, тонкости помола. Минеральные добавки в цементе снижают тепловыделение.
Максимум тепловыделения наблюдается в первые сутки, в процессе схватывания и начального твердения цемента. За 3 суток цементы различного состава выделяют тепла 110—380 Дж/г цемента, что составляет 60—80% от его месячного количества.
Тепловыделение ведет к разогреву бетона. В массивных конструкциях температура в зависимости от вида и расхода цемента может за 3 суток подниматься до 60-70 °С. Вследствие охлаждения поверхностных слоев в них возникают растягивающие напряжения. Это может привести к трещинообразованию. Чтобы исключить его, применяют низкотермичные цементы: сульфатостойкий, пуццолановый, шлакопортландцемент.
При бетонировании в осенне-весенний период тепловыделение играет уже положительную роль, так как повышает температуру бетона и скорость его твердения. Полезно оно и при зимнем бетонировании. В этих случаях целесообразно использование цементов с повышенным тепловыделением (быстротвердеюшие цементы).
Контракция При твердении цемента происходит увеличение объема твердой фазы, так как вода, связываемая химически, встраивается в структуру гидратированных частиц. Но при этом она «упаковывается» более плотно, и ее объем уменьшается по сравнению с исходным. Уменьшается и суммарный объем вступивших в реакцию воды и цемента. Это явление и называется контракцией (стяжением).
Контракция начинается с момента затворения цемента водой, т. е. одновременно с химическими реакциями. Пока бетонная смесь пластична, контракция сопровождается уменьшением объема смеси, т. е. осадкой (что можно наблюдать визуально). Но при схватывании внешний объем смеси фиксируется, а контракция проявляется уже объемными изменениями внутри цементного камня. При уменьшении объема реагирующих воды и цемента в твердеющем бетоне возникает вакуум, что легко подтвердить экспериментально.
На последствия контракции существуют две точки зрения. Согласно первой из них, контракция ведет к образованию в цементном камне нового вида пор: «контракционных». Согласно второй — новых пор не образуется, так как вода, идущая на химические реакции и уменьшающая свой объем, уже находится в капиллярных порах. Вакуум, возникающий в них, гасится подсосок извне той среды, в которой бетон твердеет, т. е. воды или воздуха. Эта точка зрения представляется более обоснованной, так как при твердении пористость цементного камня уменьшается.
Вопрос: чем гасится контракционный вакуум, важен для морозостойкости бетона. Попадание воздуха в капиллярные поры способствует ее повышению, а поступление дополнительной воды — понижению.
Величина контракции зависит от минералогического состава цемента. В среднем она составляет 6-7 л на 100 кг цемента за 28 суток твердения. Для бетона с расходом цемента 300 кг/м3 это примерно 20 л/м3. Если бетон твердеет в воде, такое ее кс.~ ячество будет дополнительно поглощено извне, а при твердении на воздухе в капилярные поры поступит такое же количество воздуха.
Лежалость цемента. При хранении цемента происходит его медленная гидратация парами влаги, содержавшейся в воздухе, а также взаимодействие с СО2 Влага конденсируется в узких контактах между зернами и вступает в реакцию с минералами цемента. Активность его при этом снижается.
Изготовитель должен гарантировать соответствие цемента стандарту в течение не менее 45 суток для быстротвердеющих и 60 суток для остальных портландцементов.
Одной из характеристик, позволяющих оценить состояние цемента при хранении, являются потери массы цемента при прокаливании. Прокаливание предварительно высушенных проб производится при температуре порядка 1000 °С. При этом разлагаются гидратированные соединения, а химически связанная вода удаляется.
Некоторые стадии потери активности цемента можно наблюдать визуально: появление агрегатов зерен (комочков), их укрупнение, увеличение прочности. Решающим для сохранности цемента является его герметичное хранение. В реальных условиях снижение активности за 3 месяца может составить 10-20%.
Применение лежалых цементов еще в большей степени, чем на прочности, отражается на морозостойкости бетона.
www.uniexo.ru
Свойства цемента - это... Что такое Свойства цемента?
Свойства цемента — 3 Свойства цемента Строительно технические свойства цемента Совокупность свойств цемента, характеризующих его способность образовывать в результате твердения прочный и долговечный цементный камень Источник: ГОСТ 30515 97: Цементы. Общие… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Строительно-технические свойства цемента — – совокупность свойств цемента, характеризующих его способность образовывать после затворения водой пластичное и легко формуемое цементное тесто, растворную или бетонную смесь, а в результате последующего твердения – прочный и… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Тампонажно-технические свойства цемента — – совокупность свойств цемента, характеризующих его пригодность для тампонирования скважин. [ГОСТ 30515 2013] Рубрика термина: Свойства цемента Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Тампонажно-технические свойства цемента — Совокупность свойств цемента, характеризующих его пригодность для тампонирования скважин Источник: ГОСТ 30515 97: Цементы. Общие технические условия оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
перфорационные свойства цемента — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN perforating cement qualities … Справочник технического переводчика
строительно-технические свойства цемента — совокупность свойств цемента, характеризующих его способность образовывать в результате твердения прочный и долговечный цементный камень. (Смотри: ГОСТ 30515 97. Цементы. Общие технические условия.) Источник: Дом: Строительная терминология , М.:… … Строительный словарь
тампонажно-технические свойства цемента — совокупность свойств цемента, характеризующих его пригодность для тампонирования скважин. (Смотри: ГОСТ 30515 97. Цементы. Общие технические условия.) Источник: Дом: Строительная терминология , М.: Бук пресс, 2006 … Строительный словарь
Свойства портландцемента — – качество портландцемента характеризуется тонкостью помола, сроками схватывания, равномерностью изменения объема, прочностью и рядом других свойств. [Портик А. А. Все о пенобетоне. – СПб.: 2003. – 224 с.] Рубрика термина: Свойства цемента… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Свойства акустические — – способность поглощать звуковую энергию. Это свойство оце нивает коэффициент звукопоглощения. альфа=Епогл./Епадающ., > 0,25. Зависит от пористости, плотности, структуры, от частоты и угла падения. [Юхневский П. И., Широкий Г. Т. Строительные… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Свойства — – определенные характеристики вещества. [Блюм Э. Э. Словарь основных металловедческих терминов. Екатеринбург 2002] Рубрика термина: Общие термины Термины рубрики: Свойства Влажность огнеупорного сырья Водопоглощение керамической плитки … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
construction_materials.academic.ru
