Портландцементы белые и цветные
Белые портландцементы общестроительного 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.
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.
Цементы глиноземистые, высокоглиноземистые и
Расширяющиеся
Глиноземистым цементом называют быстротвердеющее (но нормально схватывающееся) гидравлическое вяжущее вещество, получаемое при тонком измельчении обожженной до плавления сырьевой смеси бокситов и известняков с преобладанием в готовом продукте низкоосновных алюминатов кальция, в основном однокальциевого алюмината – CaO·Al2O3. В состав глиноземистого клинкера также входят: пятикальциевый трехалюминат — 5CaO·3 Al2O3, однокальциевый двухалюминат — CaO·2Al2O3, алюмосиликат кальция — геленит — CaO·Al2O3·SO2, силикаты кальция представлены небольшим количеством белита.
По содержанию цементы подразделяют на виды:
— глиноземистый цемент (ГЦ);
— высокоглиноземистый цемент I (ВГЦ I);
— высокоглиноземистый цемент II (ВГЦ II);
— высокоглиноземистый цемент III (ВГЦ III).
Бокситы – породы содержащие глинозем (Al2O3·nH2O) и известняк (CaCO3) сплавляю или спекают в доменных металлургических или электропечах.
Затворение порошка глиноземистого цемента водой, образование пластичного теста, уплотнение его и твердение, по внешним признакам, протекают аналогично обыкновенному портландцементу.
Однокальциевый алюминат – CaO·Al2O3— определяет быстрое твердение и другие свойства глиноземистого цемента, также оказывает на свойства глиноземистого цемента алюмосиликат кальция — геленит — CaO·Al2O3·SO2.
В результате гидратации глиноземистого цемента образуется в основном двухкальциевый восьмиводный гидроалюминат 2CaO·Al2O3·8H2O и гидрооксид алюминия, которые и обеспечивают быстрое нарастание прочности. Через 5…6 ч после затворения глиноземистый цемент набирает 30 % от марочной прочности, через 8…10 ч – 50..70 %, через сутки – 90 % и в 3-х суточном возрасте – марочную прочность.
По прочности при сжатии, МПа, в возрасте 3 сут цементы подразделяют на марки:
— ВГЦ II — 25 и 35;
Глиноземистые цементы — высокоэкзотермичные вяжущие, основное тепловыделение за первые 8…10 ч после начала затворения. Благодаря этому свойству они твердеют при низкой и даже отрицательной температуре, но ограничено его применение в массивных конструкциях из-за растягивающих напряжений в наружных слоях и появления трещин.
Благоприятны для твердения глиноземистого цемента влажные условия и температура +20 о С. При более высокой температуре нарастание прочности цемента уменьшается, а в некоторых случаях возможны снижения уже достигнутой прочности из-за перекристаллизации двухкальциевого гидроалюмината в трехкальциевый. Поэтому пропаривание изделий на глиноземистом цементе не допускается.
Бетоны на глиноземистом цементе водо-, воздухо-, морозостойкие. Удовлетворительна их стойкость в условиях пресных и сульфатных вод, щелочные воды на бетон действуют разрушающе. Применяют глиноземистые цементы при аварийных и срочных работах, зимнем бетонировании, в жаростойких бетонах.
Глиноземистые цементы выдерживают высокую температуру (более 1200…1400 о С), благодаря чему их используют для футеровки тепловых агрегатов.
Расширяющиеся цементы
Расширяющиеся цементыувеличиваются в объеме при твердении во влажных условиях или не дают усадку при твердении на воздухе по сравнению с портландцементом, а в стесненных условиях вызывают самоуплотнение цементного камня. Растворы и бетоны на расширяющихся цементах практически непроницаемы для воды и нефтепродуктов.
Расширяющиеся цементы – быстросхватывающиеся и быстротвердеющие гидравлические вяжущие, получаемые обжигом смеси гипса, бокситов и мела или смешиванием высокоглиноземистого клинкера, шлака, двуводного гипса в разных соотношениях. В присутствии воды эти компоненты взаимодействуют друг с другом и образуют гидросульфоалюминаты кальция, наиболее эффективный из них – 3-х сульфатный гидросульфоалюминат кальция 3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O.
В возрасте 1 суток линейное расширение образцов из чистого цементного теста составляет 1..3 %.
Наиболее распространенный расширяющийся портландцемент (РПЦ) – гидравлическое вяжущее вещество, получаемое совместным помолом портландцементного клинкера (50…70 %), двуводного гипса (7…10 %), доменного гранулированного шлака (23..28 %), глиноземистого клинкера или шлака (5…7 %). РПЦ отличается быстрым твердением в условиях кратковременного пропаривания, высокой плотностью и водонепроницаемостью цементного камня и способностью расширяться в водных условиях. При постоянном увлажнении в течение первых 3-х сут.
Напрягающий цемент(НЦ) – быстросхватывающее и быстротвердеющее вяжущее вещество , получаемое врезультатеттонкогоизмельчения смеси , состоящей из 65 % портландцемента, 20 % глиноземистого цемента (или глиноземистого шлака) и 15 % гипса. В процессе твердения НЦ сначала возникает низкосульфатная форма гидросульфоалюмиината
3CaO·Al2O3·CaSO4 ·12 H2O которая впоследствии переходит в высокосульфатную — 3CaO·Al2O3·3CaSO4 ·31 H2O в это время происходит расширение цемента до 3 %, при этом поры бетона уплотняются. Химическая энергия вяжущего используется для получения предварительно напряженных железобетонных конструкций. В зависимости от энергии самонапряжения, МПа, цемент подразделяют на марки НЦ2,НЦ4, НЦ6. У НЦ начало схватывания не раее 30 мин, конец – не позднее 4 часов после затворения. НЦ быстро твердеет , прочность при сжатии через сутки – не менее 15 МПа, через 28 сут – 50 МПа. НЦ используется для газонепроницаемых конструкций, хранилищ бензина, подводных и подземных напорных сооружений, труб.
Источник
Глиноземистый цемент
Основной компонент бетона и цементного раствора – глиноземистый цемент относится к цементам специального назначения. «Специальность» назначения «вяжущего» этого вида обусловлена свойствами, которыми обладает данный материал: очень быстрый набор марочной прочности на воздухе и в воде и относительно высокая прочность на сжатие.
Глиноземистый цемент и его характеристики
Область использования данного материала обуславливает свойство бетона или раствора на основе глиноземистого цемента достигать 100% марочной прочности в течение 72 часов после затворения водой. При этом схватывание материала протекает в «обычном» временном режиме, аналогично периоду схватывания портландцемента общего применения.
Нормативный документ ГОСТ 969-91 «Цементы глиноземистые и высокоглиноземистые» регламентирует следующие марки и технические характеристики специального «вяжущего»:
| Технические характеристики | Марка глиноземистого цемента ГОСТ 969-91 | ||
| цемент глиноземистый гц 40 | цемент глиноземистый ГЦ 50 | цемент глиноземистый ГЦ 60 | |
| Предел прочности на сжатие в зависимости от времени затворения водой, МПа | |||
| 24 часа | 22,5 | 27,5 | 32,5 |
| 72 часа | 40 | 50 | 60 |
| Период схватывания при температуре 20°C и нормальной влажности воздуха | |||
| Начало | 45 минут | ||
| Окончание | 10 часов | ||
| Огнеупорность, °C | Не регламентируется | ||
В некоторых источниках можно встретить обозначение вяжущего, которое не соответствует Госту: Цемент глиноземистый марки 400, Цемент глиноземистый марки 500, Цемент глиноземистый марки 600. В этом случае предел прочности на сжатие бетона или раствора обозначается на МегаПаскалях, а в кгс/см2. Учитывая что 1 МПа=10 кгс/см2 это допустимо для неофициального пользования.
Также, в некоторых источниках сообщается, что глиноземистый цемент – это огнеупорный материал и бетон на его основе может выдерживать температуру окружающей среды от 1580 до 1750 °C. Это не совсем так.
Действительно, характеристики глиноземистого цемента по жаростойкости выше, чем у портландцемента общего применения, однако указанные выше температурные пределы жаростойкости, в соответствии с требованиями ГОСТ 969-90, справедливы для высокого глиноземистых цементов марок: ВГЦ I, ВГЦ II и ВГЦ III.
Особенности глиноземного цемента
- Схватывание и набор прочности бетонных сооружений на основе вяжущего этого типа должно идти при температуре 20-0°C и высокой влажности воздуха. Это требование объясняется высокой экзотермической реакцией материала (при гидратации, глиноземистый цемент выделяет в 2 раза больше тепла, чем обычный цемент). При температуре окружающей среды 25 °C и выше наблюдается снижение нарастания набора прочности, а при дальнейшем увеличении температуры возможно существенное падение прочности и даже разрушение конструкции.
- Большое количество тепла выделяемого материалом при схватывании и наборе прочности, обуславливают возможность ведения бетонных работ при температурах воздуха до минус 10°C без дополнительного подогрева.
- Повышенная плотность цементного камня по сравнению с цементным камнем на основе портландцемента.
- Высокая цена, выше на 3-4 порядка, чем цена обычного портландцемента.
Сфера применения
- Возведение сооружений, к которым предъявляются жесткие требования по минимальному периоду набора прочности.
- Возведение гидротехнических и подземных объектов работающих в условиях повышенной «сульфатной» активности окружающей среды.
- Тампонирование нефтяных и газовых скважин. Тампонирование растрескиваний в горных породах.
- Заделка пробоин в кораблях гражданских судах.
- Оперативное обустройство фундаментов для установки производственного оборудования: прессов, станков, кран-балок и т.п.
- Ремонт зданий и мостовых переходов.
- Производство сборных ЖБИ в качестве ускорителя набора прочности бетона.
- Строительство емкостей работающих в условиях контакта с органическими кислотами, серой, соляными растворами и крахмала.
- Срочные ремонтные работы: плотин, дорог, фундаментов и других бетонных сооружений.
Высокая цена глиноземистого цемента существенно ограничивает применение данного материала в частном строительстве. Применение данного материала для строительства частного здания оправдано, если возведение дома ведется на земельном участке с неблагоприятными геодезическими условиями (высоким стоянием грунтовых вод).
Производство глиноземистого цемента
Специальные свойства, которыми обладает этот вид строительного материала, обусловлен специальным составом и специальной технологией изготовления. В состав клинкера для производства глиноземистого цемента входят: однокальциевый алюминаут СаО-Аl2О3, двух кальциевый силикат C2S, геленит – 2СаО, и другие компоненты.
Для изменения времени схватывания в клинкер глиноземистого цемента вводят: борную кислоту, буру, кальций хлористый для замедления времени схватывания или известь, портландцемент и гипс для ускорения времени схватывания.
Цементная промышленность использует два способа производства вяжущего этого вида: технология правления шихты и обжиг компонентов глиноземистого цемента до спекания в гранулы.
- Технология плавления состоит из основных этапов: подготовка шихты, плавление шихты в специальных печах, охлаждение полученной субстанции, крупное дробление и тонкое измельчение в грохотах до гостовского показателя – остаток цемента на сите с сеткой № 008 не более 10%.
- Технология спекания характеризуется этапами: просушивание компонентов шихты, тонкое измельчение в грохотах, гомогенизация в гранулы, обжиг в специальных печах, охлаждение и помол в цементных мельницах. Также действует требование – «остаток цемента на сите с сеткой № 008 не более 10%».
В Российской Федерации заводы глиноземистых цементов, как правило, работают по технологии плавки компонентов. Технология спекания компонентов применяется ограничено.
Производители глиноземистого цемента
Высокая стоимость и специальность применения глиноземистого цемента обуславливает ограниченность его производства. В частности, на изготовлении связующего этого вида специализируются следующие предприятия Российской Федерации: и компаний Мира:
- ОАО Пашийский Металлургический Цементный Завод. Выпускает все марки глиноземного цемента: ГЦ 400, ГЦ500 и ГЦ600.
- Компания «Caltra» (Голландия).
- ООО «ЕМА-цемент».
- Компания «Sekar» (Франция).
- Компания «Kerneos» (Франция).
Учитывая, что стоимость глиноземистого цемента отечественного производства или цемента импортного производства составляет от 39 000 до 39 875 рублей за тонну, следует тщательно просчитать необходимость необходимости его применения для возведения фундамента и конструкций частного дома.
Источник
