Растворимое стекло кислотоупорный цемент

Растворимое стекло и кислотоупорный цемент

Растворимое стекло — силикаты натрия (Na2O•mSiO2) или калия (К2О•mSiO2), где m — модуль стекла, находящийся в пределах для натриевого стекла 2,0. 3,5, а для калиевого 3,5. 4,5. Растворимое стекло получают сплавлением смеси кварцевого песка соответственно с содой Na2CO3 (или сульфатом натрия Na2SO4) и поташем К2СО3 в стекловаренных печах при 1300. 1400°С. Образовавшийся расплав быстро охлаждают. При этом он распадается на полупрозрачные желто-зеленые куски, называемые силикат-глыбой.

В строительстве обычно используют раствор силикат-глыбы в воде — жидкое стекло (в быту такой раствор называют силикатный клей).

Растворение производится в автоклаве насыщенным паром. Плотность раствора 1,5. 1,3 г/см3, что соответствует концентрации раствора 70. 50 %.

При растворении в воде силикаты натрия и калия гидролизуются с образованием коллоидного раствора кремневой кислоты Si(OH)4 и соответствующих щелочных гидроксидов. В этих условиях (рН = 12. 13) раствор кремневой кислоты относительно стабилен. Жидкое стекло имеет повышенную вязкость из-за того, что кремнекислота в нем находится в полимеризованном виде. При обезвоживании (испарении или отсасывании воды) или при нейтрализации щелочей (например, углекислым газом воздуха) раствор теряет стабильность и переходит в гель, уплотняющийся со временем и приобретающий значительную прочность. Так, растворимое стекло проявляет вяжущие свойства. В обычных условиях этот процесс может идти очень долго, поэтому используют добавки — ускорители твердения.

Жидкое стекло применяют для изготовления кислотоупорных и жаростойких замазок и бетонов, а также как связующее в силикатных красках (только калиевое стекло).

Кислотоупорный цемент изготовляют из тонко измельченной смеси кислотоупорного наполнителя (кварца, диабаза, андезита и т. п.) и ускорителя твердения — кремнефтористого натрия Na2SiF6. Название «цемент» для такого порошка имеет условный характер, так как сам он вяжущими свойствами не обладает и при смешивании с водой не твердеет. Вяжущим веществом в таких цементах является жидкое стекло, которым этот «цемент» и затворяют.

Ориентировочное количество Na2SiF6 от массы растворимого стекла (т. е. сухого вещества в составе жидкого стекла) в кислотоупорных растворах и бетонах составляет 10. 15 %.

Сроки схватывания кислотоупорного цемента: начало — не ранее 20 мин., конец — не позднее 8 ч. У этого цемента нормируется предел прочности при растяжении после 28 суток твердения — не менее 2,0 МПа. Прочность при сжатии бетонов на кислотоупорном цементе составляет 20. 60 МПа.

Основным достоинством и отличием кислотоупорного цемента от других неорганических вяжущих является способность работать в условиях действия большинства кислот (за исключением плавиковой и фосфорной).

Кислотостойкость — сохранение массы при испытании в кислоте — не менее 93 %.

Однако при длительном воздействии воды, пара и растворов щелочей бетоны и растворы на жидком стекле теряют прочность.

Воздушная известь

Известь известна человечеству не одно тысячелетие и все это время активно используется им в строительстве и многих других отраслях. Это объясняется доступностью сырья, простотой технологии и достаточно хорошими свойствами извести.

Сырьем для получения извести служат широко распространенные осадочные горные породы: известняки, мел, доломиты, состоящие преимущественно из карбоната кальция (СаСО3). Если куски таких пород прокалить на огне, то карбонат кальция перейдет в оксид кальция:

После прокаливания куски, теряя с углекислым газом 44 % своей массы, становятся легкими и пористыми. При смачивании водой они бурно реагируют с ней, превращаясь в тонкий порошок, а при избытке воды в пластичное тесто. Этот процесс, сопровождающийся сильным выделением теплоты и разогревом воды вплоть до кипения, называют гашением извести. Образующееся при избытке взятой воды пластичное тесто используют в качестве вяжущего. При испарении воды тесто загустевает и переходит в камневидное состояние. Недостаток извести — медленное твердение: процесс набора прочности твердеющей известью растягивается на годы и десятилетия. В реальные сроки строительства прочность затвердевшей извести, как правило, не превышает 0,5. 2 МПа.

Производство. Сырье — карбонатные породы (известняки, мел, доломиты), содержащие не более 6. 8 % глинистых примесей, обжигают в шахтных или вращающихся печах при температуре 1000. 1200° С. В процессе обжига СаСО3 и MgCO3, содержащиеся в исходной породе, разлагаются на оксиды кальция СаО и магния MgO и углекислый газ. Неравномерность обжига может привести к образованию в извести недожога и пережога.

Недожог (неразложившийся СаСО3), получающийся при слишком низкой температуре обжига, снижает качество извести, так как не гасится и не обладает вяжущими свойствами.

Пережог образуется при слишком высокой температуре обжига в результате сплавления СаО с примесями кремнезема и глинозема. Зерна пережога медленно гасятся и могут вызвать растрескивание и разрушение уже затвердевшего материала.

Куски обожженной извести — комовая известь — обычно подвергают гашению водой:

Выделяющаяся при гашении теплота резко повышает температуру извести и воды, которая может даже закипеть (поэтому негашеную известь называют кипелкой).

При гашении куски комовой извести увеличиваются в объеме и распадаются на мельчайшие (до 1 мкм) частицы.

В зависимости от количества взятой для гашения воды получают: гидратную известь — пушонку (35…40 % воды от массы извести, т. е. в количестве, необходимом для протекания реакции гидратации — процесса гашения); известковое тесто (воды в 3. 4 раза больше, чем извести), известковое молоко (количество воды превышает теоретически необходимое в 8. 10 раз).

Виды воздушной извести. По содержанию оксидов кальция и магния воздушная известь бывает:

• кальциевая — MgO не более 5 %;

• магнезиальная — MgO > 5. 20 %;

• доломитовая — MgO > 20. 40 %.

По виду поставляемого на строительство продукта воздушную известь подразделяют на негашеную комовую (кипелку), негашеную порошкообразную (молотую кипелку) и гидратную (гашеную, или пушонку).

Негашеная комовая известь предстаатяет собой мелкопористые куски размером 5. 10см, получаемые обжигом известняка. В зависимости от содержания, активных СаО + MgO и количества негасящихся зерен комовую известь разделяют на три сорта.

По скорости гашения комовая известь бывает:

Вид извести Время достижения максимальной температуры, мин Быстрогасящаяся 25

Негашеную порошкообразную известь получают помолом комовой в шаровых мельницах в тонкий порошок. Часто в известь во время помола вводят активные добавки (гранулированные доменные шлаки, золы ТЭС и т. п.) в количестве 10. 20 % от массы извести. Порошкообразная известь, как и комовая, делится на три сорта.

Преимущество порошкообразной извести перед комовой состоит в том, что при затворении водой она ведет себя подобно гипсовым вяжущим: сначала образует пластичное тесто, а через 20. 40 мин схватывается. Это объясняется тем, что вода затворения, образующая тесто, частично расходуется на гашение извести.

При использовании порошкообразной извести воды берут 100. 150 % от массы извести в зависимости от качества извести и количества активных добавок в ней. Определяют количество воды опытным путем.

Гидратная известь (пушонка) — тончайший белый порошок, получаемый гашением извести, обычно в заводских условиях, небольшим количеством воды (несколько выше теоретически необходимого). При гашении в пушонку известь увеличивается в объеме в 2. 2,5 раза. Насыпная плотность пушонки — 400. 450 кг/м3; влажность — не более 5 %.

Гашение извести можно производить как на строительстве объекта, так и централизованно. В последнем случае гашение совмещается с мокрым помолом непогасившихся частиц, что увеличивает выход извести и улучшает ее качество.

На строительстве известь гасят в гасильных ящиках (творилах). В ящик загружают комовую известь не более чем на 1/3 его высоты (толщина слоя обычно около 100 мм), поскольку при гашении известь увеличивается в объеме в 2,5. 3,5 раза. Быстрогасящуюся известь заливают сразу большим количеством воды, чтобы не допустить перегрева и кипения воды, медленногасящуюся — небольшими порциями, следя за тем, чтобы известь не охладилась. Из 1 кг извести в зависимости ох ее качества получается 2. 2,5 л известкового теста. Этот показатель называют «выход теста».

Воздушная известь — единственное вяжущее, которое превращается в тонкий порошок не только размолом, но и путем гашения водой.

Колоссальная удельная поверхность частиц Са(ОН)2 и их гидрофильность обусловливает большую водоудерживающую способность и пластичность известкового теста. После отстаивания известковое тесто содержит около 50% твердых частиц и 50% воды. Каждая частица окружена тонким слоем адсорбированной воды, играющей роль своеобразной смазки, что обеспечивает высокую пластичность известкового теста и смесей с использованием извести.

По окончании гашения жидкое известковое тесто через сетку сливают в известехранилище, где его выдерживают до тех пор, пока полностью не завершится процесс гашения (обычно не менее двух недель). Известковое тесто с размером непогасившихся зерен менее 0,6 мм можно применять сразу. Крупные непогасившиеся зерна опасны тем, что среди них могут быть пережженные зерна (пережог).

Содержание воды в известковом тесте не нормируется. Обычно в хорошо выдержанном тесте соотношение воды и извести около 1:1.

Твердение. Известковое тесто состоит из насыщенного водного раствора Са(ОН)2 и мельчайших нерастворившихся частиц извести; По мере испарения из него воды образуется пересыщенный раствор Са(ОН)2, из которого выпадают кристаллы, увеличивающие содержание твердой фазы. При этом происходит усадка твердеющей системы, которая в определенных условиях (например, при твердении известковой смеси на жестком основании — штукатурный слой) может вызвать растрескивание материала. Поэтому известь всегда применяют с заполнителями (например, известково-песчаные растворы) или в смеси с другими вяжущими для придания материалу пластичности.

Известковое тесто, защищенное от высыхания, неограниченно долго сохраняет пластичность, т. е. у такой извести «отсутствует» процесс схватывания. Затвердевшее известковое тесто при увлажнении вновь переходит в пластичное состояние (известь — неводостойкий материал).

Однако при длительном твердении (десятилетия) известь приобретает довольно высокую прочность и относительную водостойкость (например, в кладке старых зданий). Это объясняется тем, что на воздухе известь реагирует с углекислым газом, образуя нерастворимый в воде и довольно прочный карбонат кальция, т. е. как бы обратно переходит в известняк.

Процесс этот очень длительный, и полной карбонизации извести практически не происходит.

Существует мнение, что при длительном контакте извести с кварцевым песком в присутствии влаги между этими компонентами происходит взаимодействие с образованием контактного слоя из гидросиликатов. Это так же повышает прочность и водостойкость бетонов и кирпичной кладки на извести, имеющих возраст более 200. 300 лет.

Применение, транспортирование, хранение. Воздушную известь применяют для приготовления кладочных и штукатурных растворов как самостоятельное вяжущее, так и в смеси с цементом; при производстве силикатного кирпича и силикатобетонных изделий; для получения смешанных вяжущих (известково-шлаковых, известково-зольных и др.) и для красок.

Негашеную известь, особенно порошкообразную, при транспортировании и хранении предохраняют от увлажнения. Порошкообразная известь — кипелка гасится даже влагой, содержащейся в воздухе. Максимальный срок хранения молотой извести в бумажных мешках 25 сут, в герметичной таре (металлические барабаны) — не ограничен.

Комовую известь транспортируют навалом в закрытых вагонах и автомашинах, порошкообразную — в бумажных мешках, а также в специальных автоцистернах. В таких же цистернах перевозят пушонку и известковое тесто.

Хранят комовую известь в сараях с деревянным полом, поднятым над землей на 30 см. Недопустимо попадание на известь воды, так как это может вызвать ее разогрев и пожар. На складах извести тушение пожара водой запрещается.

Источник

ЖИДКОЕ СТЕКЛО И КИСЛОТОУПОРНЫЙ ЦЕМЕНТ

Жидкое стекло и кислотоупорный цемент относят к воздушным вяжущим.

Жидкое стекло. Сырьем для производства служат чистый квар­цевый песок, кальцинированная сода Na₂CO₃ или сернокислый на­трий Na₂SO₄, реже вторым компонентом является поташ К₂СО₃.

Подготовленную сырьевую смесь сплавляют в стекловаренных печах при температуре 1300. 1400 °С. Варят стекломассу 7. 10 ч. При быст­ром охлаждении масса твердеет и распадается на куски. Застывшие куски называют силикат-глыбой. Затем силикат-глыбы растворяют паром (в автоклаве) высокого давления 0,5. 0,6 МПа при 150 °С. При этих условиях силикат-глыбы легко переходят в жидкое состояние. Этот вязкий раствор и называют жидким стеклом. Таким образом, жидкое стекло— это натриевый Na₂O-nSiO₂ или калиевый К₂О • 7iSiO₂ силикат. Качество жидкого стекла характеризуется показателями — модулем и плотностью. Модуль стекла — это отношение количества оксида кремния к оксиду металла. Чем больше модуль, тем выше качество стекла. Для строительных целей используют чаще натриевое стекло модулем 2,5. 3,0, калиевое — модулем 3. 4 приме­няют реже. Плотность жидкого стекла 1300. 1500 кг/м 3 характеризует его концентрацию, твердеет только на воздухе вследствие высыхания и выделения аморфного кремнезема «SiO₂. Процесс твердения мож­но ускорить, добавив катализатор — кремнефтористый натрий.

Жидкое стекло широко применяют в строительстве: для полу­чения силикатных огнезащитных красок, для защиты природных ка­менных материалов от выветривания, для уплотнения (силикатиза­ции) грунтов, для получения кислотоупорного цемента и бетона.

Кислотоупорный цемент получают совместным тонким помо­лом чистого кварцевого песка и кремнефтористого натрия Na₂SiF₆ .

Вяжущим материалом в кислотоупорном цементе является жидкое стекло. Твердение кислотоупорного цемента происходит при темпера­туре воздуха не менее +10 °С. Начало схватывания не ранее 30 мин, конец — не позднее 6 ч. Растворы и бетоны, приготовленные на ки­слотоупорном цементе, обладают высокой стойкостью против действия большинства минеральных и органических кислот, но теряют проч­ность в воде и разрушаются в едких щелочах.

Применяют кислотоупорные цементы для футеровки химиче­ской аппаратуры, возведения башен, резервуаров и других сооруже­ний химической промышленности.

ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ИЗВЕСТЬ

Гидравлической известью (ГОСТ 9179—77) называют гидрав­лическое вяжущее вещество, получаемое умеренным обжигом (не до спекания) при 900. 1100 °С мергелистых известняков, содержащих от 6 до 20% глинистых примесей. В процессе обжига часть образующего СаО связывается с составными частями глины А1₂О₃ • SiO₂ Fe₂O₃ • образуя силикаты 2CaO-SiO₂, алюминаты СаО-А1₂О₃ и ферриты кальция 2CaO-Fe₂O₃, придающие извести способность гидравличе­ского твердения: порошок гидравлической извести, затворенный во­дой, после затворения на воздухе продолжает твердеть и под водой.

Температура и режим обжига гидравлической извести зависит от состава и структуры обжигаемого сырья. Кроме глинистых и песча­ных примесей мергелистые известняки содержат 2. 5% углекислого магния и некоторые другие примеси. Для получения качественного продукта, необходимо применять мергелистые известняки с возможно более равномерным распределением глинистых и других включений.

Гидравлическую известь гасят водой, гасится она не полностью. Смоченная водой гидравлическая известь гасится и рассыпается в порошок, а залитая водой образует пластичное тесто. Приготовленное тесто дольше суток хранить нельзя, так как оно затвердевает. Гид­равлическую известь делят на слабогидравлическую и сильногидрав­лическую. Слабогидравлическая содержит активных СаО + MgO в пересчете на сухое вещество не менее 15 и не более 60%, сильногид­равлическая — соответственно не менее 1 и не более 15%, так как чем больше содержание свободного СаО, тем меньше у извести способ­ность к гидравлическому твердению.

Негашеная гидравлическая известь представляет собой поро­шок желтоватого цвета. Истинная плотность 2,2. 3,0 г/см 3 , средняя плотность в рыхлом состоянии 500. 800кг/м 3 , в уплотненном — 85О. 11ООкг/м 3 .

Тонкость помола характеризуется остатком на ситах № 02 и 008 соответственно 1 и 10%. Предел прочности при сжатии определяют на образцах в возрасте 28 сут комбинированного твердения (7 сут при влажном воздухе и 21 сут— в воде). Для слабогидравлической извес­ти предел прочности при сжатии не менее 2 МПа, для сильногидрав­лической — не менее 5 МПа.

Применяют гидравлическую известь для приготовления штука­турных и кладочных растворов, предназначенных для сухой и влаж­ной среды, бетонов низких марок. Эта известь дает более прочный раствор, но менее пластичный по сравнению с воздушной известью.

Гидравлическую известь следует хранить в сухих закрытых по­мещениях. На стройку транспортируют в цементовозах, контейнерах или бумажных битуминизированных мешках.

ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ

Портландцементом (ГОСТ 10178—85) называют гидравлическое вяжущее вещество — продукт тонкого измельчения цементного клинкера, который получают путем обжига до спекания природного сырья или искусственной сырьевой смеси определенного состава, обеспечивающей в цементе преобладание силикатов кальция.

Для регулирования сроков схватывания цемента при помоле клинкера добавляют до 3,5% гипса по массе цемента. Для получения специальных свойств портландцемента вводят активные минераль­ные добавки.

По производству и применению портландцемент занимает пер­вое место среди других вяжущих веществ. Его широко используют для получения сборного, монолитного железобетона в промышленном, жилищном, гидротехническом, дорожном и других отраслях строи­тельства.

Для производства бетона и растворов требуется ориентировочно несколько тысяч тонн цемента. Область применения цемента крайне широка, поэтому его справедливо называют «хлебом строительства».

Производство портландцемента.Сырье, пригодное для по­лучения портландцемента, должно содержать около 75. 78% извест­няка и 22. 25% глины. Таким природным сырьем являются известня­ковые мергели, известняки, мел, ракушечник, известняковый туф и глинистые горные породы. С известняковыми породами в состав це­мента вводится оксид кальция СаО, а с глиной — оксиды кремния SiO₂, алюминия А1₂О₃ , железа Fe₂O₃, в известняковом мергеле есть

все необходимые оксиды.

В зависимости от способа подготовки сырьевой смеси различают мокрый и сухой способы производства портландцемента.

Мокрый способ производства портландцемента (рис. 17). Сырьевые материалы, доставляемые из карьера на завод в кусках, под­вергают предварительному измельчению (до размеров не более 5 мм).

Рис. 17 Технологическая схема производства портландцемента мокрым способом:

1 – шиековая дробилка; 2 – молотковая дробилка; 3 – объединенный склад;

4 – валковая дробилка; 5 – болтушки; 6 – ковшовый питатель;

7 – бункера сырьевых мельниц; 8 – тарельчатые питатели; 9 – сырьевая мельница;

10 – коррекционные вертикальные шламбассейны;

11 – горизонтальные шламбассейны; 12 – вращающаяся печь; 13 – холодильник;

14 – цементные силосы; 15 – упаковочная машина; 16 – отгрузка цемента

Твердые породы измельчают в дробилках, а более мелкие (глина, мел) перемешивают в бассейнах — болтушках с водой. Для более тон­кого измельчения компонентов используют шаровые мельницы.

Из мельницы смесь известняка, глины и воды выходит в виде сметанообразной массы — шлама (Н₂О содержит 36. 42%).

Шлам насосами подается в коррекционные шламбассейны, представляющие собой стальные или железобетонные резервуары ци­линдрической формы, где окончательно корректируется химический состав шлама. Во избежание расслоения шлам в бассейне перемеши­вают сжатым воздухом. Подготовленный шлам перекачивают в гори­зонтальные шламбассейны большей емкости, в них создается запас шлама на 3. 4 сут для бесперебойной работы печей.

Из бассейнов шлам равномерно подается на обжиг во вращаю­щиеся печи. Вращающаяся печь представляет длинный стальной ци­линдр, внутри футерованный огнеупорным материалом. Длина печи 150. 185 м, диаметр до 5 м.

Печь расположена под небольшим уклоном к горизонту (3. 4°) и медленно вращается вокруг своей оси. Шлам загружают в верхней стороне печи, и он передвигается к нижнему ее концу. Навстречу ма­териалу перемещаются горячие газы и нагревают его до требуемой температуры. В шламе протекают следующие физико-химические процессы. Вначале масса высыхает и образуются комья. Затем выго­рают органические вещества и начинается дегидратация — удаление химически связанной гидратной воды. При 800. 1000 °С происходит интенсивный процесс диссоциации карбоната кальция с образовани­ем оксида кальция и углекислого кальция, который удаляется вместе с продуктами горения. Оксид кальция СаО вступает в химические ре­акции с оксидами глины.

Наиболее интенсивно реакции химического соединения СаО происходят при 1200.. 1250 °С, при этом образуются двухкальциевый силикат, трехкальциевый алюминат и четырехкальциевый алюмо-феррит. При температуре 1300 °С трехкальциевый алюминат ЗСаО • А1₂О₃ и четырехкальциевый алюмоферрит 4СаО • А1₂О₃ • Fe₂O₃

расплавляются и образуют клинкерную жидкость, в которой раство­ряются СаО и 2СаО • SiO₂ с образованием трехкальциевого силиката

3CaO-SiO₂, который кристаллизуется из расплава при 1450 °С.

Трехкальциевый силикат — важнейший минерал клинкера. При по­нижении температуры до 1300 °С жидкий расплав застывает, закан­чивается процесс спекания.

Клинкер представляет собой зерна серовато-зеленого цвета, твердые, размером до 25 мм. Раскаленный клинкер поступает в холодильник, где охлаждается до 80. 100 °С холодным воздухом. Из холо­дильника клинкер поступает на склад, где находится в течение 1. 2 нед. За это время снижается твердость зерен клинкера, что в даль­нейшем облегчает помол. Клинкер размалывают совместно с гипсом и активными минеральными добавками в трубных шаровых мельни­цах. Готовый цемент направляется в силосы на 2 нед. Затем цемент упаковывают в бумажные мешки по 50 кг.

ГОСТ 10178—85 предусматривает выпуск трех видов портланд­цемента: ДО — без добавок, Д5 — 5% активных минеральных добавок и Д20 — свыше 5% добавок, но не более 20%.

Сухой способ производства портландцемента применяют, когда сырье имеет невысокую влажность 8. 10%. Сущность технологиче­ских операции не меняется, однако они осуществляются иными приемами. Производство сухим способом проще, чем мокрым: отсутст­вует процесс образования шлама, можно совместить помол сырьевых материалов с подсушкой.

Таким образом, сырьевые материалы дробят, сушат, измельча­ют. Затем сухой порошок гранулируют или формуют в брикеты. Гра­нулы обжигают в циклонных теплообменниках, вращающихся печах, брикеты — в шахтных печах.

В условиях экономии топливно-энергетических ресурсов следует ориентировать цементную промышленность на расширение сухого способа производства.

Наряду с этими двумя основными способами применяют третий, комбинированный. Подготовку сырья осуществляют по схеме мокрого способа, затем полученную жидкую сметанообразную массу (шлам) частично обезвоживают, приготовляют из нее гранулы и обжигают по схеме сухого способа.

Свойства портландцемента.К основным свойствам портландцемента относятся тонкость помола, водопроводность, сроки схватывания, равномерность изменения объема и прочность.

Портландцемент— порошок серо-зеленого цвета со средней плотностью в рыхлом состоянии — 1000. 1100 кг/м 3 , в уплотненном — 1400. 1700 кг/м 3 , истинная плотность — 3,05. 3,15 г/см 3

Тонкость помола влияет на скорость схватывания. Чем тоньше измельчен цементный клинкер, тем быстрее и полнее протекает взаимодействие цемента с водой и тем выше будет его прочность.

Тонкость помола можно определить двумя способами:

определением его удельной поверхности.

Удельная поверхность — это величина поверхности зерен (в см 2 ) в 1 г цемента. Остаток на сите № 008 составляет не более 15%. Удельная поверхность должна быть 2500. 3000 см 2 /г.

Водопотребность и нормальная густота. Портландцемент затво­ряют водой. Под водопотребностью понимают то количество воды (в %), которое необходимо ввести в цемент для получения теста нормальной густо­ты. Определение нормальной густоты производят с помо­щью прибора Вика.При испытании нормальной густо­той теста считают такую его конси­стенцию, при кото­рой пестик прибора, погружаясь в коль­цо, заполненное тестом, не доходит до дна кольца на 5. 7 мм.

Нормальная густота цементного теста 2 4. 2 8% от массы цемента.

Сроки схва­тывания. Начало схватывания согласно ГОСТу не ранее 45 мин (обычно наступает через 1. 2ч). Окончание схватывания не позднее 10 ч от начала затворения (обычно через 4. 6ч). Окончание тверде­ния — через 28 сут.

Равномерность изменения объема цемента характеризует его доброкачественность. Данный показатель устанавливают по образ­цам-лепешкам, которые кипятят в воде и выдерживают над паром. Если после испытания на лицевой поверхности лепешек нет трещин, сетки морщин, то цемент считается доброкачественным. При нерав­номерном изменении объема снижается не только предел прочности, но и разрушается цементный камень.

Прочность характеризуется маркой. Марку устанавливают по пределу прочности при изгибе образцов-балочек размером 40x40x160 мм и при сжатии их половинок, изготовленных из цёментнопесчаного раствора состава 1:3 (по массе) и испытанных через 28 сут. Предел прочности при сжатии в возрасте 28 сут называют ак­тивностью цемента.

Согласно ГОСТ 10178—85 портландцемент имеет следующие марки: М400, 500, 550, 600. Условное обозначение портландцемента должно состоять из: наименования вида цемента — портландцемент (ПЦ); марки цемента; содержания добавок; обозначения стандарта.

Например, ПЦ-400Д20 ГОСТ 10178—85 — портландцемент мар­ки 400, добавок 20%.

Коррозия цементного камня.Коррозия портландцемента (в бетонах и растворах) происходит под действием агрессивной среды, создаваемой различными жидкостями и газами.

Различают три основных вида коррозии цементного камня. На практике редко наблюдается разрушение цементного камня под дей­ствием какого-то одного вида. Обычно одновременно протекает не­сколько видов коррозии.

Коррозия первого вида возникает от действия на цементный камень пресных вод.

Пресные воды, соприкасаясь с цементным камнем, растворяют и вымывают выделяющуюся при твердении портландцемента Са(ОН)₂,

которая больше растворяется в воде по сравнению с другими продук­тами гидратации. Удаляющийся из цементного камня гидроксид кальция разлагает другие гидраты, вследствие чего бетоны становят­ся более пористыми и постепенно разрушаются.

Ко второму виду коррозии относятся процессы, происходящие под действием вод, содержащих химические вещества (соли), всту­пающие в обменные реакции с составными частями цементного кам­ня. Образующиеся при этом продукты реакции либо легкорастворимы и уносятся водой, либо выделяются в аморфном виде, не обладая прочностью. Чаще всего наблюдается коррозия бетона под действием углекислых вод, так как углекислота имеется во многих природных водах.

Вредное влияние на цементный камень оказывает также и со­ляная кислота, которая часто содержится в сточных водах промыш­ленных предприятий и просачиваясь в почву, разрушает подземные бетонные конструкции (фундаменты и др.).

К третьему виду коррозии относятся процессы, связанные с об­разованием малорастворимых продуктов, которые постепенно накап­ливаются в капиллярах, порах и других пустотах цементного камня. По мере увеличения объема этих отложений, цементный камень сна­чала уплотняется, а затем начинает разрушаться. Примером тому служит сульфатная коррозия — разрушение цементного камня под действием вод, в которых растворены соли сульфатов. Вследствие об­менных реакций образуется труднорастворимый гидросульфоалюми-нат кальция (цементная бацилла), который при кристаллизации уве­личивается в объеме до 2,86 раза и разрушает цементный камень.

Меры борьбы с коррозией. Самый надежный способ — примене­ние гидроизоляции, при этом вода не проникает внутрь цементного камня и разрушающих процессов не происходит. Защиту цементного камня осуществляют за счет применения цементов определенного минералогического состава (сульфатостойкий цемент), введения ак­тивных минеральных добавок (пуццолановый и шлакопортландце-мент), тщательного уплотнения бетонной смеси, а также применения защитных облицовок и покрытий — полимерными пленками, битум­ными обмазками, керамическими и стеклянными плитками, которые исключают воздействие агрессивной среды на конструкции.

Применение, транспортирование и хранение цементов.Области применения портландцемента обширны и разнообразны. Высокая прочность, свойство сравнительно быстро твердеть на возду­хе и в воде выдвигают портландцемент на первое место среди других видов цементов. Портландцемент применяют для изготовления бе­тонных и железобетонных конструкций, работающих в подземных, подводных и наземных условиях. Не следует применять его для изго­товления конструкций, подвергающихся действию воды морской, ми­нерализированной или даже пресной — проточной или подаваемой под большим давлением.

Транспортируют портландцемент в крытых или специальных железнодорожных вагонах и в автомобилях-цементовозах, приспособ­ленных для механической разгрузки. Загружают цемент в такие ем­кости главным образом пневматическим способом. Перевозят порт­ландцемент и в многослойных бумажных мешках, которые удобны при транспортировке.

Хранить цемент следует в закрытых складах с плотной крышей, стенами и деревянным полом, возвышающимся над землей. При этом следует учитывать, что при хранении даже в самых благоприятных условиях, активность цемента снижается в результате частичной гид­ратации и карбонизации. При хранении 3 мес активность цемента снижается на 15. 20%, через 6 мес — на 20. 30%.

Источник