Цемент с пуццоланой что это


Пуццолановый цемент, производство и применение пуццоланового цемента.

Пуццолановым цементом называется  гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и во влажных условиях, получаемое путем совместного помола цементного клинкера с активной минеральной добавкой или тщательным смешением в сухом виде тех же раздельно измельченных материалов.

Весовое содержание добавок зависит от их состава и свойств. Содержание добавок осадочного происхождения составляет 20-35%, добавок вулканического происхождения обожженной глины, глиежа и топливной золы 25-40%. Устанавливая оптимальное соотношение между цементным клинкером и активной минеральной добавкой, приходится также учитывать и минералогический состав клинкера. При помоле пуццоланового цемента добавляют гипс в количестве, необходимом для регулирования сроков схватывания, с тем, однако, чтобы содержание SO3 в пуццолановом цементе не превышало 3,5%.

Производство пуццоланового цемента по наиболее распространенному способу - совместному помолу - отличается от производства цемента тем, что клинкер, выходящий из печи, размалывается в  многокамерной мельнице вместе с активной минеральной добавкой и гипсом. До помола добавку дробят и сушат в сушильном барабане, гипс же только дробят. Поскольку расходы по получению клинкера выше, чем расходы по дроблению и сушке добавки, себестоимость пуццоланового цемента ниже себестоимости цемента. С увеличением количества вводимой добавки себестоимость уменьшается.

Требуемое количество добавки зависит от активности: чем она выше, тем меньше ее вводится в пуццолановый цемент. Хотя мaлоактивныe дешевые добавки вводимые в большем количестве (чем активные), понижают стоимость цемента, все же нет оснований считать эти добавки более выгодными. Даже при оптимальных дозировках они дают пуццолановый цемент меньшей прочности, чем более активные добавки, так как содержат сравнительно больше инертных составляющих.

Пуццолановый цемент можно изготовлять не только на заводах, но и непосредственно на стройках, в специальных сушильно-помольных установках, где активная минеральная добавка высушивается, размалывается и смешивается с цементом или осуществляется совместный помол клинкера с предварительно высушенной добавкой. При этом транспортируется только клинкер, так как перевозить его удобнее, чем измолотый цемент; кроме того, уменьшается загрузка транспорта, так как добавка является местным материалом. Наряду с этим, на стройках получают свежеизготовленныЙ пуццолановый цемент, состав которого можно изменять, вводя в него наполнители. Однако строительство помольных установок может оказываться рентабельным только на очень крупных стройках.

В других случаях можно применять предложенную С. В. Шестоперовым мокрую пуццоланизацию цемента, при которой активная минеральная добавка в смеси с водой вводится в виде водной суспензии в бетономешалку в процессе изготовления бетонной смеси. Это возможно лишь при легко распускающихся в воде добавках, какими являются многие виды трепелов и диатомитов. Мокрая присадка гидравлических добавок была впервые применена на строительстве канала имени Москвы. Наряду с мокрой возможна и сухая присадка в бетономешалку тонкоизмолотой добавки. Однако в этом случае она хуже смешивается с цементом.

Требования стандарта к тонкости помола такие же, что и для цемента, остаток на сите №008 не должен превышать 15%. Однако целесообразно размалывать пуццолановый цемент возможно более тонко, так как при этом увеличивается поверхность взаимодействия между реагирующими компонентами, что ведет к ускорению твердения. Весьма эффективен, особенно при использовании мягких добавок, двухступенчатый помол, при которого вначале измельчают цементный клинкер с гипсом до обычной или несколько меньшей удельной поверхности, а затем в мельницу подают активную минеральную добавку, и всю смесь измельчают до заданной тонкости помола. При совместном помоле, когда в мельницу одновременно загружают клинкер, добавку и гипс, добавка размалывается в первую очередь, и она оказывается измельченной более тонко, чем цементным клинкер, что понижает свойства пуццоланового цемента.

При твердении пуццоланового цемента вначале взаимодействуют с водой цементные частицы, образуя гидрат окиси кальция, двухкальциевый гидросиликат С2SН2 и высокоосновные гидроалюминаты и гидроферриты кальция. Наличие активной минеральной добавки ускоряет гидратацию и гидролиз цементной части пуццоланового цемента. Вслед за этим активная составляющая добавок вступает во взаимодействие с продуктами гидратации цемента, в первую очередь с гидратом окиси кальция. Это вызывает постепенное уменьшение концентрации извести в жидкой фазе твердеющей системы, в результате чего двухкальциевый гидросиликат переходит в однокальциевый - CSH (В), а высокоосновные гидроалюминаты - в менее основные. При взаимодействии гидроалюминатов и активного Si02 возможно образование сульфатостойких гидрогранатов типа 3СаО*Аl2О3* xSi02(6-2х) Н2О, которые значительно быстрее возникают при автоклавном твердении.

Пуццолановые цементы, при твердении которых связывается гидрат окиси кальция и образуются менее основные гидросиликаты и гидроалюминаты кальция, чем при твердении цемента, значительно более стойки по отношению к выщелачиванию пресной водой и к воздействию минерализованых вод.

Некоторые активные минеральные добавки, например обожженная глина, содержат довольно много активного глинозема, который при взаимодействии с гидратом окиси кальция образует в процессе твердения значительное количество гидроалюмината кальция, способствующего образованию дополнительного количества гидросульфоалюмината кальция при сульфатной коррозии. Поэтому пуццолановый цемент на основе обожженной глины в течение длительного времени рекомендовали лишь для сооружений, подверженных воздействию пресных вод.

Однако работы И. С. Канцепольского показали, что если каолинитовые и полиминеральные глины обжигать при температуре перехода аморфного глинозема в кристаллическое состояние (900-1000 °C), то при таком обжиге глинозем теряет свою химическую активность, а кремнезем в определенной степени сохраняет ее. Таким образом, обожженные глины повышают сульфатостойкость цемента. Сульфатостойкий цемент получается в этом случае при повышенных дозировках высокообожженных глин (30% и выше). На этой основе в Средней Азии выпускается глиеж-цемент, стойкий как в пресных, так и в минерализованных водах. Растворимого глинозема в глиеже должно быть не более 3%.

При взаимодействии с водой и гидратом окиси кальция, образующегося при твердении цемента, отдельные зерна измельченной добавки увеличиваются в объеме (набухают). Это вызывает уплотнение раствора или бетона. Уплотнение увеличивает также водо- и солестойкость пуццоланового цемента, так как затрудняет проникновение агрессивных вод внутрь бетонного массива и препятствует разрушению бетона. Поэтому при определении активности минеральной добавки необходимо устанавливать степень ее набухания в известковой воде.

Объемный вес пуццоланового (трепельного) цемента в рыхлом состоянии 800-1000 кг/м3, а в уплотненном 1200-1600 кг/м3. Удельный вес его - 2,7-2,9. Следовательно, как объемный, так и удельный вес пуццоланового цемента ниже, чем у цемента. Поэтому выход теста из пуццоланового цемента больше, чем из цемента. При одном и том же весовом количестве вяжущего вещества из пуццоланового цемента получается более плотный и водонепроницаемый бетон, так как объем этого количества пуццоланового цемента больше объема цемента.

Пуццолановый цемент твердеет медленнее, чем цемент. При стандартных испытаниях в трамбованных образцах из раствора жесткой консистенции впервые сроки он обладает меньшей прочностью, чем цемент, из которого он изготовлен. Однако в дальнейшем пуццолановый цемент догоняет и даже перегоняет его порочности, причем чем активнее добавка, тем в более короткий срок это происходит.

Более высокая конечная прочность пуццоланового цемента объясняется тем, что общее количество гидросиликата кальция, образующегося в пуццолановом цементе, больше, чем в цементе. Медленное нарастание прочности пуццоланового цемента впервые сроки вызывается тем, что вводимая добавка как бы разбавляет цементный раствор, уменьшает количество чистого цемента. Однако, как только значительное количество активного кремнезема добавки вступит во взаимодействие с выделяющимся гидратом окиси кальция, твердение значительно ускоряется и прочность растворов из пуццоланового цемента становится такой же, как и у растворов из цемента. Поэтому растворы и бетоны на пуццолановом цементе должны находиться во влажной среде более продолжительное время, чем изделия из цемента.

Замедление твердения вызывается также большей водопотребностью пуццолановых цементов, особенно изготовляемых на основе трепелов и диатомитов. Введение активных минеральных добавок увеличивает количество воды, необходимое для получения цементного теста нормальной густоты примерно с 25 до 30-40% и выше. Соответственно повышается и нормальная густота раствора с песком 1:3. При использовании в качестве добавок трасса или туфа водопотребность пуццоланового цемента несколько меньше, но все же превышает водопотре6ность цемента.

Повышенный расход воды и ряд других причин вызывают необходимость увеличивать расход пуццоланового цемента на 1м3 бетона на 15-20% по сравнению с цементом той же марки. Вид используемой добавки влияет на свойства пуццоланового цемента. Поэтому, чтобы иметь более точное представление о свойствах данного вяжущего, вместо обобщенного названия «пуццолановый цемент» целесообразнее применять частные названия: трепельный цемент, трассовый и т. д.

Не повышает водопотребности бетонной смеси добавка золы уноса, которую можно вводить в состав, как цемента, так и бетонной смеси. Замена золой части цемента позволяет уменьшить его расход, практически не ухудшая качества бетона.

При испытании стандартных трамбованных образцов из растворов жесткой консистенции отставание пуццоланового цемента по прочности наблюдается лишь в течение очень краткого времени, так как сказывается высокая уплотняющая способность гидравлических добавок и больший выход цементного теста.

При испытании в образцах из растворов пластичной консистенции, т. е. в условиях, более близких к практическим, скорость нарастания прочности пуццоланового цемента замедляется больше и в большинстве случаев даже в отдаленные сроки она не достигает прочности цемента.

Твердение пуццоланового цемента можно ускорить, применяя ряд мероприятий, в частности используя более активные добавки, клинкер с повышенным содержанием трехкальцииевого силиката и трехкальциевого алюмината, которые весьма быстро гидратируются. Ускоряют твердение также более тонкий помол пуццоланового цемента, увеличение в известных пределах дозировки гипса, а также добавка хлористого кальция.

Марки пуццоланового цемента по ГОСТ 970-61: 300, 400, 500 и 600. Они соответствуют пределу прочности при сжатии через 28 суток образцов из раствора жесткой консистенции в кг/см2. Намечаемый к введению ГОСТ 10178-62 предусматривает марки 200, 250, 300, 400 и 450 при испытании в образцах из раствора пластичной консистенции. Предел прочности при изгибе должен быть соответственно не менее: 35, 40, 50, 60 и 65 кг/см2.

При твердении пуцоланового цемента вследствие более медленного течения этого процесса выделяется меньше тепла, чем при твердении цемента. Однако снижение тепловыделения не пропорционально содержанию добавки (оно меньше), что объясняется ускорением гидратации цементных зерен.

Стандарт предусматривает такие же сроки схватывания для пуццоланового цемента, как и для цемента: начало схватывания должно наступать не ранее 45 мин, а конец не позднее 12 ч. Пуццолановый цемент должен обнаруживать равномерность изменения объема при испытании кипячением и в парах воды.

Водоотделение пуццолановых цементов меньше, чем у цемента, при твердых добавках (трасс, туф и др.) оно мало отличается от водоотделения цемента. Усадка и набухание пуццоланового цемента, при твердении на воздухе и в воде, более высокие, чем у цемента, причем наибольшую усадку и набухание дают пуццолановые цементы на основе добавок осадочного происхождения.

Пуццолановый цемент уступает цементу по воздухостойкости. При достаточно длительном твердении во влажных условиях в первые сроки он не обнаруживает обычно при дальнейшем твердении на воздухе снижения прочности. Однако прирост прочности в этом случае значительно меньше, чем при хранении в воде.

Применять пуццолановый цемент при пониженных температурах нецелесообразно, так как при этом сильно замедляется и без того медленное твердение этого цемента. Наоборот повышенная температура в сочетании с влажной средой дает благоприятные результаты. Поэтому ускорение твердения пуццоланового цемента путем водотепловой обработки дает относительно больший эффект, чем для цемента. Пуццолановый цемент обнаруживает меньшую морозостойкость чем цемент.

Прочность пуццоланового цемента при длительном хранении (на складах) понижается быстрее, чем прочность цемента вследствие большей гигроскопичности активных минеральных добавок. Они поглощают влагу из воздуха, а это вызывает гидратацию некоторой части пуццоланового цемента.

Для повышения сульфатостойкости пуццолановый цемент изготовляют из клинкера с пониженным содержанием трехкальциевого алюмината (не более 8%.). Такой продукт  носит название сульфатостойкого пуццоланового цемента. Содержание С3S в нем не должно превышать 50%.

Пуццолановый цемент применяют для подводных и подземных бетонных и железобетонных конструкций, подвергающихся действию пресных и сульфатных вод. Его можно использовать и для конструкций, а также строительных растворов, находящихся в условиях повышенной влажности. Его применяют также для внутримассивного бетона гидротехнических сооружений. Вследствие пониженной морозо- и воздухостойкости этот цемент не рекомендуется использовать в наземных бетонных и железобетонных конструкциях в условиях воздушного твердения. Наблюдающееся при этом быстрое высыхание может приостановить твердение и вызвать значительную усадку цемента. Не рекомендуется также применять пуццолановый цемент для тех частей сооружений, которые находятся на переменном уровне воды в условиях попеременного увлажнения и высыхания, замораживания и оттаивания.

www.voscem.ru

Пуццолановый цемент

Пуццолановый цемент – один из распространенных типов вяжущих веществ. Другое его название – портландцемент с пуццоланой. От традиционного портландцемента данная смесь отличается более медленным процессом нарастания прочности на первоначальных этапах твердения.

Пуццолановый цемент чувствителен к перепадам внешней температуры в процессе затвердевания. Если нужно, чтобы схватывание и затвердевание протекали медленно, работы с цементной смесью следует проводить в пределах 10-12 градусов по Цельсию. При температуре 5 градусов по Цельсию данные процессы практически полностью затормаживаются. Это делает затруднительным использование пуццоланового цемента на улице в холодное время года.

При более высокой температуре процесс схватывания и затвердевания цементной смеси ускоряется в разы, в том числе, по сравнению с традиционным портландцементом. Поэтому изделия и объекты, сооруженные из пуццолановой смеси, для достижения лучшего эффекта нужно подвергать тепловой обработке электричеством или паром при температуре 85-95 градусов по Цельсию.

Процесс изготовления

Для выпуска пуццолановой цементной смеси требуется цементный завод, имеющий полный технологический цикл, т.е., завод, на котором изготавливают портландцементный клинкер. Такие промышленные объекты отличаются от объектов, занимающихся исключительно выработкой портландцемента, поскольку имеют помолочное отделение, в котором можно раздробить и просушить добавки.

В качестве добавок заводами, чаще всего, используется местное сырье, поэтому название «пуццолановый» достаточно условно. Чаще всего в роли добавок выступают природные минеральные элементы – диатомит, трепел, глиеж, реже – побочная продукция от энергетического производства.

После сушки и раздробления, добавки подаются в специальный бункер, расположенный перед мельницей. Через дозатор они попадают в мельницу, где соединяются и перемалываются вместе с гипсом и клинкером. Отдельный помол клинкера и добавок не выгоден, поскольку сложно достичь их хорошего смешения и получить однородную массу.

Особенности пуццоланового цемента

Материал имеет следующие преимущества:

  • при одинаковом расходе по массе, пуццолановая смесь дает больший объем раствора или бетона, по сравнению с другими видами смесей.
  • высокие связующие способности;
  • простота в обработке;
  • отличная сцепляемость с железобетонной арматурой;
  • устойчивость к появлению трещин.

К недостаткам можно отнести:

  • снижение активности при долгом хранении;
  • расход воды при затворении больше, чем у других видов цементных смесей.

Применение

Пуццолановый цемент применяется при возведении подводных и подземных объектов из бетона или железобетона, подвергающихся воздействию вод (сульфатных, пресных). Материал незаменим для строительства конструкций, находящихся в среде с постоянно повышенной влажностью. Кроме того, может использоваться для внутримассивного бетона гидротехнических объектов.

zao-elsi.ru

ПУЦЦОЛАНОВЫЙ ЦЕМЕНТ - это... Что такое ПУЦЦОЛАНОВЫЙ ЦЕМЕНТ?

  • пуццолановый цемент — — [https://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN pozmix cementpuzzolan cementpozzolan lime cement …   Справочник технического переводчика

  • пуццолановый цемент — цемент, в состав которого вводится активная кремнезёмистая (пуццолановая) добавка, повышающая стойкость изделий из пуццоланового цемента к разрушающему воздействию пресных и сульфатных вод. * * * ПУЦЦОЛАНОВЫЙ ЦЕМЕНТ ПУЦЦОЛАНОВЫЙ ЦЕМЕНТ, цемент, в …   Энциклопедический словарь

  • пуццолановый цемент — pucolaninis cementas statusas T sritis chemija apibrėžtis Cementas iš rišamosios medžiagos ir aktyvių mineralinių priedų – pucolanų. atitikmenys: angl. pozzolan cement; pozzolanic cement; puzzolan cement; puzzolanic cement rus. пуццолановый… …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • Пуццолановый цемент —         собирательное название группы цементов, в состав которых входит не менее 20% активных минеральных добавок (См. Добавки). Термин «П. ц.» происходит от названия рыхлой вулканической породы пуццоланы, применявшейся ещё в Древнем Риме в… …   Большая советская энциклопедия

  • известково-пуццолановый цемент — — [https://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN lime puzzolan cement …   Справочник технического переводчика

  • Цемент пуццолановый — – продукт совместного помола портландцемента и пуццолановной добавки (от 20 % до 40 %). [Терминологический словарь по бетону и железобетону. ФГУП «НИЦ «Строительство» НИИЖБ и м. А. А. Гвоздева, Москва, 2007 г. 110 стр.] Цемент пуццолановый… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • Цемент известково-пуццолановый — – вяжущее, получаемое измельчением извести совместно с минеральной (пуццолановой) добавкой. [Портик А. А. Все о пенобетоне. – СПб.: 2003. – 224 с.] Рубрика термина: Виды цемента Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы,… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • Цемент контактно-конденсационный известково-пуццолановый — – порошкообразное вещество, получаемое тонким помолом, гидратацией в дисперсионном состоянии при В/Т=1…3 в условиях пропаривания, автоклавирования или кипячения и последующей сушки 25…65% извести с 35…75% пуццолановой добавки. Прочность… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • ПУЦЦОЛАНОВЫЙ ПОРТЛАНД-ЦЕМЕНТ — вяжущее вещество, получаемое перемолом портланд цемента с гидравлическими добавками, способное твердеть на воздухе и в воде и не разрушаться от длительного воздействия морской воды. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно… …   Морской словарь

  • Цемент (неорганич. вяжущие материалы) — Цемент (нем. Zement, от лат. caementum ‒ щебень, битый камень), собирательное название искусственных неорганических порошкообразных вяжущих материалов, преимущественно гидравлических, обладающих способностью при взаимодействии с водой, с водными… …   Большая советская энциклопедия

dic.academic.ru

Пуццолановый портландцемент

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ЦЕМЕНТЫ

Это гидравлическое вяжущее, получаемое путем сов­местного тонкого измельчения портландцементного клин­кера, необходимого количества гипса и активной мине­ральной добавки либо тщательным смешиванием тех же материалов, измельченных раздельно. Содержание ак­Тивных минеральных добавок в пуццолановом портланд­цементе по ГОСТ 22266—76 должно составлять (в % массы цемента): добавок вулканического происхожде­ния, обожженной глины, глиежа или топливной золы—' не менее 25% и не более 40%; добавок осадочного' происхождения — не менее 20% и не более 30%. Коли­чество вводимой в состав цемента активной минеральной добавки зависит от ее активности. Чем она выше, тем меньше добавки надо вводить в Состав пуццоланового портландцемента для химического связывания гидрок­сида кальция, образующегося в процессе гидратации клинкерной части цемента.

Пуццолановый портландцемент выпускается у нас в количестве около 5 млн. т. Для производства пуццолано - вых портландцементов применяются различные виды ак­тивных минеральных добавок. На цементных заводах Брянском, Кричевском, Броценском, Акмянском, Гиганте и др. применяется брянский трепел с' активностью около 300 мг/г; Вольская опока той же активности использует­ся на Вольских цементных заводах, а баканская опока с активностью около 250 мг/г — новороссийскими цемент­ными заводами. Алексеевский завод потребляет мест­ную опоку активностью около 250 мг/г, Сенгилеевский завод — местный трепел активностью около 300 мг/г. Для производства белого портландцемента на Щуров - ском и Таузском цементных заводах расходуют кисатиб - ский диатомит с активностью около 300 мг/г, среднеази­атские заводы — глиеж с низкой активностью 30—50 мг/г. Вулканические туфы с активностью 50—70 мг/г приме­няются на дальневосточных заводах; пемзы и туфы при­мерно той же активности — на Закавказской группе це­ментных заводов, витофиры с активностью около 70 мг/г — на Семипалатинском заводе. Зола ТЭЦ исполь­зуется в качестве добавки к портландцементу на Ангар­ском комбинате.

Технологическая схема производства пуццолановых портландцементов обычная. Она заключается в сушке активной минеральной добавки и подаче ее в установ­ленном количестве в цементные мельницы для совмест­ного помола с клинкером при принятой дозировке гипса. Сушка материала при температурах, не превышающих 479—573 К, заметно не влияет на активность добавок. Однако наши исследования показали, что если в трепе­ле есть глинистые примеси, то сушка при 873—973 К несколько повышает его активность; рациональная тем­пература сушки для добавок вулканического происхож­дения должна устанавливаться на основе эксперимен­тальных исследований.

Твердение пуццолановых портландцементов происхо­дит в результате совокупного влияния процессов гидра­тации клинкерной части (клинкерных фаз) и реакций химического взаимодействия гидратных новообразова­ний с активными компонентами добавки. В первую оче­редь взаимодействуют добавки с гидроксидом кальция, присутствующим в жидкой фазе твердеющей системы. Этот процесс идет, как правило, медленно. Исследова­ния показали, что при рациональном содержании, напри­мер 30% трепела в цементе, гидроксид кальция еще пол­ностью не будет связан с кремнеземом трепела даже примерно через год. Реакция эта протекает при тверде­нии цемента в воде либо в сильно влажной среде; про­тивопоказано твердение в первоначальный период на воздухе, так как возможно высыхание цементного кам­ня, что замедлит либо даже прервет эту реакцию. В твердеющем пуццолановом портландцементе концентра­ция извести в жидкой фазе вследствие ее связывания активной добавкой понижается. Это способствует фор­мированию низкоос'новных гидросиликатов кальция CSH(B), с отношением С : S до 0,8, ибо, как уже отмеча­лось, основность гидросиликата кальция (С : S) зависит от концентрации гидроксида кальция в жидкой фазе.

При низкой концентрации извести неустойчивыми оказываются высокоосновные гидроалюминаты кальция. В результате наблюдается их переход в низкоосиовные гидроалюминаты типа хСаО-А120-г/Н20. Возможно так­же, преимущественно при тепловлажностной обработке, образование гидрогранатов кальция — ЗСа0-А1203- •Si02(6—2х)Н20. При повышенном содержании реакци - онноспособного (растворимого) глинозема в добавке и низкой ее активности возможно образование дополни­тельного количества С3АН6 за счет взаимодействия с гидроксидом кальция. Высокое содержание раствори­мого глинозема обычно характерно для глиежа, глини - та и некоторых видов вулканических туфов, что может привести к образованию дополнительного количества гидросульфоалюмипата кальция и изменению сульфато - стойкости и некоторых других свойств пуццолановых портландцементов.

Пуццолановый портландцемент во многом отличает­ся от портландцемента. Плотность его несколько мень­ше и равна 2,7—2,9 г/см3, поэтому при одинаковой до­зировке по массе он дает больший выход раствора или бетона. Мягкие оыхль! е добавки — трепел и диатомит в составе цемента увеличивают нормальную густоту це­ментного теста до 35% вместо 24—26%; добавки вулка­нического происхождения и искусственные повышают нормальную густоту в меньшей степени. Это приводит к увеличению водопотребности бетонной смеси на пуццо - лановых портландцементах, что несколько замедляет нарастание прочности бетона. По срокам схватывания пуццолановые цементы не отличаются от портландце­мента. Поскольку реакционная способность активных добавок вулканического происхождения, а также глие - жа увеличивается с дисперсностью, тонкость помола пуццоланового портландцемента с этими добавками должна быть повышенной. При использовании рыхлых пород, например трепела, удельная поверхность цемен­та возрастает иногда в процессе измельчения за счет дисперсности добавки, а не клинкерной части, что сле­дует учитывать при производстве этих цементов.

Пуццолановые портландцемента отличаются несколько замедленным твердением при нормальной температуре в первые сроки и при испытании в раство­рах пластичной консистенции не достигают показателей прочности на сжатие, характерных для исходных порт­ландцементов к 28-ми суткам. При твердении во влаж­ных условиях или в воде прочность пуццоланового порт­ландцемента во времени повышается и превышает прочность исходного портландцемента не только на из­гиб, но и на сжатие. Наши исследования показали, что при активном клинкере, рациональном содержании до­бавки и гипса и особенно при весьма топком помоле можно существенно повысить прочность цемента.

Для нормального роста прочности необходимо обес­печить высокую влажность среды в начальный период твердения цемента, после чего он может твердеть на' воздухе, рост прочности при этом будет меньше. По воздухостойкости он уступает портландцементу. Падение температуры примерно ниже 283 К резко замедляет ско­рость его твердения, что вызывает необходимость в искусственном обогреве. Пропаривание ускоряет твер­дение бетонов на пуццолановых портландцементах, одна­ко если в последующем бетон будет твердеть во влаж-т' ных условиях или в воде, целесообразно применять тепловлажностную обработку.

Образующиеся в результате химического связывания гидроксида кальция набухшие гидросиликаты кальция заполняют микропоры в растворах и бетонах, что вызы­вает уплотнение их структуры и придает им водонепро­ницаемость. Тем самым в значительной степени устра­няется возможность выщелачивания свободной извести под напором воды.

Пуццолановые портландцемента обладают повышен­ной связующей способностью, придают растворным и бетонным смесям большую пластичность и соответст­венно удобообрабатываемос'ть, не отличаются от порт­ландцемента по показателям сцепления с арматурой в железобетоне. Водоотделение в цементных растворах и бетонах заметно уменьшается при мягких добавках (тре­пеле и др.). При гидратации пуццолановых портландце­ментов наблюдается меньшее тепловыделение, чем у портландцемента; замена 30—40% клинкера добавкой вызывает уменьшение экзотермии, но непропорциональ­но количеству добавки, так как при равномерном рас­пределении ее частиц в цементе клинкерные зерна раз­двигаются, что содействует более глубокой их гидра­тации.

Тепловыделение зависит от химико-минералогическо - го состава исходного клинкера, активности добавки и тонкости помола цемента. Поэтому количество тепла, выделяющегося при гидратации пуццолановых портланд­цементов, не поддается хотя бы примерному предвари­тельному расчету и должно устанавливаться экспери­ментальным путем. Пуццолановые портландцемента отличаются повышенной усадкой, которая, так же как и тепловыделение, зависит от ряда факторов. Заметное увеличение усадки связано с повышением водопотреб- иости при применении мягких рыхлых добавок — тре­пела и др.

Пуццолановые портландцемента характеризуются большей способностью к пластической деформации во влажных условиях при постоянной температуре, чем портландцемент, причем бетоны на этих цементах отли­чаются высокой трещиностойкостью, что особенно ценно для массивных бетонных гидротехнических сооружений. Пуццолановые портландцемента придают растворам и бетонам несколько пониженную морозостойкость, в осо­бенности, когда многократным (более 100 циклов) попе­ременным замораживанием и оттаиванием испытывают еще недостаточно прочный Раствоп или бетон в ранние сроки твердения. При применении пуццолановых порт­ландцементов, в которых содержатся активные мине-' ральные добавки с плотной структурой, не увеличиваю­щие водопотребность бетона, морозостойкость понижа­ется менее заметно. Это происходит тогда, когда мороз' воздействует на длительно твердевший бетон с уже по­вышенной плотностью и прочностью, например шести­месячного срока твердения.

Пуццолановый портландцемент выпускается марок 300, 400 и применяется главным образом в сооружениях, подвергающихся воздействию пресных вод: в подводных конструкциях при строительстве речных гидротехниче­ских сооружений (порты, каналы, плотины, шлюзы и' т. п.); в водопроводных сооружениях; при строительст­ве туннелей и других подземных сооружений, при про­ходке шахт и т. п.; при кладке фундаментов и подвалов гражданских и промышленных зданий. Поскольку пуц­цолановый портландцемент отличается пониженной воз­духопроницаемостью, нецелесообразно применять его' для надземных железобетонных сооружений в условиях воздушного твердения. Быстрое высыхание цемента мо­жет приостановить его твердение и вызвать сильные уса­дочные явления. Нельзя использовать пуццолановый портландцемент для частей сооружений, находящихся в зоне переменного действия воды и подвергающихся постоянному увлажнению и высыханию, замораживанию и оттаиванию.

Одно из важных свойств пуццолановых портландце­ментов— повышенная сульфатостойкость из-за незначи­тельного содержания несвязанного гидроксида кальция и повышенной водонепроницаемости. Поэтому пуццола - новые портландцементы у нас отнесены к сульфато - стойким, регламентируемым ГОСТ 22266—76 на «це­менты сульфатостойкие» (см. гл. 6). Выпускаются эти цементы на 40 заводах страны.

В условиях необходимости экономить топливно-энер­гетические ресурсы, чему способствует замена клинкера' соответствующими промышленными отходами, сущест­венно повысилась значимость проблемы применения, в частности, золы-уноса тепловых электростанций в каче­стве активной минеральной добавки для производства' пуццолановых портландцементов.

Зольные цементы. Зольные цементы являются разно­видностью пуццолановых портландцементов, регламен­тируемых действующим ТУ 34-70-10347-81. Их получают совместным помолом либо смешением портландцемент­ного клинкера и золы-унос при небольшой добавке гип­са. Зола-унос является попутным продуктом сжигания некоторых видов твердого топлива в пылевидном состоя­нии и улавливается электрофильтрами и другими уст­ройствами. Ее частицы бывают грубо- и тонкодисперс­ными и могут содержать небольшие количества несго - ревшего топлива, являющегося вредным компонентом.

Золы-унос разделяются на кислые и основные. По ОСТ 21-9-74 кислые золы-унос содержат обычно более 10—12%СаО и характеризуются количеством Si02+ 4-Al203+Fe203 более 70%. В основных золах общее ко­личество СаО может достигать 40—50% и СаОСВОб — 12—20%. По удельной поверхности золы-уноса подраз­деляются на классы. А — 3000 и Б — 2000 см2/г. Зо­ла-унос по составу приближается к обожженной глине с разным содержанием глинозема и оксидов железа и отличается значительным содержанием почти шаровид­ных частиц стекла, а также кварца, муллита и др. В за­висимости от вида сжигаемого топлива и других условий активность зол-уиоса значительно колеблется, но неко­торые их виды обладают хорошими гидравлическими свойствами.

ГОСТ на портландцемент с минеральными добавками допускает содержание в составе цемента до 15% зо­лы-уноса. Количество же ее в составе зольного цемента регламентируется установленными нормами на пуццола- новый портландцемент в пределах 25—40%- Золу-унос а часто применяют при приготовлении бетон-' ных смесей в качестве компонента обычного, а также гидротехнического бетона, причем установлено, что вве-' дение в бетонную смесь 20—25% золы-уноса обусловли­вает почти соответствующую экономию цемента при сох­ранении прочности бетона [129]. Весьма эффективна тепловлажпостиая обработка зольного цемента (бетона).

Пониженная водопотребность зольных цементов спо­собствует повышению водонепроницаемости и в боль­шинстве случаев также сульфатостойкости бетона. Вы­явилось, что новые гидратные фазы, образовавшиеся в результате химического взаимодействия портлаидцемсн-' та с золой, относительно быстро карбонизируются, что повышает прочность цементного камня. Продукты гид­ратации основных зол-унос образуются по обычной для портландцемента схеме и содержат эттрингит, порт - лаидит и соответствующее количество геля С—S—Н [93]. В современных условиях, когда необходимы малоэнер­гоемкие технологии, производство и применение зольных цементов весьма целесообразно [12]. Известно строительство многих гидротехнических соору­жений у нас и за рубежом с частичной заменой порт­ландцемента золой-уноса. В значительных объемах при­меняет золы ТЭС Ангарский цементный завод и в срав­нительно ограниченном количестве еще девять цемент­ных заводов.

Советская цементная промышленность по объему производства цемента занимает с' 1962 г. первое место в мире. Выпуск цемента в СССР в 1982 г. составил 125 млн. т, а в США — …

В последние годы советские ученые М. М. Сычев, Н. Ф. Федоров, Л. Г. Судакас, Д. И. Чемоданов разрабатывают область науки о новых видах вяжущих, представляющих собой композиции из по­рошков металлов, …

' Современные строительные цементы, состоящие из силикатов, алюминатов и алюмоферритов кальция растворяются в кислотах, и поэтому их нельзя применять в условиях кислотной агрессии. В хи­мической промышленности для связи (склеивания) штучных …

msd.com.ua


Смотрите также