Портал о строительстве и ремонтных работах

Для изготовления сборных бетонных и железобетонных элемен­тов применяется портландцемент, шлако — и пуццолановый порт­ландцемента марок не ниже 300, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 970-41. Могут также применяться специальные виды порт — ландцементов, отвечающие требованиям соответствующих ГОСТов или технических условий, в соответствии с действующими техниче­скими условиями, инструкциями и указаниями, регламентирую­щими выбор и применение вяжущего в зависимости от предъявляе­мых к изделиям требований и технологических условий изготов­ления.

Запрещается применять специальные цементы (цветной, суль­фатостойкий, гидротехнический, пластифицированный, быстро — твердеющий портландцемента и др.) в тех случаях, когда специ­альные качества этих цементов не могут быть эффективно исполь­зованы.

Применяемый цемент должен иметь заводский. паспорт. До при­менения каждой партии цемента в дело следует определять сроки схватывания, постоянство объема и активность цемента. Послед­нюю допускается определять ускоренными методами по инструк­ции И 205-55/МСПМХП.

Вид и минералогический состав цемента. При пропаривании изделий на портландцементе без введения активных добавок следует учитывать, что прочность бетона в этих изделиях к 28-дневному возрасту обычно оказывается на 10—15% ниже проч­ности бетона того же состава, но твердевшего в нормальных усло­виях. Для компенсации указанного недобора прочности, не увели­чивая расхода цемента, следует переходить на применение бетон­ных смесей повышенной жесткости (при условии возможности ка­чественного их уплотнения).

Бетон на пуццолановом и шлакопортландцементах при темпе­ратуре до 50° твердеет медленнее, чем бетон на портландцементе (рис. 22, нижние кривые). При температурах же 60° и выше, на-

І

оборот, нарастание относительной (в % от марки бетона — R2&) прочности у него происходит быстрее и в большей степени, чем у бетона на портландцементе (рис. 22, верхние кривые). Это объяс­няется интенсивным взаимодействием между активным кремнезе­мом гидравлической добавки и известью, выделяющейся при твер­дении портландцементного клинкера, чему благоприятствуют по­вышенная влажность и высокая температура среды. Поэтому при

I j1 ___ Портландцемент

і /л! j І Шахо-портл. цемент

І ‘і —— Пуццоланобый портп. цемент

J j. j ji……………………………………

0 k 8 12 IS 202k 20 3236 kO kk k8 52 56 60 6k 68 П 76 80 Продолжительность прогреб а б часах (с учетом подъема температуры с интенсивностью 20°В час)

Рис. 22. График нарастания прочности бетонов на разного
вида цементах при температуре 40 и 80°

пропаривании изделий с температурой 80—90° следует отдавать предпочтение пуццолановым и шлакопортландцементам (особен­но повышенных марок).

При изготовлении сборных конструкций в первую очередь должны применяться быстротвердеющие цементы, позволяющие снизить средний расход цемента.

Для изделий, подвергаемых автоклавной обработке, целесооб­разно применение песчанистого портландцемента.

В зависимости от требуемой прочности бетона рекомендуются следующие марки цемента.

Марки бетона цемента бетона цемента 100 300 300 500-600 150 300—400 400 600 200 400-500 500 600 Для получения высоких прочностей бетона большое значение, имеют соответствующий минералогический состав клинкера, тон-

кость помола цемента, оптимальное количество вводимого при этом гипса и свежесть цемента.

Портландцементы с содержанием трехкальциевого алюмината (С3А) более 10—12% дают наиболее низкую относительную проч­ность бетона после пропарки. Поэтому такие цементы не рекомен­дуются для тепловой обработки, особенно при высокой темпе­ратуре.

Эффективность пропаривания бетонов на высокоалюминатных цементах может быть значительно повышена дополнительным вве­дением в них гипса и добавкой хлористого кальция. При этом, чем выше содержание в клинкере цемента С3А, тем большей (до 3—5% от веса торгового цемента или до 3,5% на S03 к общему содержа­нию гипса в цементе) может быть добавка строительного полувод- ного или, что лучше, строительного высокопрочного гипса. Поло­жительное влияние гипса объясняется связыванием им алюмина­тов кальция (С3А и C4AF) с образованием при этом сульфоалю — мината кальция, который ускоряет твердение бетона, уплотняет его и повышает прочность.

Портландцементы с содержанием более 30% двухкальциевого силиката (CoS) при достаточно длительной тепловой обработке обеспечивают получение наиболее высокой относительной прочно­сти бетона. Абсолютная же прочность последнего (по пропарива­нии и в первые дни после него) на таких цементах будет невысо­кой. Поэтому для получения той же абсолютной прочности бетона расход белитового цемента будет значительно больше, чем али- тового. Однако пропаренные бетоны на белитовых[2] портландцемен — тах с течением времени твердеют наиболее интенсивно. Таким об­разом, эти цементы при тепловой обработке имеют преимущество только при длительном прогреве, обеспечивая в этом случае высо­кую относительную прочность бетона.

Портландцементы с повышенным и высоким (50—60%) содер­жанием трехкальциевого силиката (C3S) при пропаривании дают меньщую относительную прочность бетона, но обеспечивают ин­тенсивное ее нарастание в процессе пропаривания и получение им высокой абсолютной прочности. Алитовые и высокоалитовые порт­ландцементы, составляющие основную продукцию современных отечественных цементных заводов, обеспечивают при любых режи­мах тепловой обработки более высокую абсолютную прочность бетона, а при кратковременном прогреве (до 12 час.) и более вы­сокую относительную прочность.

Поэтому надо считать, что они при пропаривании бетона явля­ются наиболее желательными. Содержащиеся в этих цементах тон­комолотые добавки содействуют быстрому связыванию свободной извести, выделяющейся при гидратации C3S; образующиеся при этом соединения силикатов кальция способствуют значительному упрочнению бетона.

Однака надо отметить, что недобор прочности пропариваемым бетоном по сравнению с бетоном, твердевшим в нормальных усло —

вйях в месячном и более возрасте, имеет место у бетонов на али — товых, а также высокоалюминатных цементах, и с повышением температуры прогрева (особенно более 80°) он увеличивается*

При применении портландцемента с содержанием в клинкере алита (C3S) более 50% рационально при тепловой обработке бето­на вводить добавку трепела или доменного шлака в количестве 20—30% от веса получаемого вяжущего.

Быстрое твердение цемента, приготовленного на хорошо обож — женном клинкере, обусловливается содержанием в последнем сум­мы активных минералов — трехкальциевого силиката и трехкаль­циевого алюмината в количестве около 60%.

С увеличением содержания в цементе четырехкальциевого алю­моферрита (C4AF) получаемая при прогреве бетонов на высоко — алитовых цементах относительная прочность будет большей. Поэ­тому повышение (сверх 10%) содержания C4AF в алитовых цемен­тах весьма желательно; увеличение содержания C4AF в высоко — алюминатных цементах также повышает эффективность их исполь­зования при тепловой обработке.

При естественном твердении бетона следует применять алито — вые высокоалюминатные портландцементы, а при тепловой обра­ботке— значительно эффективнее алитово-алюмоферритовые порт­ландцементы.

Тонкость помола цемента. Измельчение цемента имеет целью увеличить поверхность взаимодействия минералов его клинкера с водой, что способствует образованию больших коли­честв новообразований и в более короткие сроки. Тонкое измельче­ние цемента обязательно должно сочетаться с введением правильно подобранной добавки гипса.

Эффект от увеличения тонкости помола цемента сказывается преимущественно в первые 1—3 дня его твердения. При требовании обеспечения высокой прочности бетона (марки 500—600) в месяч­ном возрасте применение вибродомола цемента экономически не­целесообразно.

Исследования в области тонкости помола показывают сле­дующее: ‘

а) размеры зерен цемента должны быть различными;

б) наибольшее ускорение твердения и повышение прочности цемента будут при размерах его зерен менее 40—20 р, наибольший рост прочности в возрасте* 7—28 суток дает цемент с максималь­ным содержанием частиц в 10—30 р;

в) цемент, лишенный зерен размером меньше 10 р, имеет более низкую прочность, чем обычный; однако содержание таких зерен должно быть ограничено во избежание повышения водопотребно — сти и уменьшения прочности;

г) усадочные деформации увеличиваются с повышением тон­кости помола.

Цементы заводского помола содержат небольшое количество зерен размером меньше Юри главным образом зерна размером 10—40 р.

Следует иметь в виду, что с повышением тонкости помола це­мента труднее сохранить его прочность при хранении.

Применяемые цементы обычно имеют удельную поверхность (по Товарову) 2 500—2 800 см2/г. Практически целесообразным пределом тонкости помола цемента надо считать удельную поверх­ность его 5 500—6 000 см2/г, поскольку эффективность дальнейшего увеличения удельной поверхности относительно мала.

Следует считать, что для всех видов обычных цементов (за исключением гидрофобного) их активность понижается после 3 и 6 месяцев хранения соответственно на 10—20 и 15—30%. Поэ­тому необходимо применять свежие цементы. Цементы длитель­ного срока хранения нужно подвергать домолу непосредственно перед применением в бетон. При хранении партии цемента свыше 3 месяцев должна производиться повторная проверка его качества.

Быстротвердеющие цементы (БТЦ) должны удов­летворять требованиям ВТУ 29-55 и обеспечивать получение проч­ности при испытании в стандартных кубах из жесткого раствора 1:3 в суточном возрасте не ниже 200 кг]см2 и через 3 суток — не ниже 300 кг]см2. Активность БТЦ в 28-дневном возрасте обычно находится в пределах 500—600 кг/см2. При применении малопод­вижных и жестких бетонных смесей, ускорителей твердения и кратковременного прогрева изделий БТЦ дает возможность полу­чать в короткие сроки твердения прочность бетона 150—200 кг]см2 при расходе цемента 250—330 кг/м3 бетона.

БТЦ имеет преимущество по сравнению с обычным портланд­цементом марки 500 и выше только при В/Ц < 0,45> быстрое твер­дение этого цемента обеспечивается лишь при — температурах не ниже +20°. Активность БТЦ быстро снижается (в суточном воз­расте при хранении в течение 1 месяца — на 15%, а 2 месяцев — на 40%), поэтому его следует хранить в сухих складах и быстро ис­пользовать.

В ближайшие годы БТЦ должен явиться основным видом вяжу­щего для сборных железобетонных изделий промышленного и гражданского строительства.

— П ластифицированный и гидрофобный п о р т- ландцементы. Поверхностно-активные добавки (сульфитно­спиртовая барда, мылонафт) понижают водопотребность бетонной смеси. Однако эти добавки (особенно мылонафт) заметно замед­ляют твердение бетона и в особенности при коротких циклах его тепловой обработки. Кроме того, при резком сокращении периода подогрева бетона на таком цементе заключенный в нем воздух стремится выйти, и наружные слои бетона при этом нередко раз­рушаются. Поэтому применение пластифицированного и гидрофоб­ного цементов не рекомендуется и для пропариваемых бетонов до­пускается только после опытной их проверки.

Требования к цементу для жестких бетонных смесей не отлича­ются от требований к цементам для подвижных смесей.

Для приготовления низкомарочных бетонов и особенно шлако — бетонов, подвергаемых пропариванию, следует применять цементы,

изготовляемые на базе гранулированных доменных шлаков в соот­ветствии с «Временной инструкцией по производству местных ми — «еоальных цементов на сушильно-помольных установках» (И154-51/МСПТИ).

v для декоративной отделки специальных изделий (мозаичные ступени и подоконники, облицовочные плиты, крупные стеновые блоки и т. п.) применяется белый и цветные портландцементы (ГОСТ 965-41).

Применение глиноземистого цемента для прогреваемых бетонов запрещается. Он допустим для изделий из высокопрочного бетона и только при экономическом обосновании целесообразности его использования. Температура среды в этом случае при изготовле­нии и выдерживании изделий не должна превышать 25°. Глинозе­мистый и расширяющийся цементы могут употребляться при до­водке, мелком ремонте, заделке отдельных деталей и т. п. (без прогрева).

Минеральные тонкомолотые добавки

Тонкомолотые добавки делятся на:

а) активные (гидравлические) —доменные гранулированные и отвальные шлаки, трепелы, диатомит, золы горючих сланцев, топ­ливные шлаки и золы, кремнеземистые отходы (сиштоф и др.), горелые породы, трассы, вулканические туфы и пеплы, пемза;

б) инертные (наполнители) —кварцевый песок, известняки* граниты, песчаники, доломиты, колошниковая пыль, лессы и др.

Требования, которым должны удовлетворять эти добавки, ц также подробные указания по их приготовлению и применению приводятся в «Инструкции по введению в бетон минеральных MO-. лотых добавок» (И 88-53/МСПТИ).

Изготовление сухих тонкомолотых добавок производится а соответствии с временной инструкцией И 154-51.

При пропаривании бетонов рекомендуется применение тонко­молотых активных кремнеземистых добавок, что дает возможность;

а) заменить часть клинкера портландцемента;

б) повысить прочность или сократить продолжительность про­паривания бетона при том же или несколько меньшем расходе клинкера в портландцементе.

Лучшие результаты получаются при добавке трепела, до­менного шлака, глинита и некоторых зол. Добавка трепела поииі жает морозостойкость бетона, поэтому не следует применять его для изделий, подверженных увлажнению и влиянию наружные температур. При отсутствии активных добавок для экономии высо— коактивного портландцемента возможно применение инертньщ тонкомолотых добавок.

Оптимальная величина добавки для портландцемента каждой марки и завода-поставщика устанавливается лабораторией опытным путем с учетом режима выдерживания и уплотнения бетона (на­пример, при добавке трепела увеличивается время перемешивания и вибрации бетонной смеси).

Примерное количество вводимых добавок (подлежащее опыт­ному уточнению) составляет: для гранулированных шлаков 25 — 30%, трепела—20—25%, а для других добавок—15—20% от веса полученного смешанного вяжущего.

Комментарии закрыты.