Меню

Отличие обычного цемента от сульфатостойкого



Сульфатостойкий портландцемент.

На конструкции и изделия из бетона и железобетона при эксплуатации происходит постоянное воздействие множества внешних факторов, способных привести к повреждению и даже разрушению. Одним из средств защиты по праву считается использование для приготовления бетонной смеси сульфатостойкого портландцемента.

Естественные природные и искусственные факторы воздействия на бетоны

Воздействие на открытые части бетона несколько отличается от факторов, влияющих на долговечность подземной части бетонных конструкций, — отсюда очень условное разделение на две основные группы воздействия.

Надземная часть

Виды воздействия на открытые элементы железобетонных изделий:

  • Атмосферные явления и естественные природные процессы в виде осадков, изменений температуры воздуха, количества циклов замораживания и оттаивания, явлений приливов, отливов, паводков, затоплений;
  • Деформационные явления температурного характера — вспучивание грунтов от мороза, естественная либо технологическая деформация грунтов от нагрузок; действие агрессивных жидкостей и газов нефтепродуктов, кислот.

Подземная часть

Заглубленные в землю части бетонных конструкций подвергаются многочисленным разовым и систематическим воздействиям разрушающего характера:

  • морозное пучение грунтов;
  • сейсмические природные явления;
  • давление и неравномерность уровня грунтовых вод;
  • нестабильный и нерегулируемый химический состав подземных вод.

Специальный цемент и модифицирующие добавки

Содержание в воде разнообразных химических составляющих довольно непредсказуемо для конкретного места и даже времени, зависит от большого количества внешних факторов.

Наличие в воде солей и сульфатов, способных привести к разрушению бетона, заставило производителей цемента искать пути защиты материала.

Для повышения влагонепроницаемости изделий и конструкций из железобетона возможно применение более высоких марок бетона либо специальных добавок.

Против воздействия агрессивных химических составляющих воды разработаны специальные виды бетонов и изделий из них. Одним из наиболее распространённых видов считается сульфатостойкий бетон — он может быть приготовлен из обычных марок цемента с применением модифицирующих добавок.

Но более надёжным и практичным вариантом является использование в качестве связующего для стойких к агрессивным средам бетонов портландцемента специального назначения — сульфатостойкого.

Клинкерные минералы и разрушение бетона

Все типы цементов значительно различаются по минералогическому и химическому составу, так как различны источники сырья и соотношение сырьевых материалов.

Четыре вида минералов

Учеными разных стран предпринимались попытки контролирования свойств цементов для точной классификации по видам назначения и исключения процедуры постоянных физических испытаний. Но попытка установления предельных соотношений и количеств, взятых за основу четырёх клинкерных материалов оказалась неудачной. Причина неудачи в том, что минералогический состав сырья не может быть достаточно точным, не учитывает потребные свойства цемента, а значит контрольные физические испытания цемента необходимы.

Основные клинкерные минералы

  • C2S — двухкальциевый и C3S — трёхкальциевый силикаты;
  • C4AF четырехкальциевый алюмоферит;
  • С3А -трехкальциевый алюминат.

Механизм разрушения бетона

Взаимодействуя с содержащей сульфаты водой алюминат С3А. образуется гидросульфоалюминат кальция с дальнейшей кристаллизацией в структуре бетона. Это приводит к расширению объёма с последующим разрушением бетона.

Подобная кристаллизация чаще всего наблюдается при большом количестве циклов затопления бетона с последующим высушиванием. В первую очередь это относится к гидротехническим сооружениям — мостовым опорам, заглубленным сваям, подтопленным фундаментам.

Даже кристаллы высолов на кирпичной стене способны привести к ее разрушению. Арматура железобетона тоже подвержена аналогичным процессам, для защиты от них применяются антикоррозионные добавки

Источник

Сульфатостойкий портландцемент: ГОСТ, состав, применение

Некоторые полагают, что железобетонные и бетонные конструкции являются самыми надежными. Но это убеждение ошибочно. Такие конструкции подвергаются разрушениям и повреждениям при воздействии определенных факторов. На это могут повлиять морозы, грунтовые воды, деформация грунта, дожди и химические вещества. Спасением в этой ситуации выступает сульфатостойкий цемент. Он популярен в тех странах, где погода диктует свои законы строителям.

Приготовление

Эта разновидность цемента получается из дробленого клинкера, который смешивается с кальциевым и силикатным алюминатом. Особое внимание в этом вопросе уделяется дозировке. Алюминат, например, не должен содержаться в объеме больше 5 %, что касается силиката, то его объем составляет 50 %. Такое соотношение не является случайным. В природе есть множество сульфатов, которые при контакте с трехкальциевым гидроалюминатом становятся причиной сульфатной коррозии. Исходное сырье при этом содержит минимальное количество железа.

Читайте также:  Расчет объема цемента для стяжки пола

Применение

Сульфатостойкий цемент используется при бетонировании подземных и подводных массивов. Он обладает уникальными свойствами, поэтому проявляет устойчивость к внешним химическим и природным факторам. Этот цемент обладает иммунитетом к агрессивным химическим веществам, которые незаменимы в строительстве.

В тех условиях, где обычные строительные материалы не способны создать крепкого сооружения, помогает описываемый цемент. Он обладает малой степенью затвердевания, что и отличает его от обычного цемента. Плотность является основным фактором, который определяет стойкость выполненной работы.

Государственные стандарты. Разновидности. Состав

Сульфатостойкий портландцемент может иметь разный состав и бывает:

  • шлакопортландцементом;
  • с минеральными добавками;
  • пуццолановым портландцементом.

Этот строительный материал проявляет устойчивость к факторам химического и природного происхождения. В составе имеются компоненты, которые позволяют получить постройку, не подвергающуюся разрушениям из-за переменчивой температуры и влаги.

При выборе сульфатостойкого портландцемента нужно ознакомиться с составом, ведь для определенной почвы необходим определенный материал. Описываемый создается на основе клинкера, силиката и кальциевого алюмината. Широко используют его при строительстве гидротехнических сооружений. Такие цементы изготавливаются по ГОСТ 22266-2013.

Характеристики ССПЦ 400-Д0

Сульфатостойкий цемент ССПЦ 400 ДО представляет собой разновидность портландцемента. Он отличается устойчивостью к сульфатным водам. Даже обычные подземные воды имеют в составе большое количество сульфатов. Они способствуют разрушению бетона. Для защиты конструкций из бетона от сульфатной агрессии применяется ССПЦ.

Цемент нашел широкое распространение при строительстве фундаментов, опор мостов при высоком уровне подземных вод. Наряду с определенными преимуществами, этот вид портландцемента обладает всеми основными характеристиками ПЦ 400-Д0. Марка по прочности при сжатии упомянута в маркировке и составляют 400 на 28-е сутки. Скорость твердения — нормально твердеющий. Изготавливается этот материал по ГОСТ 22266-94. Прочность на сжатие на третьи сутки не нормируется. В возрасте 28 суток прочность на сжатие составляет 39,2 МПа. Предел прочности при изгибе на 28-е сутки составляет 5,4 МПа. Начало схватывание происходит на 45-ой минуте, не ранее. Минеральных добавок в этом цементе нет.

Добавки для цемента

Описываемый продукт получается методом измельчения клинкера нормированного минералогического состава и гипса. В продаже можно встретить портландцемент с минеральными добавками в виде электротермофосфатного шлака и гранулированного доменного шлака. Эти вещества добавляют в объеме 20 % от общей массы. Активные добавки могут содержаться в пределах от 5 до 10 %. Такой цемент, ГОСТ которого был упомянут выше, имеет сравнительно невысокий глиноземный модуль, а также коэффициент насыщения.

Для изготовления используется клинкер, в котором не больше 5 % СзА и не больше 50 % C3S. Общая сумма C3A и C4AF не должна оказаться больше 22 %. Добавками для цемента выступают С3А и C3S. В связи с этим, материал имеет пониженное тепловыделение, так как упомянутые вещества содержатся в умеренном количестве. В продаже можно встретить сульфатостойкую разновидность с маркировкой 400. Если имеются минеральные добавки, то марка может быть 500. Предел прочности при сжатии на 28-е сутки составляет 40 МПа, если же имеются минеральные добавки, то этот показатель повышается до 50 МПа.

Используется этот материал для создания бетонных конструкций, гидротехнических сооружений, подверженных воздействию сульфатосодержащих вод.

Расшифровка маркировки

Строительные цементы обладают своей маркировкой, утвержденной и описанной в СНиЛС и ГОСТах. Изготавливаться материал может и по другим нормативным документам. Если среди первых буквенных обозначений вы увидели ПЦ, то перед вами портландцемент. Шлакопортландцемент обозначается аббревиатурой ШПЦ . Понять, что перед вами сульфатостойкий портландцемент, вы сможете по буквам СПЦ или ССПЦ.

Читайте также:  Бетон как посчитать песок цемент щебень

Когда присутствуют в материале минеральные добавки, к аббревиатуре добавляется буква Д, тогда маркировка выглядит следующим образом: СПЦД. Сульфатостойкий шлакопортландцемент обозначается маркировкой ССШПЦ. Если перед вами пуццолановый и напрягающий цементы, вы увидите следующие буквы: ППЦ и НЦ соответственно. Белый портландцемент и водонепроницаемый расширяющийся цементы обозначаются буквами ПЦБ и ВРЦ.

Маркировка цемента и расшифровка важна для потребителя. Так он сможет приобрести необходимый ему товар. После первых букв будут указаны цифры, которые в маркировке выглядят следующим образом: ПЦ-500. Это говорит о том, что перед вами цемент марки 500. За маркировкой могут идти другие цифры и буквы. Например, если в цементе имеется максимальное содержание добавок, то вы увидите: Д0, Д5, Д20. Это соответствует процентному соотношению 0,5 или 20 %.

Быстротвердеющий цемент обозначается буквой Б. Пластифицирующий цемент — это ПЛ, гидрофобизированный цемент — ГФ. Материал с нормированным составом клинкера — Н. В конце маркировки указывается нормативный документ. Это могут быть технические условия или государственные стандарты, на основании которых изготавливается материал.

Пластифицированный и гидрофобный портландцемент

Пластифицированный портландцемент отличается от обычного способностью придавать бетонам и растворам повышенную подвижность. Этого эффекта удается достичь за счет введения клинкера в объеме 0,25 %. Гидрофобизирующей добавкой выступает сульфидно-дрожжевая бражка. Она и повышает пластичность цементного теста. Бетонные конструкции с добавлением такого цемента получают пластифицирующий эффект, который позволяет уменьшить водоцементное отношение и повысить плотность, а также водонепроницаемость конструкции.

Гидрофобный портландцемент изготавливается при введении клинкера в объеме 0,1 %, асидола, а также синтетических жирных кислот. В составе могут быть еще и гидрофобизирующие добавки. Эти вещества способны понизить гигроскопичность, поэтому цемент отличается от обычного тем, что при хранении во влажных условиях не портится. Он не комкуется и сохраняет свою активность. В связи с этим сульфатостойкий портландцемент гидрофобного типа рекомендуется использовать в областях с высокой влажностью. Главное вещество там сохраняется в отвердевших материалах и повышает их водонепроницаемость, увеличивая сопротивляемость к внешним агрессивным условиям.

Сульфатостойкий бетон

На сегодняшний день такой бетон можно получить двумя способами. Первый заключается в добавлении цемента со специальными модифицирующими веществами. 2-ая технология выражена в приготовлении раствора с использованием сульфатостойкого цемента. Данная методика более предпочтительна и надежна. Ведь описываемый выше цемент, ГОСТ которого был упомянут в статье, способен защитить материал на всех стадиях жизни конструкции.

Бетон, изготовленный по первой технологии, тоже будет защищен от негативных факторов, но подобную защиту можно сравнить с обработкой обуви водоотталкивающим составом. Что касается сульфатостойкого раствора, то он является аналогом резиновых сапог. Разница здесь существенна. Помимо прочего, существует еще градация по прочности сжатия на 28-е сутки.

В заключение

Сульфатостойкий портландцемент — это разновидность обычного портландцемента. Он отличается устойчивостью к сульфатным водам. Ведь даже обычные грунтовые воды имеют в составе огромное количество сульфатов. Они в конечном итоге и способствуют разрушению бетона.

Для того чтобы эффективно защитить бетонные конструкции от таких воздействий, используется цемент специального назначения. Сегодня он нашел свое широкое распространение при строительстве фундаментов и опор мостов, которые эксплуатируются при высоком уровне грунтовых вод.

Одним из его дополнительных преимуществ можно считать то, что его хранение допустимо в более сложных условиях. Это касается, например, повышенной влажности, при которой не происходит комкования и слеживания со временем.

Источник

Сульфатостойкий цемент

Обычный портландцемент (ПЦ) не способен функционировать в водной среде – жидкость проникает в микропоры камня, вызывает коррозию арматурных каркасов. Агрессивные сульфаты и соли вредят не только металлу, но и самому бетону. В результате конструкция теряет прочность, несущую способность и в прямом смысле разрушается за сравнительно короткое время. Для создания конструкций, служба которых будет происходить в условиях открытой воды, используют специальный сульфатостойкий цемент.

Читайте также:  Приготовление строительных цементных растворов

Разновидности материала

Требования к специальному вяжущему прописаны в ГОСТ 22266-2013 «Цементы сульфатостойкие». Цемент данного типа обязательно должно соответствовать государственному стандарту – только в таком случае бетон в агрессивных условиях поведет себя ожидаемо.

«Иммунитет» к водной минеральной среде обусловливает наличие различных добавок в составе цемента, по этому признаку государственный стандарт делит вяжущее на несколько групп, основные черты которых представлены в таблице №1 госта:

На­и­ме­но­ва­ние порт­ланд­це­мен­та суль­фа­то­стой­ко­го Обо­зна­че­ние ти­па це­мен­та Ос­нов­ные ком­по­нен­ты (ми­не­раль­ные до­бав­ки) Клас­сы и под­клас­сы проч­нос­ти по ГОСТ 31108
порт­ланд­це­мент суль­фа­то­стой­кий ЦЕМ I СС нет 32,5Н/Б**;

42,5Н/Б

суль­фа­то­стой­кий ПЦ с ми­не­раль­ны­ми до­бав­ка­ми ЦЕМ II/А-Ш* СС или ЦЕМ II/В СС Гра­ну­ли­ро­ван­ный до­мен­ный шлак 32,5Н/Б;

42,5Н

ЦЕМ II/А-П СС Пуц­цо­лан
ЦЕМ II/А-К(Ш/П) СС или ЦЕМ II/А-К (Ш/П, МК) СС Ком­би­на­ция пуц­цо­ла­на или ми­кро­крем­не­зе­ма со шла­ком
шла­ко­порт­ланд­це­мент (ШПЦ) суль­фа­то­стой­кий ЦЕМ lll/A СС Гра­ну­ли­ро­ван­ный до­мен­ный шлак

*Через дефис указывается первая буква названия минерала (Ш-шлак, П-пуццолан, К-кремнезем). Их содержание обычно не превышает 35% от общей массы клинкера.

**Б/Н – быстротвердеющий или нормально твердеющий.

Основной состав

Для изготовления сульфатостойкого цемента используют глину с низким содержанием железа и кремнезема и отсутствием активных минеральных добавок.

Сырье с нормированным составом обжигают в печах до получения клинкера, который затем измельчают в мелкодисперсный порошок (цемент), при необходимости вводят дополнительные минеральные добавки и пластификаторы.

Минералогический состав разных видов стойких к агрессивным средам цементов регламентируется ГОСТом (таб. №2), согласно документу сухое вяжущее обязательно содержит основные минеральные соединения в количестве:

Показатель Тип цемента, значение (не более)
Сульфатостойкий ПЦ СС цемент с минеральными добавками ШПЦ
Алюминат трехкальциевый 3,5 5,0 7,0
С3А+С4AF Не нормируется 22
Оксид алюминия Al2O3 5,0 5,0 Не нормируется
Оксид магния MgO 5,0 5,0 5,0

Глина с нужным составом в природе встречается гораздо реже, чем обычная, что обусловливает высокую стоимость сырья и готовой продукции. В качестве экономии времени и средств к клинкеру в большинстве случаев добавляют доменный шлак, стабилизирующий минералогический состав готового вяжущего.

Отличительная черта сульфатостойких цементов – бетон, замешенный на них, дольше схватывается и твердеет по сравнению с обычным ПЦ. Для ускорения процесса в состав раствора вводят катализаторы.

Обозначение

Сульфатостойкие цементы отличить просто – достаточно правильно истолковать маркировку. В ней содержится основная информация о материале.

На примере ЦЕМ I 42,5Б СС ГОСТ 22266-2013:

  • ЦЕМ I – портландцемент без минеральных дополнительных добавок;
  • 42,5Б – класс прочности цемента через 28 суток по ГОСТ 31108, соответствует М500 (ГОСТ 10178-85);
  • СС – обозначение сульфатостойкости портландцемента;
  • ГОСТ 22266-2013 – госстандарт, которому соответствует данный материал.

Таким же образом можно прочитать маркировки других видов.

Кроме того, цемент с пластификаторами (ПЛ) и гидрофобизаторами (ГФ) должен иметь в маркировке соответствующие обозначения, например: ЦЕМ I 42,5Н СС ПЛ ГОСТ 22266-2013 (сульфатостойкий цемент класса прочности 42,5Н с пластификатором).

Низкощелочной цемент с содержанием R2O не более 0,6% обозначают как НЩ (ЦЕМ I 32,5Б СС НЩ ПЛ ГОСТ 22266-2013).

Использование в строительстве

Основное применение сульфатостойкого цемента – замес бетонов для монтажа подводных и подземных конструкций, подвергающихся постоянному и периодическому затоплению, воздействию грунтовых вод, в том числе с агрессивной средой, а также частому замораживанию и оттаиванию:

  • Гидротехнические сооружения;
  • Фундаменты на грунтах с высоким уровнем подземных вод;
  • Мостовые опоры и сваи.

Для обычного строительства такое вяжущее не применяют в виду нецелесообразности расхода средств.

Источник