ГлавнаяСтатьи

Типы портландцемента

Действующие стандарты Федерального правительства и Американского общества испытания материалов включают пять типов портландцемента.

Цемент типа I, упоминавшийся выше под названием стандартного (или обыкновенного) портландцемента, предназначается для обычных бетонных сооружений, где не требуются особые свойства, предусмотренные для остальных четырех типов. Прототипом этого цемента служит прежний цемент, производившийся в США. Цемент типа II может рассматриваться как разновидность обыкновенного портландцемента, но с ограничением допустимого содержания С3А и C3S, что позволяет повысить его сульфатостойкость и уменьшить тепловыделение. Цемент типа II до применения воздухововлекающих добавок считался наиболее подходящим для строительства бетонных дорог. Он называется иногда «модифицированным» цементом, или «умеренно сульфатостойким», или «умеренно термичным». Он был, например, применен на строительстве плотины Сентер Хилл Дам в штате Теннесси.

Цемент типа IV, который сейчас редко применяется, предназначен для массивных бетонных сооружений, для которых требуется малое тепловыделение. По сравнению с цементом типа II он должен содержать несколько меньше С3А и значительно меньше C3S. Его можно рассматривать как особую разновидность цемента типа II.

Цемент типа V, предназначенный для службы в условлях сильной сульфатной агрессии, также близок к цементу типа II, но отличается от него значительно ‘более низким пределом содержания СзА — до 5%.

Цемент типа III — быстротвердеющий — может рассматриваться с точки зрения химико-минералогического состава как разновидность цемента типа I с таким же содержанием СзА, но с несколько повышенным (практически) содержанием C3S. Он характеризуется значительно более высокой тонкостью помола, чем все другие цементы. В связи с этим он может содержать повышенное количество S03.

К этим пяти основным типам цемента следует прибавить еще шестой, который по своему составу может быть близок к одному из описанных выше, но отличается от них пониженным содержанием щелочей. Это так называемый низкощелочной цемент. Он применяется не всюду, а лишь в тех местах, где приходится иметь дело с очень реакционно способными кремнистыми заполнителями. Эти заполнители вступают во взаимодействие с окисями калия и натрия, присутствующими в некоторых цементах в заметном количестве, и образуют растворимое стекло, которое в силу своего сродства с водой порождает осмотическое давление достаточной силы, чтобы вызвать избыточное расширение и растрескивание бетона, сопровождающееся потерей прочности, эластичности и долговечности. О силе этих реакций и вреде, который они приносят сооружениям, можно судить по тому факту, что на ремонт плотины Паркер Дам, пострадавшей от реакции между щелочами и заполнителями, было израсходовано больше 1 млн. долларов. Как показывает опыт, расширение, вызываемое реакцией между щелочами и заполнителями, не приносит вреда в том случае, если цемент содержит меньше 0,6% щелочей (в пересчете на ЫагО). В связи с этим и были разработаны технические условия на так обозначениями I-A, И-А, и III-A (стандарт АСТМ С-175). С точки зрения состава эти разновидности ничем не отличаются от стандартных цементов I, II и III. Особенностью их является небольшая добавка воздухововлекающего вещества в количестве 0,01—0,03% от веса цемента, вводимая при помоле и служащая для вовлечения 19±3% воздуха при изготовлении стандартного раствора для испытаний. Бетон, изготовленный из этих цементов, в идеальном случае должен содержать от 3 до 6% вовлеченного воздуха, но в практических условиях строительства воздухововлечение бывает как больше, так и меньше указанных пределов.

Следует подчеркнуть, что цементы с воздухововлекающимн добавками дают бетоны повышенной удобообрабатываемости, долговечности и солгстойкости. Но вместе с тем эти добавки вызывают снижение прочности, особенно в тех случаях, когда бетон содержит избыточное количество вовлеченного воздуха. Поэтому в технических условиях на цементы I-A, II-A и III-A предусматриваются несколько более низкие требования к прочности при приемке. Для более подробного ознакомления с физико-механическими свойствами этих цементов следует обратиться к техническим условиям АСТМ и Федерального правительства. Укажем лишь попутно, что в технических условиях Федерального правительства были опущены требования к прочности при растяжении в связи с тем, что количество воды, необходимое для получения раствора нормальной консистенции, оказалось слишком большим и нельзя было изготовить образцы-восьмерки для испытаний в соответствии со стандартом АСТМ.

Различия в химическом составе пяти основных типов цемента обусловливают в свою очередь и разницу в активности и других свойствах. Пониженное содержание C3S в цементах II, IV и V приводит к заметному снижению их активности, в связи с чем они медленнее набирают прочность в течение первых 28 суток твердения. Зато после этого срока прочность их значительно увеличивается благодаря повышенному содержанию C2S. Это обстоятельство учитывается в технических условиях, которыми предусматривается, что прочность этих цементов в первые сроки твердения может быть несколько ниже, хотя удельная поверхность их довольно высока.. Низкое содержание С3А в этих трех цементах также отражается на их начальной прочности, так как известно, что С3А способствует нарастанию прочности в течение первых двух суток. Меньшая активность и прочность указанных трех цементов логически приводит к тому, что степень тепловыделения, т. е. теплота гидратации, у них соответственно понижается.

С точки зрения долговечности пониженное содержание С3А значительно увеличивает сопротивление бетона коррозионному воздействию сульфатов и щелочей. В тех местах, где сооружения подвергаются действию этих, сред, следует применять цемент типа II. В случаях особо сильной сульфатной агрессии можно заменить его цементом типа V. Однако нужно иметь в виду, что цемент типа V не всюду можно достать: его производство связано с известными трудностями. Если этого цемента на месте строительства нет, следует увеличить расход применяемого цемента при изготовлении бетона. Имеются данные о том, что воздухововлечение, наряду с значительным повышением долговечности бетона при попеременном замораживании и оттаивании, увеличивает и сульфатостойкость бетона. В связи с этим цемент II-A может успешно заменить цемент V в тех сооружениях, где требуется повышенная сульфатостойкость бетона. И в этом случае расход цемента должен быть достаточно высок.

Цемент типа IV — низкотермичный — также является специализированным продуктом, предназначенным для массивных бетонных сооружений, и может быть получен далеко не всюду. Кроме того, в виду трудности производства он дороже обыкновенного портландцемента. Иногда его можно заменить цементом типа II, если обеспечить при этом хороший состав бетона, предварительное охлаждение заполнителей и внутреннее охлаждение твердеющего массива. Полезно в этом случае применить и воздухововлекаю-щие добавки.

Иногда вместо цемента IV для массивных бетонных сооружений применяют цементы I или II в сочетании с пуццолановыми и воздухововлекающими добавками при меньшем расходе вяжущего. В других случаях просто уменьшают расход цемента I или II в бетоне без введения пуццолановых и воздухо вовлекающих добавок.

В США имеются еще и другие виды цементов, которые не охватываются стандартами АСТМ и служат для специальных целей. Для примера можно назвать медленно схватывающийся тампо-нажный цемент, при помоле которого вместо гипса добавляются специальные замедлители, обеспечивающие нормальные сроки схватывания цементного теста в условиях повышенных температур и давлений на глубине больше 2400 м. Другим примером может служить так называемый «пластичный» цемент для штукатурных работ. Из очень чистого известняка и глинистого сырья с крайне малым содержанием железа изготовляется белый портландцемент. Заслуживает внимания и специальный антибактериальный цемент, который содержит бактерицидную добавку, вводимую при помоле.



Читать далее:
Обработка шлака и легких заполнителей
Однородность заполнителей для бетона
Установка для обработки породы
Разработка месторождений заполнителей
Испытание отобранных проб заполнителей
Отбор проб
Разведка заполнителей
Поисковые работы
Легкие заполнители
Реакция между щелочами и заполнителями в бетоне



Ваш отзыв