1. История развития производства вяжущих

Биологическая коррозия
Этот вид коррозии изучен мало. Однако, видимо сводится в конечном итоге к какому либо химическому виду.
Так имеется много бактерий, которые выделяют углекислоту, что повлечет углекислотную коррозию. Некоторые бактерии могут окислять сульфаты сначала до сероводорода, а затем до серной кислоты. Отсюда и характер разрушения камня.
Физическая коррозия
Разрушение цементного камня может происходить под влиянием физических факторов (насыщение водой, попеременное замораживание и оттаивание, увлажнение и высыхание и т. п.), а также при химическом взаимодействии компонентов камня с агрессивными веществами, содержащимися в окружающей среде.Морозостойкость цементного камня зависит от минерального состава клинкера, тонкости помола цемента и водопотребности, необходимой для получения укладываемой смеси. Среди минералов клинкера наименее морозостойким является СзА, максимально допустимое содержание которого в цементах для морозостойких бетонов должно составлять не более 5...8 %. Тонкость помола может быть в пределах от 3000 до 4000 см2/г, при этом важное значение имеет наличие в цементе наряду с тонкими фракциями относительно крупных зерен, которые обеспечивают «клинкерный фонд» для самозалечивания дефектов, возникающих при попеременных воздействиях среды. Увеличение водопотребности цемента снижает морозостойкость цементного камня, так как при этом повышается его капиллярная пористость (вода в порах геля не переходит в лед даже при сильных морозах)
47
Сульфатостойкий портландцемент
- сульфатостойкий портландцемент (Клинкер С3S не более 50, С3А не более 5, сумма С3А и С4АF не более 22);
- сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками (Клинкер С3А не более 5, сумма С3А и С4АF не более 22);
- сульфатостойкий шлакопортландцемент (Клинкер С3А не более 8);
- пуццолановый портландцемент (Клинкер С3А не более 8);
Сульфатостойкость достигается применением во всех этих цементах клинкера нормированного минералогического состава. В затвердевшем состоянии они содержат пониженное количество высокоосновных гидроалюминатов кальция. Этим устранена возможность образования трехсульфатной формы гидросульфоалюминана кальция, вызывающего коррозию цементного камня.
Сульфатостойкий ПЦ значительно более сульфатостоек, чем рядовые ПЦ, однако уступает в этом отношении пуццолановым и шалоковым ПЦ на клинкере нормированного состава. Однако эти цементы менее морозостойки. Поэтому сульфатостойкий ПЦ целесообразно применять, где есть одновременно сульфатные воды, замораживание и оттаивание, высыхание и увлажнение: гидротехнические сооружения и др.
Бывают марок 300, 400, 500.
применяется для изготовления б и жбк, обладающих коррозионной стойкостью при воздействии сред, агрессивных по содержанию в них сульфатов, а также для бетонов повышенной морозостойкости.
48Пуццолановым портландцементом называют вяжущее, получаемое путем совместного тонкого измельчения портландцементного клинкера нормированного минерального состава кислой активной минеральной добавки и двуводно-го гипса.Содержание трехкальциевого алюмината в клинкере для производства этого цемента должно быть не более 8 %
В этом цементе допускается следующее содержание активных минеральных добавок: осадочного происхождения— не менее 21 и не более 30%; вулканического происхождения, обожженной глины, глиежа или топливной золы — не менее 25 и не более 40 %.
Гипс вводят в пуццолановый портландцемент для регулирования сроков схватывания. Содержание его зависит от качества портландцементного клинкера и не должно превышать 3,5 % в пересчете на S03.
Для пуццоланового портландцемента целесообразнее всего применять кислые минеральные добавки повышенной активности. Использование малоактивных добавок вызывает необходимость увеличения их содержания в цементе для полного связывания выделяющейся при гидратации клинкера Са(ОН)2. В ряде случаев это нежелательно, так как неизбежно значительное снижение прочности пуццолаиового портландцемента, особенно в первые сроки твердения.
Пуццолановый портландцемент изготовляют обычно на цементных заводах с полным технологическим циклом, т.е. там, где получают портландцементный клинкер. Такие заводы отличаются от заводов, вырабатывающих портландцемент, наличием в цехе помола отделения, предназначаемого для дробления и сушки добавок. При схватывании и твердении пуццоланового портландцемента протекают процессы гидратации клинкерной составляющей и взаимодействия продуктов гидратации с активной минеральной добавкой. В начальный период преимущественное развитие получают гидролиз и гидратация клинкерных зерен. В результате этих первичных процессов образуются гидросиликаты, гидроалюминаты и гидроферриты кальция.
Наличие активной пуццолановой добавки качественно не меняет характера взаимодействия клинкерных минералов с водой. Однако скорость гидролиза и гидратации C3S, C2S и других минералов возрастает. Это объясняется прежде всего тем, что в тесте из пуццоланового портландцемента на единицу массы клинкера приходится больше воды, чем в тесте из портландцемента. Таким образом происходит более быстрая гидратация зерен клинкера. Кроме того, активная добавка, связывая гид-роксид кальция в нерастворимые соединения, снижает его концентрацию в водном растворе твердеющей цементной массы и тем ускоряет гидролиз содержащихся в клинкере силикатов кальция.

Реакции между продуктами гидратации клинкера и активными компонентами гидравлической добавки — вторичные процессы. Они заключаются прежде всего во взаимодействии Са(ОН)<,с активным кремнеземом добавки и образовании гидросиликатов с общей формулой CSH(B), по Р. Боггу или С—S-—Н(1), по X. Тейлору: тСа(ОН)о+ +Si02aiu-+ftH20=mCaO.Si02-pH20.

В данном случае при обычных температурах в зависимости от концентрации оксида кальция в водной среде образуются соединения с основностью 0,8—1,5, т.е. (0,8—1,5) CaO-Si02-pH20. Как отмечалось ранее, возможно также образование гидрогеленита 2СаО-А1203Х XSiOa-8HaO.
Окончательный состав продуктов твердения пуццоланового портландцемента в значительной степени зависит от вида и состава активной добавки, ее содержания в пуццолановом портландцементе и условий твердения.
При наличии в пуццолановом портландцементе гипса образуется гидротрисульфоалюминат кальция ЗСаОХ XAl2O3-3CaSO4-(30—32)H20. Его образование в начальной стадии взаимодействия клинкерных частичек с водой способствует замедлению схватывания цемента. В дальнейшем это соединение, по-видимому, разлагается с переходом трехсульфатной формы в односульфат-ную ЗСаО-А12Оз-Са504*12Н20 и с выделением гипса CaS04-2H20.
При гидратации пуццоланового портландцемента новообразования выделяются преимущественно в субмикроскопическом гелевидном состоянии, что отражается на технических свойствах цементного камня (повышенные показатели деформаций ползучести и усадки). Истинная плотность обычно колеблется в пределах 2,7—2,9 г/см3, уменьшаясь с увеличением содержания в цементе гидравлической добавки. Насыпная плотность пуццоланового портландцемента в рыхлонасыпном состоянии 800—1000, а в уплотненном—1200—1500 кг/м3. Зависит она от вида используемой минеральной добавки. Наименьшая насыпная плотность у цементов с мягкими добавками — диатомитом, трепелом и др.
Водопотребность пуццолановых портландцементов выше, чем водопотребность портландцемента. Особенно высока водопотребность у цементов с минеральными добавками осадочного происхождения (диатомитом, трепелом или опокой). Это объясняется тем, что частички этих пород отличаются очень развитой удельной поверхностью, требующей для ее смачивания значительного объема воды. Повышенная водопотребность пуццоланового портландцемента — существенный его недостаток. Для получения на этом цементе растворной и бетонной смеси заданной подвижности необходимо или вводить воду в увеличенном количестве, что сильно снижает прочность, или при сохранении постоянного водоцементного отношения увеличивать расход цемента, что невыгодно экономически и часто приводит к ухудшению качества бетона или раствора (повышенная усадка, тепловыделение и др.).

Пуццолановые портландцементы, особенно с такими добавками, как трепел и диатомит, благодаря значительной внутренней поверхности их частиц выгодно отличаются от портландцемента повышенной водоудерживаю-щей способностью. Поэтому бетоны и растворы на пуццолановом портландцементе при перемешивании, транспортировании и укладке меньше расслаиваются, легче обрабатываются (пластичны) и дают небольшую осадку при схватывании. Иногда, например при уплотнении бетонов центрифугированием, повышенная водоудерживающая способность становится их недостатком.

49
Активные минеральные добавки. Активные минеральные добавки подразделяются на природные и искусственные.Природные активные минеральные добавки бывают: