1. История развития производства вяжущих

Жаростойкость и огнестойкость
Цементный камень – несгораем. Он не плавится при 1000-1200.
При нагревании выше 300 прочность ПЦ уменьшается – идут деструктивные процессы. Не желательно ПЦ применять при температуре свыше 250-300.
Добавки шамота, хромомагнезита и др. придают ПЦ некоторую огнеупорность.
тепловыделение (первые 3-7 суток твердения) В чайнике, помещенном внутри куба из цементного теста со стороной 2 метра, вода закипит на третьи сутки
Высолообразование (либо гидроксид кальция вымывается на поверхность и взаимодействует с углекислым газом, образуя нерастворимый карбонат – белые налеты. Либо щелочные соединения вымываются на поверхность.


45. Прочность

Ценность цемента как материала определяется в первую очередь его механической прочностью в затвердевшем виде. Так как цемент применяется в основном в бетонах и растворах, стандарты всех стран предусматривают испытания растворных образцов.

Основным показателем качества портландцемента является его активность, определяемая по пределу прочности при сжатии половинок образцов-балочек размером 4х4х16 см, изготовленных из цементно-песчаного (1 часть цемента и 3 части стандартного Вольского песка: 98% кварцевых зерен размером 0,5-0,9 мм) раствора стандартной консистенции, и испытанных в возрасте 28 суток твердения в стандартных условиях.
Маркой цемента принято именовать величину его активности (в кгс/см2) с округлением до нижнего предела. Цементы бывают марок М 300, 400, 500, 550, 600.
На прочность цемента влияют:

• 
  Минералог состав клинкера. Решающее влияние на прочность и скорость твердения оказывает С₃S. Уже через 7 сут прочность его достигает 70% конечной. С₂S твердеет медленно и лишь через 12 мес становится достаточно прочным. Активнее С₄АF. С₃А при твердении в чистом виде характеризуется низкой прочностью. Но в сочетании с другими компонентами его роль возрастает. При относительно небольшом его содержании в цементе (5-12%) этот минерал способствует быстрому росту прочности в первые сутки твердения.
  
• 
  Структура клинкера. Считается наилучшей при быстром охлаждении клинкера при выходе его из печи.
  
• 
  Тонкость помола цемента, причем в большей степени грансостав и форма частичек (щебеночная конфигурация приводит к росту прочности
  
• 
  В/Ц. Прочность цементного камня и бетонов в пределах В/Ц от 0,4 до 0,8 приблизительно пропорциональная Ц/В отношению (в пределах 1,2-2,5). Эта зависимость следующая , где А, Б – константы.
  
• 
  Срок хранения. Даже при благоприятных условиях хранения на цемент воздействуют СО2 и пары воды. Прочность через 3 мес снижается на 15-20%, через 6 мес на 30%. Особенно быстро теряют прочность тонкоизмельченные быстротвердеющие цементы, это очень заметно даже при хранении в течение 2-4 недель – они становятся обычными. Также плохо хранятся цементы с гигроскопичными добавками (трепел, диатомит и т.п.). Устойчивы при хранении гидрофобные цементы.
  
• 
  Условия твердения. Быстрее всего твердеют в воде или в среде, насыщенной парами воды. Медленно твердеют на воздухе с относительной влажностью 60-80%, а при влажности 40-50% и ниже твердение практически прекращается вследствие испарения воды из капиллярных пор. Увлажнение приводит к продолжению реакций гидратации. Однако для получения плотных и прочных бетонов необходимо создать влажную среду в течение 7-15 сут. Температура твердения: При температуре 5-8 град твердение замедляется в 2-3 р, при о град прекращается. Повышение приводит к ускорению роста прочности уже при 30-40 град. Резкое ускорение наступает при 70-95 град и особенно при 175-200 град, но только при наличии воды в жидком состоянии. Недостаток воды при повышенных температурах снижает прочности. Поэтому применяется ТВО при 70-95 град при атмосф давлении. Либо ТВО под давлением 0,9-1,6 Мпа при 175-200 град. При ТВО при атм давлении достигается за 8-10 часов прочность 60-75% от марочной. Причем прочность растет после ТВО, но часто оказывается несколько ниже, чем у тех же бетонов твердевших в н.у. Автоклавируют бетоны на цементах с 30-50% кремнеземистых добавко. При этом за 6-8 ч достигается прочность, равная марочной прочности того же бездобавочного ПЦ. Запаривание при 200 град и выше позволяет сократить ТВО до 3-5 ч. Причем автоклавированием получают бетоны до 100 Мпа и более. По разному ведут себя при ТВО бетоны разного минералог состава. Наиболее интенсивно растет прочность при ТВО 80-95 град у ПЦ, содержащих 50-60% С3S и 6-9 C3A. Также у ПЦ с АМД (шлак, трепел, опоки). Высокоалитовые пропаривают при 80 град т.к. при большей тем-ре недобирают прочность. 90-95 град применяют для ШПЦ и ППЦ. Есть деление на группы по пропариванию: 1 – малоалюминатные с С3А до 5; 2 – средне (6-9); высокоалюминатные (10 и более). Наиболее эффективны при пропаривании 2 гр.
  

Рост прочности во времени бетонов на ПЦ с В/Ц=0,4…0,8 при твердении в н.у. характеризуется следующими коэффициентами, по сравнению с 28-суточной прочностью:

К 3 сут – 0,35
7 сут – 0,65
28 сут – 1
90 сут – 1,25
180 – 1,4
1 год – 1,5
3-5 лет – 1,7-1,8
10 лет – 1,9
15-25 лет – 2-2,25