Курс лекций для студентов специальности 5В073000 «Производство строительных материалов, изделий и конструкций»

Пластифицированный портландцемент. Пластифицирующей добавкой в таком цементе являются жидкие концентраты ЛСТ в количестве 0,15...0,25 % от массы цемента. Его марки такие же, как и у обычного портландцемента. Главное отличие пластифицированного портландцемента от обычного - более высокая пластичность.
Пластифицирующее действие ЛСТ объясняется тем, что ее частицы, адсорбируясь на цементных зернах, образуют на их поверхности защитные адсорбционные пленки гидрофильного действия. Эти пленки препятствуют сцеплению гидратирующихся зерен цемента и их агрегации с образованием хлопьев (флоккул) и переводят, таким образом, структуру цементно-вяжущей суспензии из коагуляционной в пептизационную. При этом уменьшается сопротивление цементного теста сдвигу и повышается пластичность свежезатворенных растворных и бетонных смесей. С увеличением пластичности улучшается подвижность и удобообрабатываемость и снижается водопотребность этих смесей. Пластифицирующее действие зависит от минералогического состава цемента, наличия тонкомолотых добавок и вида ЛСТ.
Используя добавку ЛСТ, можно для получения растворных и бетонных смесей той же подвижности добавлять в них меньше воды, что повышает прочность, морозостойкость и водонепроницаемость бетона. Если же сохранить ту же подвижность бетонной смеси и стремиться к такой же прочности бетона, то можно снизить расход цемента на м³ бетонной смеси. Пластифицирующее действие приводит к снижению В/Ц, а пептизирующее - к препятствию агрегации цементных частиц.
Пластифицированный цемент используют наравне с обыкновенным портландцементом для бетонных и железобетонных надземных, подземных и подводных конструкций, в особенности подвергающимся многократному попеременному замораживанию и оттаиванию или увлажнению и высыханию. Его можно применять для производства обычных и предварительно напряженных сборных бетонных и железобетонных конструкций, а также в строительных растворах на основе сложных вяжущих из цемента, извести и различных молотых минеральных добавок.
Гидрофобный портландцемент изготовляют путем введения 0,1...0,3 % гидрофобизирующих добавок при помоле клинкера. Гидрофобизирующие ПАВ образуют на зернах цемента тончайшие (мономолекулярные) адсорбционные пленки из ориентированных ассимметрично-полярных молекул, которые обладают водоотталкивающими свойствами.
Гидрофобизированный цемент менее гигроскопичен, чем обычный цемент, и не смачивается водой. Поэтому гидрофобный портландцемент способен сохранять активность при длительном транспортировании и хранении даже во влажной среде и не комковаться при кратковременном воздействии воды. Однако несмачиваемость не препятствует изготовлению на гидрофобном цементе строительных растворов и бетонов обычным путем, так как пленки на цементных зернах не сплошные, кроме того, при перемешивании цемента с водой в присутствии песка, щебня и других заполнителей адсорбционные пленки, обволакивающие цементные частицы, как бы частично сдираются и гидрофобный цемент образует однородную, нормально твердеющую растворную или бетонную смесь с повышенной пластичностью. Вследствие пенообразующей способности гидрофобизирующих добавок в растворах или бетонах образуются эмульсии пузырьков воздуха. В результате воздухосодержание свежезатворенных строительных смесей, изготовленных на гидрофобном цементе на 3.5 % выше, чем на портландцементе. Гидрофобизирующие добавки сохраняются и при твердении, влияя на этот процесс. Вследствие этого затвердевшие растворы и бетоны, изготовленные на гидрофобном цементе, характеризуются несколько меньшим капиллярным подсосом воды, повышенной водонепроницаемостью и морозостойкостью, а также пониженным водопоглощением.
В растворных и бетонных смесях гидрофобные цементы повышают пластичность и позволяют при сохранении подвижности и удобоукладываемости соответственно снизить В/Ц и расход цемента. Гидрофобные пленки на зернах цемента тормозят процессы гидратации и твердения цемента. Однако практически за счет пониженной водопотребности, а также повышенной тонкости помола прочность гидрофобных цементов почти не уступает прочности обычных.
Гидрофобный портландцемент рекомендуется применять взамен обычного в тех случаях, когда необходимы длительное хранение и перевозки на дальние расстояния. Этот цемент можно применять для тех же целей, что и пластифицированный портландцемент.
Сульфатостойкий портландцемент (ССПЦ). В клинкере, используемом для изготовления ССПЦ, должно содержаться не более 5 % С₃А и не более 50 % C₃S. ССПЦ не должен содержать активных или инертных минеральных добавок, поскольку они снижают морозостойкость бетона.
Для повышения морозостойкости сооружений, служащих в суровых условиях попеременного замораживания и оттаивания в агрессивной среде, в состав цемента вводят пластифицирующие, воздухововлекающие и газообразующие добавки.
ССПЦ предназначен для бетонных и железобетонных конструкций, подвергающихся действию сульфатных вод преимущественно в условиях переменного горизонта воды при систематическом замораживании и оттаивании или увлажнении и высыхании. Для подводных частей морских сооружений применяют сульфатостойкий пуццолановый портландцемент.
Пуццолановые цементы. Вяжущие вещества, содержащие активные минеральные добавки, называются пуццолановыми. Их различают по виду исходного вяжущего и используемой добавки.