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

Другие виды ППЦ. Известьсодержащие гидравлические вяжущие вещества изготовляют путем измельчения негашеной кальциевой или гидравлической извести совместно с гранулированным шлаком или активной минеральной добавкой. Известьсодержащие вяжущие применяют для приготовления строительных растворов и бетонов марок не более М200.
Известково-пуццолановым вяжущим называется гидравлическое вяжущее вещество, полученное путем совместного помола высушенных активных минеральных добавок с известью или тщательным смешением в сухом виде тех же раздельно измельченных материалов. Наряду с воздушной известью можно использовать и гидравлическую известь. Содержание извести в известково- пуццолановом вяжущем обычно составляет 15...30 %.
Известково-пуццолановое вяжущее целесообразно применять преимущественно для растворов и бетонов низких марок в подземных или подводных сооружениях и для изготовления изделий с применением тепловлажностной обработки. Использовать эти вяжущие в наземных сооружениях можно только при систематическом увлажнении в первые сутки твердения.
Известково-зольным вяжущим называется гидравлическое вяжущее вещество, полученное либо совместным помолом сухой топливной золы или шлака с известью, либо тщательным смешением в сухом виде тех же раздельно измельченных материалов.
Шлаковые цементы. Шлаки являются отходами, образующимися при плавке чугуна и различных металлов и при сжигании минерального топлива. В зависимости от происхождения шлаки делят на две большие группы: металлургические и топливные,
различающиеся химическим и минеральным составами, структурой, вследствие чего их химические, физические и технические свойства оказываются весьма различны.
Для производства шлаковых цементов преимущественное применение получили доменные шлаки. Их гидравлические свойства определяются минералогическим составом и соотношением кристаллической и стекловидной фаз. Минеральный состав большинства доменных металлургических шлаков близок к цементным клинкерам.
Способность тонкомолотых кристаллических и стекловидных шлаков взаимодействовать с водой и затвердевать в прочный камень называют их гидратационной активностью. Полностью закристаллизованные основные и кислые доменные шлаки обладают весьма незначительными вяжущими свойствами или вовсе лишены их.
Шлакопортландцементом (ШПЦ) называют гидравлическое вяжущее вещество, полученное путем совместного помола портландцементного клинкера, гипса и гранулированного доменного шлака или тщательным смешением в сухом виде тех же раздельно измельченных компонентов. По ГОСТ 10178-85, содержание шлака в ШПЦ должно находиться в пределах от 21 до 60 мас. %.
Твердеет ШПЦ в первые 60 сут медленнее, чем портландцемент. Однако в дальнейшем скорость его твердения повышается и к 6...12 месяцам прочность образцов ШПЦ приближается к прочности образцов из портландцемента или даже превышает их. Повышение прочности вызывается постепенной гидратацией шлака, а также хорошим сцеплением образующихся кристаллогидратов с
негидратированными зернами шлака и клинкера. Чем больше шлака в ШПЦ, тем медленнее он твердеет. Оптимальное содержание шлака в ШПЦ - 30.40 %.
Повышение температуры, не сопровождающееся испарением воды из твердеющего цементного камня, также ускоряет гидратацию и твердение ШПЦ, поэтому изделия на основе этого вяжущего целесообразно подвергать тепловлажностной обработке в
пропарочных камерах. Интенсифицируют процесс твердения и некоторые добавки - хлориды натрия, кальция, алюминия, железа.
Согласно ГОСТ 10178-85 ШПЦ выпускают трех марок: ШПЦ 300, ШПЦ 400 и ШПЦ 500. Он несколько светлее портландцемента и характеризуется меньшей активностью, но в возрасте года изделия из ШПЦ и портландцемента имеют практически одинаковою прочность. При низких температурах (0...10°С) ШПЦ твердеет значительно медленнее, чем портландцемент, а при пропаривании, наоборот, быстрее. Пропаренные бетоны на основе ШПЦ показывают более высокую прочность, чем бетоны на портландцементе.
Тепловыделение при твердении ШПЦ зависит от его состава, но во всех случаях в течение первых трех суток значительно меньше величины тепловыделения при твердении портландцемента. Это свойство позволяет применять ШПЦ в массивных бетонных сооружениях.
Объемные деформации (усадка и набухание) цементного камня на ШПЦ меньше, чем на портландцементе, а водоудерживающая способность примерно одинакова. Воздухостойкость и морозостойкость ШПЦ высокие, но несколько меньшие, чем портландцемента. Для ШПЦ неблагоприятны раннее высыхание и служба в зоне переменного уровня вод.
Структура ШПЦ более плотная, чем у обычного портландцемента. Он более устойчив, чем портландцемент, в пресных и сульфатных водах вследствие пониженного содержания в цементном камне на его основе свободного Са(ОН)₂. Стойкость против агрессивного воздействия углекислых вод у него примерно такая же, как и у портландцемента. ШПЦ отличают повышенная жаростойкость, и хорошая сцепляемость с арматурой в бетоне.
Производство ШПЦ является экономически выгодным, так как в состав цемента вводится большое количество шлака. При этом осуществляется экономия в топливе, электроэнергии, уменьшаются трудозатраты. Стоимость ШПЦ на 30...40 % ниже стоимости портландцемента.
Области применения ШПЦ весьма разнообразны. Его используют для изготовления бетонных и железобетонных изделий, при каменной кладке и в качестве штукатурного материала. Из бетонов на его основе возводят массивные наземные и подводные сооружения, подвергающиеся воздействию агрессивных водных сред. Как уже отмечалось, он обладает повышенной жаростойкостью. Не рекомендуется применять ШПЦ в конструкциях и сооружениях, подвергающихся попеременному замораживанию и оттаиванию, увлажнению и высушиванию.
Расширяющийся цемент. Цементный камень, приготовленный на основе практически всех гидравлических вяжущих веществ, испытывает усадочные деформации, что приводит к появлению трещин в местах соединения отдельных бетонных и железобетонных элементов сооружения. Это обстоятельство нарушает монолитность конструкции и делает ее более проницаемой для воды. Плотная заливка стыков и примыкающих частей сооружений может быть осуществлена лишь цементами, объем пластической массы которых после затвердевания либо не изменяется, либо несколько увеличивается вследствие расширения за счет внутренних сил. Цементы, изделия на основе которых характеризуются приращением объема, носят название расширяющихся.