Химический состав сульфатостойкого цемента

Обновлено: 03.05.2024

Sulphate-resistant cements. Specifications

Дата введения 2015-01-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2009 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН ООО Фирма "ЦЕМИСКОН"

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 44-2013 от 14 ноября 2013 г.)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Минэкономики Республики Армения

Госстандарт Республики Беларусь

Госстандарт Республики Казахстан

(Поправка*. ИУС N 10-2015).

* См. ярлык "Примечания".

4 Настоящий стандарт соответствует следующим европейским региональным стандартам: EN 197-1:2011* Cement - Part 1: Composition, specification and conforming criteria for common cements (Цемент. Часть 1: Состав, технические требования и критерии соответствия обычных цементов); EN 197-2:2000 Cement - Part 2: Conformity evaluation (Цемент. Часть 2: Подтверждение соответствия) в части классификации цементов по вещественному составу и прочности

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

5 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 11 июня 2014 г. N 653-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 22266-2013 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2015 г.

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 10, 2015 год

Поправка внесена изготовителем базы данных

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на сульфатостойкие цементы (далее - цементы), предназначенные для изготовления бетонных и железобетонных изделий и конструкций, обладающих повышенной коррозионной стойкостью при воздействии сред, агрессивных по содержанию сульфатов.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 3476-74 Шлаки доменные и электротермофосфорные гранулированные для производства цемента

ГОСТ 4013-82 Камень гипсовый и гипсоангидритовый для производства вяжущих материалов. Технические условия

ГОСТ 5382-91 Цементы и материалы цементного производства. Методы химического анализа

ГОСТ 6613-86 Сетки проволочные тканые с квадратными ячейками. Технические условия

ГОСТ 30515-2013 Цементы. Общие технические условия

ГОСТ 30744-2001 Цементы. Методы испытаний с использованием полифракционного песка

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины и определения по ГОСТ 30515.

4 Классификация и обозначения

4.1 Классификация цементов по типам, классам и подклассам прочности должна соответствовать ГОСТ 30515 с дополнительным обозначением сульфатостойкости "СС" и таблице 1 настоящего стандарта.

4.2 По вещественному составу цементы подразделяют на типы:

ЦЕМ I СС - сульфатостойкий портландцемент;

ЦЕМ II/А СС и ЦЕМ II/В СС - сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками;

ЦЕМ Ill/A СС - сульфатостойкий шлакопортландцемент.

4.3 Типы, классы и подклассы прочности сульфатостойких цементов, а также разрешенные к применению добавки - основные компоненты цемента указаны в таблице 1.

ГОСТ Р 56687-2015

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЗАЩИТА БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ОТ КОРРОЗИИ

Метод определения сульфатостойкости бетона

Protection of concrete and reinforced-concrete constructions from corrosion. Test method of sulfate resistance of concrete

Дата введения 2016-04-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона им.А.А.Гвоздева АО "Научно-исследовательский центр "Строительство" (НИИЖБ им.А.А.Гвоздева АО "НИЦ "Строительство")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

4 В настоящем стандарте учтены основные нормативные положения следующих национальных стандартов США:

- ASTM С 452-06* "Стандартная методика испытаний растворов на основе портландцемента на потенциальное расширение при воздействии сульфатов" (ASTM С 452-06 "Test Method for Potential Expansion of Portland-Cement Mortars Exposed to Sulfate", NEQ);

- ASTM С 1012-04 "Стандартная методика испытаний растворов на основе гидравлического цемента на изменение длины под воздействием растворов сульфатов" (ASTM С 1012-04 "Standard Test Method for Length Change of Hydraulic-Cement Mortars Exposed to a Sulfate Solution", NEQ)

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Ноябрь 2019 г.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на бетоны, изготовленные на цементах на основе портландцементного клинкера, в том числе с минеральными и химическими добавками, эксплуатирующиеся при постоянном воздействии жидких сульфатных сред, и устанавливает метод определения и оценку сульфатостойкости бетона.

Метод определения сульфатостойкости, приведенный в настоящем стандарте, применяют в научно-исследовательских лабораториях и организациях при подборе состава сульфатостойкого бетона, использовании новых материалов для изготовления бетона.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 166 (ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ 310.4 Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии

ГОСТ 577 Индикаторы часового типа с ценой деления 0,01 мм. Технические условия

ГОСТ 4166 Реактивы. Натрий сернокислый. Технические условия

ГОСТ 5632 Стали высоколегированные и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки

ГОСТ 6139 Песок для испытаний цемента. Технические условия

ГОСТ 6709 Вода дистиллированная. Технические условия

ГОСТ 8269.0-97 Щебень и гравий из плотных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний

ГОСТ 10178 Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия

ГОСТ 10197 Стойки и штативы для измерительных головок. Технические условия

ГОСТ 22266 Цементы сульфатостойкие. Технические условия

ГОСТ 31108 Цементы общестроительные. Технические условия

ГОСТ Р 53228 Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания

СП 28.13330.2012 СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочного свода правил в Федеральном информационном фонде технических регламентов и стандартов.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 сульфатная среда: Жидкая среда, содержащая сульфат-ионы.

3.2 сульфатостойкость цемента: Способность образцов из мелкозернистого бетона на заданном цементе при полном погружении в жидкую сульфатную среду выдерживать испытание без внешних признаков разрушения (трещин, сколов) и увеличения относительных деформаций выше критического значения.

3.3 группы сульфатостойкости цемента: Группы сульфатостостойкости: группа I - несульфатостойкий, группа II - умеренно сульфатостойкий, группа III - сульфатостойкий.

3.4 период испытания: Определенный период выдерживания образцов в сульфатной среде, после которого измеряют относительные деформации образцов и сравнивают с критическим значением.

3.5 критическое значение деформаций: Установленное стандартом максимальное значение приращения относительных деформаций образцов в сульфатной среде по сравнению с образцами, выдержанными в дистиллированной воде, равное 0,1%, при котором прекращают испытание.

3.6 контрольные образцы: Образцы, предназначенные для испытания в дистиллированной воде.

3.7 основные образцы: Образцы, предназначенные для испытания в растворе сульфата натрия.

4 Общие положения

4.1 Настоящий стандарт устанавливает метод определения сульфатостойкости бетонов, изготовленных на цементах на основе портландцементного клинкера, в том числе с минеральными и химическими добавками.

4.2 Метод определения сульфатостойкости бетона заключается в испытании образцов мелкозернистого бетона на заданном цементе, в том числе с вводимыми дополнительно минеральными и химическими добавками, определении группы сульфатостойкости цемента и оценке сульфатостойкости бетона на исследованном цементе с учетом заданной водонепроницаемости бетона.

5 Средства испытаний, вспомогательные устройства и материалы

Для испытаний применяют:

- емкости из стекла или полиэтилена (бутыли или канистры вместимостью 10-25 дм) для приготовления и хранения дистиллированной воды и сульфатного раствора;

- ванны винипластовые или стеклянные емкости с крышками для выдерживания образцов в воде или растворе сульфата натрия;

- подкладки из коррозионно-стойкого материала треугольного или круглого сечения высотой не менее 20 мм;

- формы для изготовления образцов размерами 2525254 мм типа ФП по пункту 4.22.3.1 ГОСТ 8269.0-97;

- реперы (рисунок 13 ГОСТ 8269.0-97) из коррозионно-стойкой нержавеющей стали по ГОСТ 5632;

- штангенциркуль по ГОСТ 166 с диапазоном измерений не менее чем 0-300 мм;

- стержень контрольный для измерения деформаций длиной, равной длине образца с реперами, из коррозионно-стойкой нержавеющей стали по ГОСТ 5632;

- устройство для измерения деформаций образцов, состоящее из штатива по ГОСТ 10197 и индикатора по ГОСТ 577, обеспечивающего измерение линейных размеров с погрешностью не более 0,01 мм;

- весы лабораторные по ГОСТ Р 53228 не ниже класса точности II для взвешивания до 2 кг;

- оборудование для приготовления мелкозернистого бетона по ГОСТ 310.4;

- стержень стальной (штыковка) диаметром 16 мм для уплотнения бетонной смеси;

- сульфат натрия категории чистый для анализа (ч.д.а.) или химически чистый (х.ч.) по ГОСТ 4166;

- вода дистиллированная по ГОСТ 6709;

- песок стандартный монофракционный по ГОСТ 6139.

6 Изготовление образцов и подготовка к испытаниям

6.1 При изготовлении образцов используют мелкозернистый бетон следующего состава: вяжущее, в том числе с химическими и минеральными добавками, и монофракционный песок в соотношении 1:2,75 по массе. Приготовление и уплотнение бетона в форме выполняют по ГОСТ 310.4. Водоцементное отношение подбирают таким образом, чтобы расплыв конуса бетонной смеси при испытании на встряхивающем столике по ГОСТ 310.4 составлял 106-115 мм.

6.2 Из бетонной смеси формуют 15 образцов размерами 2525254 мм с реперами. Образцы в формах закрывают полиэтиленовой пленкой и помещают в среду с относительной влажностью не менее 90% при температуре (20±3)°С на период (24±0,5) ч.

6.3 Через (24±0,5) ч образцы извлекают из форм, тщательно очищают от загрязнения лунки реперов и помещают на 27 сут в ванны с дистиллированной водой при температуре (20±3)°С, в горизонтальном положении на подкладки, так чтобы образцы не соприкасались друг с другом. Вода должна окружать образцы со всех сторон слоем не менее чем 20 мм.

6.4 По истечении срока хранения образцы вынимают из воды и не позднее чем через 30 мин подвергают испытанию. Непосредственно перед испытанием образцы должны быть вытерты влажной тканью, взвешены с погрешностью не более 0,1%. Образцы, отличающиеся по массе на 5% от среднего значения, а также образцы, имеющие на поверхности раковины, трещины, сколы, отбраковывают. Отобранные образцы нумеруют. Испытывают 12 образцов - 6 образцов в растворе сульфата натрия (основные образцы) и 6 образцов в воде (контрольные образцы).

6.5 Для проведения испытания приготовляют 5%-ный раствор сульфата натрия из расчета 50 г безводной соли сульфата натрия на 950 мл дистиллированной воды.

6.6 Выполняют штангенциркулем измерение длины образцов без учета длины выступающей части реперов (начальная длина бетонных образцов). Измерение выполняют с точностью ±0,1 мм.

6.7 Перед началом испытаний устройство для измерения деформации регулируют по длине образцов. Первоначальный отсчет по индикатору фиксируют установкой контрольного стержня.

6.8 Неизменность показания индикатора проверяют установкой контрольного стержня перед началом, в процессе испытаний и по их окончании.

6.9 Образец, подготовленный к испытаниям, устанавливают в устройство для измерения деформации всегда в одинаковом положении (верх - низ), поворачивают вокруг оси на один оборот и снимают отсчет по индикатору. Измерение повторяют три раза, отмечая минимальное значение на приборе. В журнал записывают минимальное значение.

7 Проведение испытаний

7.1 Испытания образцов выполняют в 5%-ном растворе сульфата натрия и дистиллированной воде при температуре (20±3)°С.

7.2 После снятия начальных отсчетов по индикатору шесть основных образцов погружают в раствор сульфата натрия, шесть контрольных образцов - в дистиллированную воду. Образцы помещают в ванны в горизонтальном положении на подкладки таким образом, чтобы расстояние между образцами, образцами и стенками, образцами и днищем ванны и от образцов до поверхности раствора сульфата натрия (воды) было не менее 20 мм.

Соотношение объема раствора (воды) в кубических сантиметрах к квадратному сантиметру поверхности образцов должно быть не менее 5:1.

Примечание - Площадь поверхности одного образца 260 см.

7.3 Общая продолжительность испытаний образцов - до 12 мес. Раствор сульфата натрия через 7, 14, 28 сут и далее каждый месяц заменяют новым. Не допускается корректировать концентрацию раствора добавлением сульфата натрия в раствор. Дистиллированную воду не заменяют в ходе испытаний.

7.4 Измерение деформаций следует выполнять через 7, 14, 28 сут и далее каждый месяц до 12 мес. При этом образцы извлекают из раствора (воды), обтирают влажной тканью, осматривают, фиксируя дефекты (трещины, изгиб образцов), протирают лунки реперов и немедленно выполняют измерения, после чего образцы вновь погружают в раствор сульфата натрия и воду. Испытания прекращают при появлении трещин или по достижении приращения деформаций образцов в растворе сульфата натрия, равного 0,1%, по сравнению с образцами, испытываемыми в дистиллированной воде.

Бытует мнение, что железобетонные изделия являются самыми прочными и долговечными. Однако подобная формулировка является заблуждением. При несоответствующих условиях эксплуатации конструкции из бетона также подвержены серьезным деформациям и повреждениям. На них оказывают негативное воздействие сильные морозы, оседание слоев почвы, кислородное окисление, атмосферные осадки и влияние различных химических веществ.

Лучшим вариантом для строительства считается сульфатостойкий цемент. Наибольшую популярность данный строительный материал получил в тех регионах, где погодные условия оставляют желать лучшего. Это касается территорий, для которых характерными особенностями являются резкие перепады температур и большое количество выпадающих осадков.

Что это такое?

Сульфатостойкий цемент или портландцемент – это специальный строительный материал, который отличается от привычного аналога и является устойчивым к негативным воздействиям химических соединений и переменчивым капризам природы. Основная область применения портландцемента включает в себя постройку насосных станций, водосбросных и водовыпускных сооружений. Бетон и сваи из цинк-сульфатного стройматериала используются для постройки большинства промышленных конструкций.

Сульфатостойкий цемент достаточно медленно застывает, но в затвердевшем состоянии имеет очень высокую плотность. Последний фактор является его основным достоинством среди других строительных материалов.

По своему составу сульфатостойкий цемент разделяется на следующие разновидности:

пуццолановый портландцемент;
сульфатостойкий шлакопортландцемент;
сульфатостойкий портландцемент;
сульфатостойкий портландцемент с добавлением минеральных веществ.

Теперь рассмотрим вкратце каждый из этих строительных материалов:

Пуццолановый портландцемент содержит смесь из гранулированного доменного шлака и пуццоланов. Под последними подразумеваются продукты вулканического происхождения в виде пепла, туфа и пемзы. Пуццоланы являются активными минеральными добавками при изготовлении портландцемента. Этот строительный материал сравнительно плохо переносит режим попеременного увлажнения и высыхания, а также оттаивания и резкого замораживания.
Сульфатостойкий шлакопортландцемент изготавливается путем смешивания клинкера с доменным шлаком в гранулированном виде (примерно 50-60%) и незначительным количеством гипса. Шлак, который используют для производства, должен содержать ограниченное количество оксида алюминия (приблизительно до 10-12%). Сульфатостойкому шлакопортландцементу присваиваются марки М300 и М400. Он относительно устойчив по отношению к воздействию сульфатов, однако плохо переносит сильные морозы.

Сульфатостойкий портландцемент имеет марку М400. Он склонен к медленному затвердеванию и низкому тепловыделению. Является универсальным и выдерживает любые виды температурных режимов и влажности.
В сульфатостойкий цемент с минералами добавляется около 15-20% от общей цементной смеси доменного шлака в гранулах или 5-10% минеральных веществ. Этот вид стройматериала выпускается с марками М400 и М500. Сульфатостойкий цемент с минеральными добавками отлично подходит для сооружения различных конструкций, имеет повышенную морозостойкость и устойчивость к сильной влажности и засухе.

Применение

За счет основных компонентов портландцемента, которые можно охарактеризовать, как устойчивые к неблагоприятным факторам природы и вредным химическим соединениям, строения, созданные с его применением, являются долговечными и прочными.

Портландцемент используется для создания сульфатостойкого бетона, а также следующих конструкций:

сульфатостойкие сваи;
железобетонные сооружения;
мостовые опоры;
гидротехнические постройки.

Отдельное внимание следует уделить сульфатостойким сваям, чтобы понять, что это такое. Сваи – это изделия, представляющие собой большие стержни, которые производятся из портландцемента. Их основное применение – укрепление конструкций и создание прочной опоры при возведении фундамента.

Качество данных изделий всецело влияет на долговечность и безопасность построек. Сваи закапывают глубоко в почву. Они устойчивы к влаге, осадкам, грунтовым водам и химическим элементам, находящимся в покровах почвы. Чаще всего служат для сооружения крупногабаритных мостов, гидротехнических станций и дамб.

Сульфатостойкий бетон можно сделать даже из обычного цемента, если в раствор включить минеральные добавки. Однако лучше использовать портландцемент при создании смеси для сульфатостойкого бетона. Это увеличит прочность сооружения на всех этапах начиная с процесса бетонирования и заканчивая гарантированной защитой на протяжении всего срока эксплуатации железобетонного изделия.

Состав клинкера

Клинкер является промежуточным изделием при производстве портландцемента. Впервые о нем услышали в 1817 году, когда французский инженер Луи Вика изобрел цементный клинкер. Данное полезное открытие помогло впоследствии в 1840 году создать искусственный цемент (портландцемент).

В состав сульфатостойкого цемента входят компоненты дробленого клинкера, состоящего из минералов. При производстве материала в обязательном порядке учитываются точные дозировки всех необходимых компонентов. Как правило, готовая продукция содержит 5% алюмината и 50% силиката. Данное соотношение обусловлено тем, что в самих слоях почвы и выпадающих атмосферных осадках уже имеется достаточно много сульфатных соединений.

При вступлении в реакцию с алюминатом начинается разрушение сульфатов и, как следствие, деформация самого сооружения. По этой причине в исходном сырье для производства портландцемента должно присутствовать лишь небольшое количество алюминатной фазы.

На основной состав клинкера большое влияние оказывает не только исходное сырье, но и условия изготовления. Когда сырье обжигают, то примеси в нем размещаются хаотично. Данный фактор создает переменчивую структуру клинкерных фаз. Под последними принято подразумевать базовые минералы: алит и белит.

Алит представляет собой важный минерал, имеющий большое значение в составе клинкера. Он быстро затвердевает и имеет высокую прочность. Алит проявляет большую активность в соединении с водой.
Белит по своей реакции менее активен в отличие от алита. Также его тепловыделение меньше в два раза чем у главного минерала клинкера – алита. Белит медленно застывает и за счет этого обеспечивает высокую прочность материала.

Осноовным промежуточным веществом, участвующим в создании цементного клинкера, является трехкальциевый алюминат. Содержание этого вещества в стандартном замесе сульфатостойкого цемента составляет всего 5-10%. Избыточное количество данного материала может спровоцировать, как уже было отмечено выше, сульфатную коррозию. Этот процесс чреват негативными последствиями в виде разрушения структуры бетона и кристаллизации солей на стенках материалов.

Что касается последнего разрушительного воздействия, то кристаллизация оставляет свой след в виде заметного расширения цементного камня в объеме. Иногда влияние сульфатов приводит к формированию гипса, который также способствует значительному расширению камня и постепенному разрушению построек.

Вредное влияние сульфатов на железобетонные конструкции отмечается при поочередном высушивании и увлажнении почвы и самого сооружения. В качестве примера можно привести постоянно изменяющийся уровень воды в реке. Железобетонные сваи, изготовленные из сульфатостойкого цемента, в ходе этого воздействия влаги подвергаются медленному разъеданию структуры материала и изнашиванию конструкций вплоть до полного разрушения.

Выбирая цемент для работы, следует внимательно изучить его основной состав. Важно учитывать, что для каждого конкретного вида почвы нужен особый вид цемента.

Как сделать?

Получение сульфатостойкого цемента возможно двумя методами:

изготавливают цементный раствор со специальными добавками из минеральных веществ;
применение особой цинк-сульфатной цементно-песчаной смеси, изготовленной промышленным способом, которая отличается долговечностью и гарантирует защиту сооружения во время всего периода эксплуатации.

При изготовлении растворов следует придерживаться точных соотношений компонентов.

В том случае, если минеральные добавки в несколько раз превышают стандартную норму, прочность раствора значительно снижается, соответственно увеличивается и хрупкость строений, из-за чего происходит их разрушение. Раствор сульфатостойкого цемента обязательно должен соответствовать основным нормам государственных стандартов.

Использование портландцемента является дорогостоящей процедурой, поэтому применяют его не так часто, как простой аналог. Однако сульфатостойкий цемент просто несравним по своим характеристикам с обычным бетонным раствором.

Ведь долговечность портландцемента в несколько раз выше аналогичного показателя обычных материалов. Следует отметить, что его главные отличительные свойства полностью оправдывают высокую стоимость.

Сульфатостойкий цемент надежно защищает здания и постройки от влияния влаги и морозов, повышает износостойкость конструкций. Он также может значительно улучшить качество простого бетонного раствора, в результате чего такой строительный материал прослужит дольше обычного заявленного срока.

О том, как правильнозамешивать цементный раствор, смотрите в видео ниже.

В прочности и долговечности железобетонных конструкций мало кто сомневается, но все же стоит отметить, что под воздействием внешних факторов среды материал имеет свойство довольно быстро разрушаться. Основными причинами разрушения бетона являются ветер, грунтовые воды, солнечные лучи, частые дожди и морозы. Именно поэтому применение новых технологий в производстве строительных смесей так важно.

На помощь в борьбе с разрушением бетонных конструкций приходит специализированный сульфатостойкий бетон.

Особенности

Сульфатостойкий цемент производится на основе крошки портландцементного клинкера тонкого помола в смеси с гипсом, частный случай обычного портландцемента с особенностью в виде повышенной устойчивости к воздействию сульфатов.

Особые требования выдвигаются к качеству клинкера, используемого в изготовлении сульфатостойкого цемента. Так, его химический состав строго нормируется:

концентрация трехкальциевого силиката не более 50%;
концентрация алюмината – не более 5%;
глиноземный модуль – должен быть более 0,7%;
совместное содержание C3A+C4AF – менее 22%.

Такие ограничения вводятся, чтобы обезопасить полученную конструкцию от сульфатной коррозии.

Использование

Использование сульфатостойких цементов обосновано для строительства сооружений, подверженных агрессивным воздействиям окружающей среды.

А именно:

сильные морозы и перепады температур;
частые атмосферные осадки и перепады влажности, затопления, приливы и отливы, паводок, грунтовые воды;
движение грунта, его просаживание или, наоборот, вспучивание;
воздействие агрессивных химических жидкостей, например, грунтовые воды с нестабильным составом;
сейсмическая активность.

Поэтому чаще всего сфера применения сульфатостойких цементов – это:

цинк-сульфатные мостовые сваи;
гидротехнические сооружения, работающие с морской или океанической водой;
подводные и подземные массивы;
морские и речные молы;
железобетонные сооружения;
конструкции с повышенной напряженностью.

Разновидности сульфатостойкого цемента

Рассмотрим основные виды сульфатостойкого цемента в зависимости от состава:

Портландцемент без добавок. Введение минеральных и инертных добавок в этот вид цемента недопустимо. Является универсальным материалом, стоек к перепадам температуры и влажности.
Шлакопортландцемент. Основной добавкой является гранулированный доменный шлак, он перемалывается вместе с клинкером и составляет 40—60% от общего объема смеси. Шлак, используемый в качестве добавки, должен соответствовать норме на присутствие в нем оксида алюминия – не более 10-12%. Слабое место шлакопортландцемента – неустойчивость к замораживанию.
Портландцемент с добавлением минеральных добавок. В качестве минеральных добавок может быть использован шлак в количестве 15-20% от общего объема, пуццолан, комбинация пуццолана или микрокремнезема со шлаком. Минеральные добавки обычно составляют 5-10%. Этот вид сульфатостойкого цемента обладает отличной стойкостью к замораживанию и перепадам влажности.
Пуццолановый портландцемент. Содержит в своем составе смесь из доменного шлака и пуццоланов. Пуццоланами называются активные минеральные добавки вулканического происхождения, такие как, например, пепел или пемза. В отличие от портландцемента более стоек к сульфатной коррозии, но при этом хуже переносит резкие перепады температур и перепады влажности.

Маркировки сульфатостойкого цемента

Приобретая сульфатостойкий цемент, стоит уделить внимание маркировке на упаковке. Она означает максимальную прочность при сжатии. Основные распространенные марки – М300, М400, М500. Соответственно, прочность этих цементов будет составлять от 300 до 500 кг/см² (или от 30 до 50 МПа).

Необходимо помнить, что при длительном хранении прочность состава может снижаться, так, за 3 месяца она может снизиться на значение до 10%.

Своей максимальной прочности на сжатие цемент достигает на 28 сутки после заливки.

Сульфатостойкий шлакопортландцемент бывает всех доступных маркировок – М300, М400 и М500.
Портландцемент с добавлением минеральных добавок маркируется – М400 и М500.
Портландцемент без добавок имеет маркировку – М400.
Пуццолановый маркируется – М300 и М400.

Свойства сульфатостойких цементов

Сульфатостойкие цементы являются быстросохнущими.

Сроки схватывания – от 45 мин до 10 часов.
Водопотребность 22-28%. Это важная характеристика, которая используется для правильного разведения исходной смеси с водой, чтобы получить раствор нужной консистенции.
Тонкость помола. Для цементов с содержанием минеральных добавок осадочного происхождения остаток на сите с ячейками 80 мкм – не более 15%

Цветной и белый портландцемент

Агрессивные условия окружающей среды не повод забыть об эстетическом виде сооружения. Особое распространение имеют белые портландцементы, механизм изготовления которых очень схож с обычным цементом, за исключением использования белого клинкера.

Важным моментом в производстве белого клинкера является применение карбонатных пород и глины с очень низкой концентрацией оксидов железа и марганца. Для усиления белизны клинкера его выбеливают с помощью химического восстановления карбида железа 3 до оксида железа Fe3O4.

В белом портландцементе особо ценится его показатели белизны, так, выделяют 3 степени белизны цемента, которые между собой отличаются степенью отражения света.

На этой основе производится и цветной портландцемент. Его несложно сделать из белого клинкера в смеси с красящими веществами. Чаще всего для окраски используется железная гематитовая руда (для получения красного и коричневого оттенков), фталоцианиновые пигменты (для получения зеленого и голубого), железоокисный пигмент (желтый) и сажа для получения серых и черных оттенков.

Виды цемента

Главное отличие цементов, повышающих устойчивость бетона к воздействию солей серной кислоты — особый химический состав клинкера, идущего на их изготовление. Содержание трехкальциевого алюмината, оксидов магния и алюминия в нем понижено.

Классификация по составу

Сульфатостойкие цементы по составу относят к 4 типам:

ЦЕМ I — портландцемент;
ЦЕМ II/А — смесь портландцемента с добавками (содержание до 20%);
ЦЕМ II/B — смесь портландцемента с добавками (содержание от 21 до 35%);
ЦЕМ III/A — шлакопортландцемент (содержание шлака от 36 до 65%).

В качестве дополнительных компонентов используют гранулированные доменные шлаки, пуццолану, их смеси с микрокремнеземом.

Классификация по прочности

По прочности на сжатие цементы разделяют на классы и 2 подкласса, сульфатостойкие выпускают только 4 видов.

Таблица 1. Минимальная прочность на сжатие цементов, повышающих устойчивость бетона к сульфатной коррозии (МПа)

Класс	Подкласс	2 сутки	7 сутки	28 сутки
32,5	Н	–	16	32,5
32,5	Б	10	–	32,5
42,5	Н	10	–	42,5
42,5	Б	20	–	42,5

Подклассы: Н — нормальнотвердеющий; Б — быстротвердеющий.

Маркировка сульфатостойкого цемента

Обозначение вида цемента наносят на боковую поверхность каждого мешка. Если материал расфасован в мягкие контейнеры, то используют несмываемую краску или вкладывают заполненную этикетку в специальный карман.

Цемент, упакованный в небольшие прозрачные пакеты, маркируют обычным способом или помещают этикетку между слоями полиэтилена. Если пакетов много и они уложены в общую тару, то надписи наносят и на нее, дополнительно указывая количество упаковок.

Маркировка цемента состоит из его наименования, типа, вида добавки, класса и подкласса прочности. Для материала с повышенной устойчивостью к воздействию солей серной кислоты в конце ставят СС — сульфатостойкий. Завершают маркировку обозначением стандарта, по которому изготовлен цемент.

Пример: сульфатостойкий портландцемент ЦЕМ II/A-П 32,5Н СС ГОСТ 22266-2013. Расшифровка: материал на основе портландцемента, с добавлением до 20% пуццоланы, класса прочности 32,5, нормальнотвердеющий, сульфатостойкий, характеристики соответствуют требованиям ГОСТ 22266-2013.

Дополнительно могут быть отражены особые свойства материала, приобретенные за счет внесения специальных добавок или снижения содержания некоторых компонентов:

ПЛ — пластифицированный;
ГФ — гидрофобизированный;
НЩ — низкощелочной.

Указанные свойства могут дополнять друг друга — например: низкощелочной пластифицированный (НЩ ПЛ).

Сферы применения

Основное назначение бетона на сульфатостойком цементе — строительство подземных и подводных конструкций: фундаментов, опор мостов и других гидротехнических сооружений, свай, метрополитенов, бассейнов, колодцев и т. п. Подходящий тип вяжущего компонента смеси определяют с учетом дополнительных характеристики среды.

Таблица 2. Рекомендации по применению сульфатостойких цементов в средах, агрессивных по содержанию сульфатов

Строительные растворы на основе цементов СС не готовят.

Производители сульфатостойкого цемента в России

Перечень российских цементных заводов, выпускающих сульфатостойкий портландцемент и шлакопортландцемент (по состоянию на июль 2019 г):

Подольский;
Вольский — АО «ХайдельбергЦемент Волга», находится в Саратовской области;
Мордовцемент — входит в состав холдинга «ЕВРОЦЕМЕНТ груп»;
Красноярский;
Магнитогорский;
Новотроицкий — Оренбургская область;
Серебряковский — Волгоградская область;
Теплоозерский — г. Владивосток;
Тимлюйский — Бурятия;
Якутский.

Необходимо уточнять — производят ли это вид цемента на ближайшем к конкретной стройплощадке заводе.

Заключение

Сульфатостойкий цемент отличается от обычного химическим составом. Этот материал идет на изготовление бетона для строительства конструкций, которые будут постоянно подвергаться воздействию воды или грунта с высоким содержанием солей серной кислоты. Его применение замедляет развитие коррозии, продлевает срок эксплуатации сооружений.

Читайте также: