Минеральные добавки в бетон

Обновлено: 09.05.2024

1 Северо-Кавказский филиал ФГБОУ ВПО «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова»

В связи с ростом дефицита цемента, уменьшением ресурсов высококачественного сырья, увеличивающимся объемом производственных отходов и обострением экологической проблемы повышается актуальность применения различных дисперсных минеральных добавок при изготовлении цементов и бетонов. Для рационального использования минеральных добавок большое значение имеет достоверная оценка их эффективности. Рассмотренный в статье подход к определению эффективности различных минеральных добавок позволяет учесть специфику поведения последних в бетонах. Он рекомендуется для предварительной оценки минеральных добавок в исследовательской практике и на производстве. Такой подход к оценке минеральных добавок и предложенную на его основе классификацию целесообразно использовать при разработке нормативно-технических документов, регламентирующих испытания добавок, а также изготовление и применение бетонов с их использованием.

1. ГОСТ 1. 310.1-76. Цементы. Методы испытаний. Общие положения. – М.: Изд-во стандартов, 1978. – 6 с.

3. Борисенко Л.Ф., Делицын Л.М., Власов А.С. Перспективы использования золы угольных тепловых электростанции / ЗАО «Геоинформмарк». – М., 2001. – 68 с.

4. Гольдштейн Л.Я. Ермакова Г.Ф. Методы определения активности минеральных добавок к цементам // Цемент. – 1998. – № 12.

5. Капленко О.А. Современная универсальная добавка ЖККА // Т 38 Технические науки – от теории к практике: сборник статей по материалам ХХIХ междунароной научн.-практ. конф. – Новосибирск: Изд-во: «СибАК», 2013. – № 12 (25). – С. 119–126.

6. Кизильштейн Л.Я., Дубов И.В., Шпицгауз А.П., Парада С.Г. Компоненты зол и шлаков ТЭС. – М.: Энергоатомиздат, 1995. – 176 с.

7. Комарова Н.Д. Есипова А.А, Комарова К.С. Влияние пластификаторов на процесс структурообразования бетона // Инновационная наука. – 2015. – № 4 часть 2. – С. 27–30.

8. Целыковский Ю.К. Опыт промышленного использования золошлаковых отходов ТЭС // Новое в российской энергетике. – М.: Энергоиздат, 2000. – № 2. – С. 22–31.

9. Kurbatov V.L., Komarova N.D. Analytical Modification of Seismic Effect on the Building. Modern Applied Science. – 2015. – Vol 9, № 3. – DOI 10.5539/mas.v9n3p10.

Цель исследования. Для рационального использования минеральных добавок большое значение имеет достоверная оценка их эффективности.

Материалы и методы исследования

Среди действующих методов физико-механических испытаний метод, отвечающий ГОСТ 310.1-76 [1], не учитывает специфику поведения МД в сочетании с портландцементом. Предусматривает способы определения некоторых характеристик (например, водостойкости), неприемлемые для отдельных видов добавок, не позволяет оценить добавки-наполнители, хотя они также могут быть эффективны [2]. В подходе к испытаниям по методу Л.Я. Гольдштейна и др. [3] значительно завышено отношение минеральные добавки: портландцемент, искусственно затрудлена дисперсность МД. Стандартные методы [1 и 4] не учитывают особенностей бетонов.

Предварительно проведенные опыты показали, что оценка эффективности использования МД на экономии цемента, достигаемой для получения бетонной смеси и бетона с заданными характеристиками, не является однозначной, в том числе зависит от вида и химико-минералогического состава и других характеристик используемого цемента. Иллюстрацией могут служить данные, полученные при испытаниях бетонов на различных цементах с минеральными добавками вулканического происхождения. Влияние вида цемента на эффективность использования минеральных добавок в пропаренных бетонах показано в табл. 1.

Вид исходного цемента

Количество добавки в исходном цементе, %

Удельная экономия портландцемента Эц при введении минеральных добавок

Примечание. ПЦ – портландцемент, ПЦД – портландцемент с минеральной добавкой, отделенной при помоле цемента.

Так при использовании портландцементов с добавками (ПДЦ), введенными при помоле цемента (ангарский ПЦД, с 16–20 % золы – уноса, и брянский ПЦД с 8–10 % трепела), отмечена меньшая эффективность минеральных добавок, дополнительно вводимых в бетонную смесь, важно при применении бездобавочных портландцементов. В свою очередь, среди последних преимущества имеет Воскресенский [1], что, вероятно, связано с повышенным содержанием в нем щелочей (около 1,5 %), в том числе более 40 % быстрорастворимых (в виде сульфатов), активизирующих частицы вулканического стекла. Плохая же совместимость МД с белгородским ПЦ связана, очевидно, с пониженным содержанием R2O в клинкере (менее 0,45 %).

Эффективность минеральных добавок, вводимых в бетонные смеси, в значительной степени зависит также от отношения Ц/В, расхода цементного теста, зернового состава песка. Поэтому даже при использовании конкретных сырьевых материалов эффективность МД в бетоне необходимо оценивать по результатам подбора не одного состава бетона, а с варьированием как минимум на трех уровнях значений Ц/В к расходу добавки. Не исключает этой необходимости и оперирование с часто используемым показателем цементирующей эффективности МД [5].

Вместе с тем для предварительной оценки и сопоставления различных МД, а также для выбора наиболее эффективных из них является выработанная нами упрощенная оценка, которая базируется на испытаниях эталонного состава бетона при фиксированном содержании МД в цементе. Основные положения такой оценки заключаются в следующем.

1. Исходным материалом служат портландцемент М400 или М500 второй группы с активностью при пропаривании по ГОСТ 22236-85, речной кварцевый песок и гранитный щебень фракций 5–10 и 10–20 мм в соотношении 2:3 по массе. Так как с изменением крупности песка и содержания в нем тонкодисперсных фракций изменяется эффективность МД, эти показатели следует сохранять постоянными: Мц = 1,8 ± 0,1; содержание фракции менее 0,14 мм – 8 ± 2 %.

2. Содержание МД в смешанном цементе – максимальное по ГОСТ 22266-76, т.е. 30 % по массе для добавок осадочного происхождения и близкой к ним по свойствам добавки силикатной пыли (отхода производства ферросилиция) и 40 % по массе для всех остальных добавок. При этом достаточно ярко проявляется эффект МД и в большинстве случаев обеспечивается минимально допускаемый расход портландцемента в бетоне исходя из условий сохранности арматуры.

3. В качестве эталонного выбран состав с соотношением цемент (ПЦ + МД):песок: щебень, равным 1:2:3,5 по массе, из которого приготовляют смеси умеренной подвижности (ОК = 4 ± 1 см). При переходе к более жирным составам (например, 1:1,5:3) эффективность МД проявляется в меньшей степени. Это соответствует общей закономерности, по которой в первую очередь по мере возрастания Ц/В, увеличения расхода цементного теста в бетоне, повышения содержания тонкодисперсных фракций в заполнителях (менее 0,14 мм), снижения пустотности песка наблюдается уменьшение эффективности действия МД.

4. Заданную удобоукладываемость обеспечивают регулированием расхода воды, причем этот способ позволяет лучше различать добавки по качеству (в частности, по различной водопотребности).

5. Из бетонных смесей на основе портландцемента, а также на основе портландцемента и исследуемой добавки изготовляют по 9 кубов с ребром 10 см. Из них 6 кубов пропаривают по режиму 2 + 3 + 6 + 2 ч при 80 °С, причем 3 куба испытывают на сжатие через 1 сутки после изготовления, а еще 3 – в возрасте 28 суток последующего нормального твердения. Три куба постоянно хранят в нормальных условиях и испытывают через 28 суток.

6. В качестве показателей эффективности МД принимают удельную экономию портландцемента Эц на единицу прочности бетона эталонного состава, достигаемую при возведении единицы массы добавки:

где n – доли добавки в смешанном вяжущем (в долях единицы); Ц и Ц? – расходы портландцемента в бетонах соответственно без добавки и с минеральной добавкой; R и R? – значения прочности бетона при сжатом соответственно без добавки и с минеральной добавкой.

Результаты исследования и их обсуждение

На основе такого подхода сделана оценка ряда МД, различающихся по природе и по другим характеристикам, причем использованы добавки как естественной дисперсности золошлаковые отходы, силикатная пыль), так и специально размолотые до дисперсности: характерной для измельчения материалов для измельчения материалов в шаровых мельницах. На основе полученных данных предложена классификация минеральных добавок.

Использование показателя Эц позволяет разграничить минеральные добавки по свойствам и эффективности применения в бетоне стандартного состава (табл. 2).

ГОСТ Р 56196-2014

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ДОБАВКИ АКТИВНЫЕ МИНЕРАЛЬНЫЕ ДЛЯ ЦЕМЕНТОВ

Общие технические условия

Active mineral additives for cements. General specifications

Дата введения 2015-04-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью Фирма "ЦЕМИСКОН"

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

ВНЕСЕНА поправка*, опубликованная в ИУС N 7, 2015 год

* См. ярлык "Примечания".

Поправка внесена изготовителем базы данных

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на активные минеральные добавки (далее - добавки) для цементов и устанавливает технические требования к ним, правила приемки, методы контроля.

Настоящий стандарт не распространяется на гранулированные шлаки, применяемые для производства цементов.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 3306-88 Сетки с квадратными ячейками из стальной рифленой проволоки. Технические условия

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

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

ГОСТ 25094-94 Добавки активные минеральные для цементов. Методы испытаний

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 по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому 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 стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения, Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины, приведенные в ГОСТ 30515.

4 Классификация

4.1 Активные минеральные добавки подразделяют на следующие группы:

- природные минеральные добавки;

- техногенные минеральные добавки - побочные продукты промышленных производств.

4.1.1 К природным минеральным добавкам относятся:

- пуццоланы осадочного происхождения (диатомиты, трепелы, опоки);

- пуццоланы вулканического происхождения (пеплы, туфы, трассы, вулканические шлаки, цеолит, цеолитизированные породы);

- природные обожженные пуццоланы (обожженные глинистые породы - глиежи).

4.1.2 К техногенным минеральным добавкам относятся:

- доменные гранулированные шлаки по ГОСТ 3476;

- зола-уноса, получаемая путем электростатического или механического осаждения твердых частиц из дымовых газов, образующихся при сжигании тонкомолотого угля, горючих сланцев. Зола-уноса может быть кислой, проявляющей пуццоланические свойства и основной, проявляющей гидравлические свойства;

- микрокремнезем (силикатная пыль), образующийся при восстановлении высокочистого кварца углем в электрических дуговых печах при изготовлении кремния и ферросилиция;

- обожженный сланец, получаемый обжигом в специальной печи при температуре 800 °С и в тонкомолотом состоянии проявляющий гидравлические и пуццоланические свойства.

4.2 В качестве условного обозначения добавки применяют заглавную букву ее наименования:

- глиеж и обожженный сланец - Г;

5 Технические требования

5.1 Характеристики

5.1.1 Требования к физико-механическим показателям добавок приведены в таблице 1.

ГОСТ Р 56592-2015

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ДОБАВКИ МИНЕРАЛЬНЫЕ ДЛЯ БЕТОНОВ И СТРОИТЕЛЬНЫХ РАСТВОРОВ

Общие технические условия

Mineral admixtures for concretes and mortars. General specifications

ОКС 71.100.40
ОКП 57 0200

Дата введения 2016-04-01

Предисловие

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

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

4 В настоящем стандарте учтены основные нормативные положения следующих европейских стандартов*:

* Документ в информационных продуктах не содержится. За информацией о документе Вы можете обратиться в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

- ЕН 206-1:2000 "Бетон. Часть 1. Технические требования, эксплуатационные характеристики, производство и критерии соответствия" (ЕN 206-1:2000 "Concrete - Part 1: Specifications, performance, propuction and conformity criteria", NEQ);

- ЕН 13263-1:2005+A1:2009 "Микрокремнезем для бетонов. Часть 1. Определения, требования и критерии соответствия" (EN 13263-1:2005+A1:2009 "Silica fume for concrete - Part 1: Definitions, requirements and conformity criteria", NEQ);

- ЕН 450-1:2009 "Зола-унос для бетонов. Часть 1: Определения, требования и критерии соответствия" (EN 450-1:2009 "Fly ash for concrete - Part 1: Definitions, specifications and conformity criteria", NEQ)

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Май 2019 г.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на минеральные добавки (далее - МД) для тяжелых, мелкозернистых, легких, ячеистых и напрягающих бетонов, а также строительных растворов и сухих смесей (далее - бетоны) по ГОСТ 26633, ГОСТ 25820, ГОСТ 25485, ГОСТ 32803, ГОСТ 28013 и ГОСТ 31357 и устанавливает классификацию минеральных добавок, общие технические требования и правила приемки.

Настоящий стандарт не распространяется на минеральные добавки для специальных бетонов по ГОСТ 25192 (жаростойких, радиационно-защитных, кислотостойких, декоративных).

Требования настоящего стандарта необходимо учитывать при разработке стандартов и технических условий на минеральные добавки конкретных видов, а также при разработке технологической и технической документации по применению МД в бетоне.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.1.005 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

ГОСТ 12.1.007 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

ГОСТ 12.4.011 Система стандартов безопасности труда. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация

ГОСТ 12.4.021 Система стандартов безопасности труда. Системы вентиляционные. Общие требования

ГОСТ 12.4.028 Система стандартов безопасности труда. Респираторы ШБ-1 "Лепесток". Технические условия

ГОСТ 12.4.034 Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Классификация и маркировка

ГОСТ 12.4.103 Система стандартов безопасности труда. Одежда специальная защитная, средства индивидуальной защиты ног и рук. Классификация

ГОСТ 12.4.153 Система стандартов безопасности труда. Очки защитные. Номенклатура показателей качества

ГОСТ 2226 Мешки из бумаги и комбинированных материалов. Общие технические условия

ГОСТ 6613 Сетки проволочные тканые с квадратными ячейками. Технические условия

ГОСТ 8736-2014 Песок для строительных работ. Технические условия

ГОСТ 21650 Средства крепления тарно-штучных грузов в транспортных пакетах. Общие требования

ГОСТ 24211 Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия

ГОСТ 24597 Пакеты тарно-штучных грузов. Основные параметры и размеры

ГОСТ 25192 Бетоны. Классификация и общие технические требования

ГОСТ 25485 Бетоны ячеистые. Технические условия

ГОСТ 25818 Золы-уноса тепловых электростанций для бетонов. Технические условия

ГОСТ 25820 Бетоны легкие. Технические условия

ГОСТ 26633 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия

ГОСТ 28013 Растворы строительные. Общие технические условия

ГОСТ 30108 Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов

ГОСТ 30744 Цементы. Методы испытаний с использованием полифракционного песка

ГОСТ 31357 Смеси сухие строительные на цементном вяжущем. Общие технические условия

ГОСТ 32803 Бетоны напрягающие. Технические условия

ГОСТ 33757 Поддоны плоские деревянные. Технические условия

ГОСТ Р 56593 Добавки минеральные для бетонов и строительных растворов. Методы испытаний

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 заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 24211, ГОСТ 25818, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 минеральная добавка; МД: Дисперсный неорганический материал природного или техногенного происхождения, вводимый в бетонную или растворную смесь в процессе их приготовления в целях направленного регулирования их технологических свойств и/или строительно-технических свойств бетонов и/или придания им новых свойств.

3.2 минеральная добавка природного происхождения: Минеральная добавка, полученная путем измельчения, а при необходимости - дополнительной термической обработки природных (горных) пород различного происхождения.

3.3 минеральная добавка техногенного происхождения: Минеральная добавка, полученная из отходов промышленных производств путем измельчения, осаждения или конденсации из газовой или жидкой фазы.

3.4 инертная минеральная добавка; ИМД: Минеральная добавка, не способная к взаимодействию с продуктами гидратации и щелочами цемента, применяемая в качестве микронаполнителя.

3.5 активная минеральная добавка; АМД: Минеральная добавка, обладающая вяжущими, расширяющими или пуццоланическими свойствами.

3.6 вяжущие свойства АМД: Способность активной минеральной добавки, затворенной водой, после схватывания на воздухе твердеть в водной среде, в бетоне и/или строительном растворе.

3.7 вяжущая активность АМД: Прочность на сжатие образцов, изготовленных по ГОСТ 30744 из АМД, песка и воды.

3.8 расширяющие свойства АМД: Способность активной минеральной добавки, введенной в бетонную или растворную смесь, компенсировать усадку или вызывать самонапряжение в твердеющем бетоне или строительном растворе.

3.9 пуццоланические свойства АМД: Способность активной минеральной добавки, введенной в бетонную смесь, в присутствии извести, образуемой при гидратации цемента, проявлять гидравлические свойства.

3.10 самонапряжение бетона: Напряжение сжатия, возникающее в бетоне конструкции при твердении в результате расширения цементного камня в условиях ограничения этого расширения.

4 Классификация

4.1 МД классифицируют по следующим признакам:

- механизм и степень проявления активности.

4.2 По происхождению МД подразделяют на природные и техногенные.

4.3 По механизму и степени проявления активности МД подразделяют на следующие виды:

- АМД, обладающие вяжущими свойствами;

- АМД, обладающие расширяющими свойствами;

- АМД, обладающие пуццоланическими свойствами;

4.4 По степени проявления пуццоланической активности АМД подразделяют на следующие виды:

- АМД, обладающие высокой пуццоланической активностью;

- АМД, обладающие средней пуццоланической активностью;

- АМД, обладающие низкой пуццоланической активностью.

4.5 В случае если АМД обладает несколькими свойствами (например, вяжущими и пуццоланическими или расширяющими и пуццоланическими свойствами), то ее следует классифицировать по свойству, характеризующему основной эффект действия.

5 Общие технические требования

5.1 Требования к минеральным добавкам

5.1.1 МД должны соответствовать требованиям настоящего стандарта, а также стандартов или технических условий на МД конкретных видов, по которым они выпускаются.

5.1.2 МД следует изготовлять в виде сыпучих порошков или концентрированных суспензий (паст) по технологическим регламентам, утвержденным предприятием-изготовителем.

Для того чтобы придать или улучшить определенные свойства портландцемента, в его состав дополняют специальными минеральными добавками или регулируют состав этих добавок.

Свойства минеральных добавок

Во всем видах минеральных добавок содержатся активные химические вещества.

К данным веществам относятся:

аморфный диоксид кремния – входит в состав вулканических горных пород и добавок искусственного происхождения;
аморфный водный диоксид кремния – входит в состав трепела, диатомита и некоторых других горных пород осадочного происхождения;
алюмосиликаты – входят в состав искусственных добавок и пород вулканического происхождения;
метакаолинит – входит в состав глинитов, глиежи, золы-уноса и топливных шлаков;
активный глинозем – входит в состав глинитов и топливных шлаков.

В составе извести и в продуктах, получившихся при твердении портландцемента, содержится гидроксид кальция, который при нормальной температуре и в присутствии влаги способен взаимодействовать со всеми перечисленными минеральными добавками. При их взаимодействии образуются нерастворимые продукты.

В результате такой реакции, у извести появляются гидравлические свойства, а портландцемент получает более низкую себестоимость и приобретает некоторые специальные свойства.

Виды минеральных добавок

Активные минеральные добавки, могут быть природного и искусственного происхождения.

Природные минеральные добавки

К активным минеральным добавкам природного происхождения относятся осадочные горные породы и породы вулканического происхождения.

К таким породам относятся:

трепел;
диатомит;
глиежи;
опоку;
туф;
трасс;
пемза;
и вулканический пепел.

Искусственные минеральные добавки

К активным минеральным добавкам искусственного происхождения относятся отходы и побочные продукты промышленности. В том числе продукты, получаемые при производстве глинозема и обожжении глины при температуре до 800 °С.

К данным продуктам относятся:

гранулированные доменные шлаки;
электротермофосфорные шлаки;
топливные шлаки;
топливные золы;
нефелиновый шлам;
двухкальциевый силикат;
цемянка;
глиниты и др.

В зависимости от вида активных минеральных добавок и их количества, портландцементы с такими добавками делятся на 3 вида:

ПЦД – портландцемент с минеральными добавками;
ППЦ – пуццолановый портландцемент;
ШПЦ – шлакопортландцемент.

Портландцемент с минеральными добавками (ПЦД)

ПЦД состоит из клинкера, минеральных добавок и гипса, которые перемешивают вместе, предварительно измельчив. При этом количество минеральных добавок в составе ПЦД не должно превышать 20%, для того чтобы сохранить все основные свойства портландцемента.

При добавлении минеральных веществ в состав портландцемента, его свойства хоть и сохраняются, но претерпевают некоторые изменения:

морозостойкость – немного снижается;
водостойкость – улучшается;
сопротивляемость коррозии – улучшается;
тепловыделение – становится ниже.

Благодаря тому, что до 20% состава ПЦД занимают минеральные добавки, экономиться портландцементный клинкер, что и способствует снижению себестоимости конечного продукта. В итоге мы получаем экономически выгодный цемент с улучшенными качествами и сниженной себестоимостью.

ПЦД выпускают всего несколько марок, это: М400, М500, М550 и М600. На отдельных заводах выпускают ПЦД М300, но только согласно специальному разрешению на это.

Если при строительстве объекта не требуется высокая морозостойкость, то вместо обычного портландцемента, чаще всего применяют именно ПЦД, поэтому он и получил такое широкое распространение.

Пуццолановый портландцемент (ППЦ)

ППЦ изготавливают также как и ПЦД, путем измельчения клинкера, гипса и минеральных добавок.

Но в составе ППЦ есть некоторые отличия:

портландцементный клинкер содержит менее 8% С3А;
активные минеральные добавки составляют от 20% до 40% объема.

Содержание минеральных добавок зависит от минерального состава и активности самих добавок.

ППЦ выпускают двух марок: М300 и М400 и согласно ГОСТу 76-го года, он относится к классу сульфатостойких цементов.

Шлакопортландцемент (ШПЦ)

ШПЦ изготавливают также как и ППЦ, но минеральный состав несколько отличается. В качестве активной минеральной добавки в ЩПЦ используется гранулированные доменные шлаки, объем содержания, которых варьируется от 20% до 80% от массы самого цемента.

Шлакопортландцемент выпускается трех марок: М300, М400 и М500. При этом он может иметь 2 разновидности, а именно сульфатостойкий шлакопортландцемент (СШПЦ) и быстротвердеющий шлакопортландцемент (ШПЦБ).

Для того чтобы изготовить ШПЦБ используют портландцементный клинкер высокого качества и размалывают его до 5000 кв.см/гр.

Для того чтобы иметь возможность управлять свойствами и структурой готового бетона и бетонной смеси, используют химические и минеральные добавки.

Виды бетонных добавок

Минеральные добавки – это порошки минеральных пород. Данные породы могут быть, как природного (горные породы), так и искусственного (молотые шлаки, зола и т. д.) происхождения.

Вещества, которые добавляют в бетонную смесь, для того чтобы улучшить или добавить какие-либо свойства, делятся на несколько групп. Группы бывают следующие: добавки, заполнители, наполнители, разбавители, уплотнители, модификаторы и т. д.

Минеральные добавки от минеральных заполнителей отличаются тем, что у них зерна имеют меньший размер и обычно не превышают 0,16 мм. При этом минеральные добавки не растворяются в воде, что отличает их от химических модификаторов.

При замешивании бетонной смеси, в наполнители образуются пустоты, которые заполняются цементом, а вместе с ним и минеральными добавками, это позволяет укрепить структуру готового бетона. В некоторых ситуациях данное свойство минеральных добавок позволяет уменьшить расход цемента. Вещества добавляемые в бетон, для того чтобы снизить расход цемента, называют наполнителями, поэтому если с помощью минеральных добавок удалось снизить расход цемента, то в данных случаях их называют минеральными наполнителями.

Разные минеральные добавки по-разному влияют на свойства и структуру готового бетона. И в зависимости от дисперсности добавки делят на разбавители и уплотнители цемента.

Минеральные разбавители

К ним относит зола и другие минеральные вещества, разбавители имеют состав, близкий к составу цемента еще его называют гранулометрическим составом, удельная поверхность такого вещества от 0,2 до 0,5 кв.м/грамм.

Минеральные уплотнители

К уплотнителям относится микрокремнезем, зерна уплотнителей обычно в 100 раз меньше, чем зерна цемента. Удельная поверхность уплотнителей от 20 до 30 кв.м/грамм. Благодаря таким мельчайшим размерам зерен, уплотнители способны заполнять пустоты между зернами цемента, что позволяет одновременно увеличить плотность и прочность готового бетона.

Виды минеральных добавок

Различают активные и инертные минеральные добавки.

Активные минеральные добавки

Данные добавки способны вступать во взаимодействие с диоксидом кальция даже при комнатных температурах, но с обязательным присутствием воды, результатом такого взаимодействия становится вещество с вяжущими свойствами.

После добавления активных минеральных добавок в бетонную смесь, они начинают взаимодействовать с Ca(OH)₂, который выделяется при гидратации портландцемента.

Существуют активные минеральные добавки, которые способны самостоятельно твердеть и тем самым увеличивать прочность общей конструкции. К таким добавкам относится молотый доменный шлак, который активизируется и начинает твердеть после добавления извести в состав.

На свойства самих минеральных добавок самое большое влияние оказывает их зерновой состав, так как именно он в значительной степени определяет удельную поверхность вещества, а вместе с этим и их реакционную способность. Так же зерновой состав в значительной степени влияет на возможность увеличения плотности готовой бетонной структуры.

Инертные минеральные добавки

Данный вид минеральных добавок, не вступает не в какие реакции при обычных температурах. Но при автоклавной обработке, данные добавки могут проявлять реакционную способность и вступать во взаимодействие с компонентами цемента. Так же применяют и другие способы для того, чтобы заставить инертные минеральные добавки вступать в реакцию с другими компонентами бетонной смеси.

Инертные минеральные добавки чаще всего используют для того, чтобы регулировать зерновой состав и заполнение пустот в твердой фазе бетона. Данный подход позволяет управлять свойствами бетона и бетонной смеси.

К инертным минеральным добавкам относятся кварцевый песок, глина, известняки и другие.

Активные природные минеральные добавки

Данный вид добавок получают путем измельчения различных горных пород, осадочного и вулканического происхождения.

К породам осадочного происхождения относятся:

К породам вулканического происхождения относятся:

Активные природные минеральные добавки иногда называют «пуццоланы». Данное название впервые было применено к туфу, который добывали в одном и одноименных мест в Италии.

Природные минеральные добавки на 80-90% состоят из глинозема и кремнезема, которые определяют активность таких добавок. Эти добавки довольно широко применяются в производстве цемента. А самым большим недостатком таких добавок является повышенная водопотребность.

Читайте также: