Пластифицированный цемент состав свойства применение

Обновлено: 15.04.2024

снижается трудоемкость при укладке бетонной смеси, ускоряется бетонирование и повышается качество укладки бетона в сооружениях; уменьшается расход портландцемента в бетоне в результате меньшей дозировки цемента и воды (цементного теста) при сохранении заданной пластичности бетонной смеси; повышается прочность и морозостойкость бетона за счет снижения водоцементного отношения при сохранении заданной пластичности бетонной смеси.

Пластифицированный портландцемент получают введением при помоле обыкновенного портландцемента пластифицирующих поверхностно-активных добавок. В качестве поверхностно-активных добавок применяют концентраты сульфитно-спиртовой бражки (СДБ), удовлетворяющей требованиям МРТУ 13-04-35-66. Добавка вводится в сухом виде или в виде водного раствора в количестве 0,15-0,25% от массы цемента в пересчете на сухое вещество. Оптимальное содержание добавки для данного цемента устанавливается опытным путем и зависит от минералогического состава клинкера, тонкости помола цемента и содержания в нем гидравлических добавок. Основные свойства пластифицированного портландцемента и требования, предъявляемые к ним стандартом, те же, что и у обыкновенного портландцемента, за исключением требования к его пластичности. Раствор из смеси пластифицированного портландцемента с нормальным песком состава 1 : 3 при водоцементном отношении, равном 0,40, должен обладать такой пластичностью, при которой расплыв конуса из этого раствора после 30 встряхиваний составляет не менее 125 мм. Обыкновенный портландцемент при этих же условиях дает расплыв конуса 105-110 мм. Пластифицированный портландцемент отличается от обыкновенного способностью придавать бетонным смесям повышенную подвижность (текучесть), что обеспечивает их более легкую укладку и уплотнение при формировании бетонных изделий. Так как подвижность бетонных смесей зависит в основном от содержания воды, то применение пластифицированного портландцемента позволяет уменьшить водосодержание смеси без изменения ее подвижности. Это в свою очередь позволяет сэкономить цемент, повысить прочность и морозостойкость бетона.

30.Определение водопоглощения строительных материалов по массе и объему.

8.5. Водопоглощение W в процентах вычисляют поформуле

8.6. В уравнениях (1) - (5) использованы следующие обозначения:

m₁ -масса сухого образца, г;

m₂ - результат взвешивания образца, погруженного в жидкость, г;

m₃ - масса насыщенного жидкостью образца, г;

- плотность воды притемпературе 20 °С, г/см 3 ;

r - истинная плотностьматериала, г/см 3 ; определяется по ГОСТ 2211;

r_l- плотность насыщающей жидкости при температуре испытаний в г/см 3 ;для дистиллированной воды

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Пластифицированный портландцемент — гидравлическое вяжущее, получаемое совместным тонким измельчением портландцементного клинкера и гидрофильной поверхностно-активной добавки при обычной дозировке гипса.

Свойства:

1)повышает прочность бетонов;

2)снижает водопотребность бетонной смеси;

3)повышает морозостойкость бетона;

4)снижает расход цемента на 8—10%.

Применение:

Широко используется в дорожном, аэродромном и гидротехническом строительстве.

Гидрофобный портландцемент. Состав. Свойства. Применение.

Гидрофобный портландцемент – цемент, который изготовляют путем тонкого измельчения портландцементного клинкера совместно с добавками 0,1—0,3% некоторых поверхностно-активных веществ (мылонафт, асидол, олеиновая кислота, окисленный петролатум и т. п.).

Свойства:

1)повышенная водонепроницаемость;

2)стойкость против попеременного замерзания и оттаивания, увлажнения и высыхания;

3)повышают коррозионную стойкость и морозостойкость бетона

Применение:

Применяется при изготовлении бетонов для гидротехнического, дорожного, аэродромного строительства.

Глиноземистый цемент. Состав. Свойства. Применение.

Глиноземистый цемент – это быстротвердеющее вяжущее вещество.

Химический состав:

Основные свойства:

-быстрое нарастание прочности в раннем возрасте;

-при твердении бетона на глиноземистом цементе выделяется большое количество тепла, что позволяет использовать эти бетоны при отрицательных температурах до -10 градусов без подогрева;

-глиноземистый цемент имеет повышенную плотность цементного камня, что определяет большую устойчивость бетона против всех видов агрессивных жидкостей и газов по сравнению с бетоном на портландцементе;

Применение:

Применяют при возведении бетонных конструкций, которые необходимо быстро ввести в эксплуатацию, для срочных аварийных и ремонтных работ, а также для тампонирования нефтяных и газовых скважин, футеровки шахтных колодцев и туннелей и т.п.

Портландцемент с активными минеральными добавками. Состав. Свойства. Применение.

Активные минеральные добавки - природные или искусственные вещества, которые при смешении в тонкоизмельченном виде с воздушной известью и затворении водой образуют тесто, способное после твердения на воздухе продолжать твердеть и под водой.

Портландцемент с минеральными добавками получают измельчением клинкера, минеральных добавок и гипса. Предельно допустимое содержание минеральных добавок в цементе не должно превышать 20%.

Свойства:

1) Тонкость помола – остаток на сите №008 не должен превышать 15 %, что соответствует удельной поверхности цемента 2500-3000 см2/г.

2)Водопотребность – количество воды, необходимое для получения цементного теста нормальной густоты. Водо-сть зависит от минерального состава и колеблется в пределах 22-26 %.

3) Соки схватывания; начало схватывания должно наступать не ранее 45 мин., а конец схватывания – не позднее 10 ч.

4) Прочность – главное свойство, характеризующее качество цемента.

5) Морозостойкость.

Практически все свойства портландцемента сохраняются, кроме морозостойкости.

Некоторые свойства улучшаются:

Больше водостойкость, меньше тепловыделение, большая сопротивляемость коррозии 1-ого вида.

Применение:

Портландцемент с активными минеральными добавками используется в надземных, подземных, а также в подводных условиях.

Достоинства и недостатки горных пород.

ГП- природные образования более или менее определенного состава и строения образующие в земной коре самостоятельные геологические тела состоящие из одного или нескольких минералов.

Минеральные- однородные по химическом составу и физическим свойствам составные части г.п.

В зависимости от условий формирований г.п. делятся на:

Достоинства:

-широкий диапазон изменения плотности, теплопроводности;

-высокая прочность, долговечность;

-высокая художественная выразительность;

Недостатки:

-большинство имеют высокую плотность (более 1800 кг/м3);

-подвергаются выветриванию и коррозии.

Применение:

Главный источник получении строительных материалов, используют как сырье для изготовления керамики, стекла, теплоизоляционных материалов, минеральных вяжущих веществ(гипс, цемент), в качестве заполнителей для бетонов и растворов для облицовки зданий и сооружений устройство полов, лестниц.

© 2014-2022 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.014)

Цемент – один из основных материалов, применяемых во всех отраслях строительства. Используется в качестве гидравлического вяжущего в растворах и смесях, необходимых для строительства монолитных сооружений и сборных конструкций, проведения ремонтных работ и отделочных мероприятий. Портландцемент – наиболее популярный тип цемента, получаемый путем тонкого помола клинкера с добавкой двуводного гипса в количестве 1,5…3,5%, необходимого для изменения сроков схватывания вяжущего.

Особенности производства

Изготовление портландцемента происходит в три стадии:

Приготовление сырьевой смеси. Минералогический состав сырьевой смеси для изготовления портландцемента – карбонатные горные породы (мел, известняк, глинозем, кремнезем) и мергелий, содержащие оксиды кальция, кремния, железа, алюминия, магния. Сырье измельчают и смешивают в оптимальных пропорциях.
Производство клинкера. Его получают обжигом подготовленной сырьевой массы в высокотемпературных печах при +1300…+1400°C.
Приготовление портландцемента для поставки потребителям. Клинкер измельчают и смешивают с гипсом. При необходимости в материал добавляют другие компоненты, позволяющие получить определенные свойства готового продукта.

В зависимости от состава сырьевой смеси, меняется истинная плотность портландцемента. Максимальный показатель у бездобавочного цемента – 3100 кг/м 3 , у шлакопортландцемента и пуццоланового вяжущего она ниже и составляет – 2700-2900 кг/м 3 .

Основные реакции при затворении цемента водой

После смешивания портландцемента и составов на его основе происходят следующие химические реакции:

Первоначальное упрочнение материала. Осуществляется, благодаря взаимодействию с водой гипса и трехкальциевого алюмината. В результате такой реакции формируется кристаллическая структура эттрингита, моносульфата и алюмината кальция гидрата.
Вторая реакция – медленная. Она протекает между водой и трехкальциевым силикатом. При этом образуется силикат кальция, имеющий аморфную структуру. Иначе он называется CSH-гель. В ходе этого этапа продолжается твердение смеси или раствора на основе портландцемента и развитие внутренних сил натяжения. Образующиеся цементные структуры обволакивают и прочно связывают между собой отдельные зерна мелкого и крупного заполнителей.
В результате третьей стадии в структуре появляется силикагельSiO₂.

Разновидности портландцемента и области их применения

Бездобавочный

Обозначение – ЦЕМ I. В составе присутствуют только клинкер и гипс. Допустимое содержание минеральных добавок – до 5%. Основная особенность бездобавочного портландцемента – свойство быстро схватываться и набирать прочностные характеристики. Уже на следующий день после заливки бетон или цементно-песчаный раствор приобретают примерно 50% от марочной прочности. Бездобавочное вяжущее применяется при строительстве монолитных и сборных бетонных и железобетонных конструкций. Не рекомендуется для использования в особых условиях, отличающихся от нормальных.

С активными минеральными добавками

Маркировка – ЦЕМ II. Портландцементный клинкер и активные минеральные добавки могут перемалываться совместно или по отдельности. Количество добавок – 6-35%. Чем выше их содержание в портландцементе, тем медленнее бетон или цементно-песчаный раствор набирают марочную прочность. В качестве таких добавок используют горные породы – диатомит, опоку, трепел, пемзу, вулканический пепел и другие.

Введение этих компонентов в состав портландцемента позволяет снизить себестоимость, но при этом немного ухудшаются прочность и другие технические свойства конечного продукта. Есть еще один положительный момент использования активных минеральных добавок, основу которых составляет аморфный кремнезем. Этот компонент легко реагирует с гидроксидом кальция, который образуется при гидратации цемента. При этом происходит образование труднорастворимых гидроксидов кальция, не вымывающихся из цементного камня. Их присутствие значительно повышает водонепроницаемость конечного продукта.

Шлакопортландцемент

Обозначение – ЦЕМ III. Вяжущее, содержащее гранулированный шлак в количестве 6-35%, относится к нормально твердеющим. Его получают совместным помолом клинкера, шлака и гипса. В шлаках, как и в активных минеральных добавках, содержится амфорный кремнезем. Шлакопортландцемент стоит дешевле обычного цемента примерно на 15%. Он медленнее набирает прочность, но через 2-3 месяца по этому показателю опережает портландцемент такой же марки. Минус шлакосодержащего вяжущего – низкая морозостойкость. Поэтому оно используется при строительстве массивных наземных, подземных и подводных конструкций, которые не подвергаются частым циклам замораживания-оттаивания.

Пуццолановый

Обозначается как ЦЕМ IV. Его получают совместным помолом клинкера, минеральной добавки и гипса. Возможно перемалывать их отдельно, а затем тщательно смешивать. Ограничение по содержанию трехкальциевого алюмината – не более 8%. Для него характерно медленное твердение в первые сроки схватывания. Во влажных условиях бетон из пуццоланового цемента догоняет бетон из обычного портландцемента через 3-6 месяцев.

Благодаря медленному твердению, пуццолановые цементы выделяют меньшее количество тепла, поэтому они применяются при строительстве массивных конструкций, для которых важным моментом является отсутствие термических деформаций. ППЦ хорошо набирают прочность при повышенных температурах, поэтому они используются при изготовлении изделий, которые подвергаются тепловой и влажностной обработке в автоклавах. Бетоны на ППЦ имеют высокую водонепроницаемость и сульфатостойкость, но низкую морозостойкость. Поэтому они используются при строительстве подводных и подземных объектов или подводной и подземной частей наземных объектов, которые находятся в контакте с мягкими и сульфатсодержащими водами. Количество циклов замораживания-оттаивания для таких бетонных конструкций должно быть сведено к минимуму.

Пластифицированный портландцемент — гидравлическое вяжущее, получаемое совместным тонким измельчением портландцементпого клинкера и гидрофильной поверхностно-активной добавки при обычной дозировке гипса. В качестве поверхностно-активного вещества применяют концентраты сульфитно-дрожжевой бражки в количестве 0,15—0,25% массы цемента в пересчете на сухое вещество. По прочностным показателям пластифицированный портландцемент не отличается от обычного портландцемента (имеет марки 400, 500, 550 и 600). Главная его особенность заключается в повышении пластичности бетонной смеси. В результате:
снижается трудоемкость при укладке бетонной смеси, ускоряется бетонирование и повышается качество укладки бетона в сооружениях;
уменьшается расход портландцемента в бетоне в результате меньшей дозировки цемента и воды (цементного теста) при сохранении заданной пластичности бетонной смеси;
повышается прочность и морозостойкость бетона за счет снижения водоцементного отношения при сохранении заданной пластичности бетонной смеси.
Технология пластифицированного портландцемента была разработана С. В. Шестоперовым, П. А. Ребиндером, Б. Г. Скрамтаевым, С. М. Рояком, Ю. С. Малининым. Цемент этот изготовляют на заводах c помощью точного дозирующего устройства, равномерно подающего сульфитно-дрожжевую бражку в цементную мельницу при помоле клинкера. Выпускают пластифицированный портландцемент тех же марок, что и портландцемент. Пластификации могут подвергаться разновидности портландцемента, а также пуциолановый портландцемент и шлакопортландцемент.
В качестве пластификатора цемента применяют смесь кальциево-натриевых (аммониевых ) солей лигно-сульфоновых кислот с примесью редуцирующих веществ. Они выпускаются в виде концентратов сульфитно дрожжевой бражки в зависимости от содержания в них сухих веществ двух марок: КБЖ и КБТ (ОСТ 81-79-74). СДБ представляет собой густую вязкую темно-коричневого цвета жидкость со специфическим запахом. Вязкость ее, как коллоидного раствора, зависит от концептрации и температуры; при понижении температуры вязкость СДБ 50% концентрации существенно увеличивается.
Очень ценна способность малых количеств поверхностно-активных адсорбирующихся добавок интенсифицировать процессы механического измельчения твердых тел. При добавке СДБ на поверхности цементных зерен образуется коллоидно-адсорбционная пленка лигносульфоната кальция. Эта пленка, покрывая поверхность цементного зерна и возникающих гидрат-ных новообразований, удерживает толстый слой воды, частично связанной с поверхностью непосредственно молекулярными силами и частично удерживаемой адсорбционным слоем поверхностно-активного вещества.
Эти достаточно толстые адсорбционно-гидратные слои воды на поверхности цементного зерна увеличивают подвижность (текучесть ) цементной растворной или бетонной смеси, так как ослабляют силы сцепления между зернами цемента и являются как бы гидродинамической смазкой. Вместе с тем они затрудняют диффузию воды к поверхности цементного зерна, что тормозит гидратацию клинкерных минералов. Аналогичное действие оказывают молекулярно-растворимые в воде и молекулярно-адсорбирующиеся сахара, являющиеся составной частью СДБ. Эти сахара не только не препятствуют пластифицирующему действию сульфитно-спиртовой барды, но и, в известной степени, даже обусловливают его.
Необходимо, однако, иметь в виду, что образовавшиеся на поверхности адсорбционные слои активного органического вещества не только не содействуют росту гидратных образований (зародышей кристаллов), но и сильно замедляют их рост. Это приводит к образованию при гидратации значительно большего числа центров кристаллизации, причем кристаллы оказываются более мелкими. Происходит так называемое адсорбционное модифицирование кристаллов. Данные исследований под электронным микроскопом показывают, что изменяется также и форма кристалликов. Это особенно заметно у гидроалюминатов кальция, которые в присутствии небольших добавок СДБ выкристаллизовываются уже не в виде гексагональных симметричных пластинок, а в виде длинных игл.
Итак, вследствие адсорбции поверхностно-активного вещества сцепление между цементными зернами ослабевает и между ними появляется жидкостное трение. В результате увеличивается жидкотекучесть растворной или бетонной смеси, что является основным показателем пластификации. На основе многочисленных экспериментальных и производственных данных можно сделать выгод, что у растворных и бетонных смесей, изготовленных на пластифицированных портландцементах, подвижность увеличивается.
Увеличение пластичности растворных и бетонных смесей дает возможность снизить водоцементное отношение. Следовательно, понижение водоцементного отношения вызывает повышение средней плотности.
Процессы твердения пластифицированного портландцемента, содержащего 0,15—0,25% концентрата СДБ, зависят, в первую очередь, от минералогического состава клинкера, содержания в цементе гипса и активных добавок, а также от тонкости помола цемента. Современные пластифицированные цементы с расчетным содержанием в клинкере 55—65% C3S и менее 8% С3А, при обычной дозировке гипса и удельной поверхности цемента 3000 см2/г, почти не отличаются по прочностным показателям в растворе состава 1:3 (в стандартные сроки испытания) от обыкновенного портландцемента. Повышенная пластичность стандартных растворов состава 1:3 позволяет при сохранении заданной прочности уменьшить водоцементное отношение, что является одним из самых важных факторов, определяющих повышение прочности при увеличении плотности и значительном улучшении ряда других важных свойств бетона. Можно получить также бетон с запроектированной прочностью при нужной пластичности, но при некотором снижении (на 8—10%) удельного расхода цемента. Характерная особенность пластифицированного портландцемента — несколько замедленные сроки схватывания цементного теста.
При использовании пластифицирующего эффекта и сокращении вследствие этого расхода цемента на 8— 10% прочность бетона с добавкой концентратов СДБ не снижается. При некотором уменьшении содержания редуцирующих веществ в СДБ можно получить более высокую прочность цемента, что позволит еще в большей степени сократить расход цемента.
Применение пластифицированного портландцемента не снижает прочности сцепления бетона с арматурой, тепловыделение у пластифицированного портландцемента почти такое же, как и у портландцемента при условии, что количество добавки СДБ будет соответствовать содержанию алюминатов и гипса в цементе. Для пластифицированного портландцемента показательны сравнительно меньшие размеры объемных изменений (усадки и расширения); желательно, чтобы твердение его в течение не менее чем первых 15 сут после затворения проходило во влажной среде.
При пропаривании бетона на пластифицированном портландцементе следует учесть, что при малой (несколько часов) выдержке отформованного бетонного изделия в процессе пропаривания на верхней его грани образуется пористый, легко отделяющийся слой толщиной в несколько миллиметров. При большей выдержке, которая должна устанавливаться для каждого вида цемента, этого не бывает. Пропаренный бетон отличается высокой плотностью и прочностью. Концентраты СДБ придают цементу способность к воздухововлечению и образованию в затвердевшем камне замкнутых пор, что является одной из важнейших причин повышения морозостойкости бетона.
Установлено, что превышение установленной дозировки СДБ может значительно замедлить твердение цемента. Растворы и бетоны будут иметь пониженную прочность не только через 28 сут твердения, но и в более поздние сроки.
Применение пластифицированного портландцемента обусловливает улучшение некоторых других строительно-технических свойств бетона — деформативной способности, ползучести. В меньшей степени проявляются деформация усадки и способность к трещинообразованию. Наблюдается иногда ускорение сроков схватывания у пластифицированных высокоалюминатпых портландцементов, что можно предотвратить несколько большей добавкой воды.

ОФИС:
г. Москва, ул. Новопоселковая д. 6 корпус 40
пн.-пт.: с 9-00 до 19-00
Суббота, Воскресенье: выходной

Первоочередная задача каждой строительной бригады – создать конструкцию, которая будет максимально прочной и долговечной даже в условиях переменчивого климата. Если присутствуют временные ограничения, к тому же бюджет небольшой, необходимо использовать специальные виды цемента, которые имеют большую пластичность, а значит, упрощают и даже ускоряют укладку. Такие пластифицированные цементы достаточно популярны, ведь действительно позволяют облегчить работы и уменьшить затраты.

Основные характеристики

Пластифицированный портландцемент характеризуется содержанием гидрофильных добавок, которые делают цементный раствор более подвижным, пластичным и удобным для укладывания.

В качестве добавок используются несколько веществ, объединенных под названием сульфатно-дрожжевая бражка (СДБ). Если количество СДБ соответствует содержанию гипса и алюмината в общей массе раствора, то на скорость затвердевания она не влияет и свойства пластифицированной смеси подобны стандартному раствору.

Однако если обыкновенный портландцемент при обычном водоцементном отношении имеет расплыв конуса не более 110мм после 30 встряхиваний, то материал с гидрофильными добавками дает результат не менее 125мм.

Что касается затвердевания, то лучше, чтобы оно проходило во влажной среде, по крайней мере первые 14-15 суток после заливки. Повышать установленную стандартами дозировку СДБ не стоит: это может замедлить процесс твердения и привести к пониженной прочности даже через 28 суток.

Особенности изготовления пластифицированного цемента

Изготовление более текучего и гибкого варианта цементной смеси возможно только в заводских условиях, ведь процесс требует точного измерения количества как основного компонента, так и добавок.

Главная добавка, которая и придает пластифицированному цементу уникальные свойства, называется сульфитно-дрожжевой бражкой и представляет собой кальциево-натриевые соли лигно-сульфоновых кислот. Такая бражка:

Окрашена в темно-коричневый цвет;
Имеет специфический запах;
Густая и вязкая по консистенции.

Вязкость напрямую зависит от концентрации веществ и их температуры, однако основные свойства такого гибкого и упругого раствора практически не отличаются от свойств обычного портландцемента: затвердевает от постепенно и максимальной твердости достигает только через 28 дней после заливки.

Важно уточнить, что добавку можно вводить в клинкер как в сухом виде, так и в форме водного раствора. СДБ должна составлять 0,15-0,25% от общей массы цемента в пересчете на сухое вещество. Однако, вычислить оптимальное содержание бражки достаточно сложно: для этого нужно учесть и состав клинкера, и тонкость его помола и количество добавок активного типа.

Когда стоит применять пластифицированный цемент?

Так как главной особенности данного вида является повышенная пластичность, то и применять его стоит тогда, когда она действительно необходима. Приобрести именно пластифицированный цемент стоит. Если:

Нужно не только повысить прочность бетона, но и сделать его максимально морозостойким. Зачастую это делают за счет снижения соотношения воды и цемента, что не влияет на пластичность;
Необходимо ускорить бетонирование и качество укладки бетона;
Хотелось бы снизить расход портландцемента, то есть уменьшить его количество в готовой цементной смеси.

Пластифицированный портландцемент дает возможность сделать укладку более легкой и удобной для строителей, а также гарантирует дополнительное уплотнение при изготовлении изделий из бетона. Конструкции, созданные с помощью такой пластифицированной смеси остаются все такими же долговечными и прочными, а вот расход цемента значительно понижается.

Читайте также: