состав, изготовление и области применения
Конструкции из бетона и железобетона являются прочными и надежными строительными элементами, однако они поддаются разрушениям и повреждениям в процессе эксплуатации. Деформации бетона или железобетона возникают под влиянием грунтовых вод, дождей, морозов, под воздействием химических веществ и подвижности грунта. Улучшить свойства смеси сможет сульфатостойкий цемент. При использовании сульфатостойкого цемента обеспечивается надежная защита зданий и сооружений от воздействий атмосферных осадков, в состав которых входят сульфаты. Применение такого цемента обеспечивает конструкцию устойчивостью к морозам, износостойкостью.
Сульфатостойкий бетон увеличивает надежность строительства.Что такое сульфатостойкий бетон?
Цемент сульфатостойкий или как его еще называют портландцемент, представляет собой строительный материал, в состав которого входит клинкер, силикат и трехкальцевый алюминат. Использование сульфатостойких цементов актуально в строительстве гидротехнических построек, так как они способны противостоять агрессивному воздействию атмосферных осадков с содержанием сульфатов.
Вернуться к оглавлениюСвойства
В сульфатостойком бетоне находятся клинкер, гипс и трехкальцевый алюминат, могут быть добавлены минеральные добавки. Трехкальцевый алюминат добавляют в бетонную смесь в количестве не более пяти процентов от общей массы, избыток материала провоцирует сульфатную коррозию. Отличительным свойством при работе сульфатосктойким бетоном является быстрое затвердевание цементно-песчаной смеси, что отрицательно сказывается на прочности готового изделия.
Вернуться к оглавлениюРазновидности
Сульфатостойкая цементно-песчаная смесь подразделяется на следующие виды:
- сульфатостойкий цемент с добавками;
- пуццолановое гидравлическое вяжущее вещество;
- шлакопортландцемент;
- сульфатостойкий портландцемент.
Портландцемент увеличивает сопротивляемость бетонных смесей к замораживанию и оттаиванию, если в них входят сульфаты, уменьшает воздействие агрессивных факторов в бетонном растворе, где содержится количество сульфатов, превышающих норму. Для улучшения качества портландцемента в цементно-песчаное месиво добавляют минеральные добавки и выбирают подходящий метод приготовления цемента для определенных условий строительства зданий и сооружений.
Вернуться к оглавлениюСпособы получения
Гидравлическое вяжущее вещество получают двумя способами. Первый способ – изготовление цементного раствора с добавлением специальных минеральных добавок. Второй способ — использование сульфатостойких цементо-песчанных примесей, из-за которых обеспечивается надежность и защита конструкций на протяжении срока эксплуатации.
Раствор со стойкими сульфатами достигает своей окончательной прочности на протяжении двадцати восьми дней. Для получения портландцемента используют смесь шлака в количестве двадцати процентов. Для шлакопортладцемента допускается замена шлака на золу в количестве не превышающем десяти процентов массы раствора. Применение добавок, в объеме превышающих норму, уменьшает прочность раствора и увеличивает хрупкость сооружений, что приводит к разрушениям. Изготовление такого раствора должно соответствовать нормам государственного стандарта.
Вернуться к оглавлениюКак изготовить?
Приготовление сульфатостойкого бетона мало чем отличается от производства обычного бетонного раствора. Для изготовления смеси понадобится песок, цемент в пропорциях один к трем. Перед добавлением минеральных добавок важно проверить их влияние на строительный материал. Все технологические компоненты должны быть подтверждены испытаниями.
Испытание проводится на схватывание раствора, для чего в процессе кипячения обеспечивается равномерность изменений количества смеси и проверяется ее схватывание, которое происходит не раньше сорока пяти минут от процесса твердения.
Также при изготовлении бетона используют гипсовый камень, воду, клинкер или другие материалы с содержанием сульфата кальция. Применение такого цемента по карману не каждому, поэтому используется он не так часто, как обычный бетон, но и характеристики его несравнимы с простой бетонной смесью.
Вернуться к оглавлениюОбласти применения
Применение портландцемента актуально при возведении подводных или подземных конструкций, для строительства зданий и сооружений, которые поддаются воздействию большого количества атмосферных осадков с содержанием сульфатов. Свойства устойчивого сульфатного бетона обеспечивают защиту конструкций от внешних природных и химических факторов.
Вернуться к оглавлениюВывод
Портландцемент является неотъемлемым материалом в строительстве зданий и сооружений, которые находятся в местности с переменчивой влагой и температурным режимом.
Однако стоит помнить, что выбирая материал, первым делом обращают внимание на его состав, ведь для разных почв потребуются соответствующие портландцементы.
Сульфатостойкий бетон: что это, обозначение, виды, гост, цена
Для начала вспомним, что такое бетон. Бетон – это искусственный каменный материал, состоящий из следующих компонентов:
- песок;
- щебень;
- цемент;
- добавки;
- вода.
Перемешивая эти компоненты получается бетонная смесь, которая при заполнении в формы застывает и через 28 суток образуется плотный искусственный камень, который и называется бетоном.
Надо отличать ещё и растворную смесь, когда ко всем компонентам бетонной смеси не добавляется щебень, но процесс твердения происходит по обычной схеме и также образуется искусственный камень, который назовём бетоном.
Основным скрепляющим компонентом является цемент и именно он называется вяжущим материалом.
При строительстве фундаментов, речных и морских молов, гидротехнических сооружений, мостовых свай, обсадных конструкций железобетонных колодцев в проектной документации может быть указано требование о применении сульфатостойкого бетона.
Опасность сульфатов для бетона
Опасность ГСАКа заключается в том, что он, взаимодействуя с водой, присоединяет 30-32 её молекулы и расширяется в объёме и разрывает структуру камня. Это образование (ГСАК) возникает как результат реакции гидроалюминатов цементного камня с гипсом, который поступил в бетон в виде растворов или образовался от реакции сульфатов и гашёной извести Ca(OH)2.
Высокая концентрация двухвалентных анионов SO42- в воде и C3A (трёхкальциевый алюминат) в цементе, непременно будут приводить к образованию гидросульфоалюмината кальция.
Воды, с содержанием сульфатов, находятся везде и в этом заключается их опасность для бетонов.
Особенно высока концентрация сульфатов в морской воде, достигающая 2500-2700 мг/л.
Образующийся ГСАК расширяется и ломает структуру бетонного камня, потому что, связывая молекулы h3O, он увеличивается в объёме в 1.63 раза, а когда взаимодействует ещё и с C3A и Ca(OH)2, то увеличение объёма ещё больше – в 2.27 раза. Расширенный состав ГСАКа может вымываться водой и будут образовываться разрывы сплошности в теле бетона. Так происходит коррозия бетона III типа, когда продукты коррозии, иначе говоря, образование гидросульфоната кальция и гашёная известь вымываются водами, которые контактируют с конструкциями.
Способы борьбы с сульфатами
Для того чтобы противостоять вредному воздействию сульфатов из морской воде, природных водоёмов и грунтовых вод, в строительстве применяют следующие материалы:
- Сульфатостойкий портландцемент;
- Шлакопортландцемент;
- Пуццолановый цемент;
- Портландцемент с минеральными добавками.
Применение таких цементов при производстве бетонных смесей и растворов придаёт конечному продукту, т.е. бетонному камню, необходимые сульфатостойкие свойства. Важность этой темы определяется и существованием отдельного ГОСТ 56687 – 2015 Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии. Методы определения сульфатостойкости бетона.
Как определяется сульфатостойкость
- Заливают 15 формочек 25х25х254 мм цементно-песчаным раствором.
- Через 24 часа извлекают образцы и помещают в воду на 27 суток.
- После выдерживания в воде отбирают 12 образцов и снова помещают 6 — в воду, а остальные 6 — в 5 % раствор сульфата натрия.
- В таком положении они находятся до 12 месяцев, причём контрольные образцы находятся в несменяемой дистиллированной воде, а испытуемые образцы – в растворе, который периодически меняют на свежий.
- Периодически их извлекают и осматривают, фиксируя дефекты – сколы, трещины, изгибы образцов.
Все результаты обрабатываются по сложным формулам и в конце концов сводят в таблицу:
Но в этой таблице всё только про цементы. Так вот, сульфатостойкость бетона определяется в каждом конкретном случае в зависимости от агрессивности среды, в которой он будет находиться, т. е. конкретные показатели содержания ионов SO
Сульфатостойкий цемент
Напомним, что такое цемент – это искусственный материал, который получают из магнезиальных и карбонатно-силикатных горных пород методом спекания в огромных печах обжига (до 180м). Полученный после обжига клинкер засыпают в шаровые мельницы с добавлением до 6 % гипса (CaSO4х2Н2О). Далее полученный порошок пневмотранспортом перекачивается в силосы. Так получается обычный портландцемент, названный в честь английского острова Портленд, на котором впервые он был получен в 1824 году.
Для того чтобы придать портландцементу сульфатостойкие свойства, ему на стадии производства задают определённый минералогический состав. В маркировке добавляются две буквы С, что означает сульфатостойкий. Таблица регулирования содержания минералов в клинкере взята из ГОСТа 22266 – 2013.
Из этой таблицы видно, что важно удерживать в норме трёхкальциевый алюминат, который и есть вредоносная составляющая при взаимодействии с сульфатами. Об этом мы говорили в начале статьи. Образование гидросульфоалюмината кальция (ГСАК) приводит к повреждениям бетонного камня от расширения при протекании реакции, а в последующем к вымыванию этого образования из тела бетона. Так протекает коррозия бетона III типа.
Шлакопортландцемент
Это гидравлическое вяжущее, которое получается после совместного помола клинкера и высушенного гранулированного доменного шлака, добавляется ещё и гипс в пропорции, как при обычном цементе, то есть до 6%.
ГОСТ требует содержание доменного шлака в пропорциях к общей массе цемента от 20 до 60 %. Шлакопортландцемент подразделяется на обычный, быстротвердеющий и сульфатостойкий. Марки по прочности не отличаются от обычного сулфатостойкого портландцемента – В32.5, В42.5, В52.5. В таблице выше можно понять, что для шлакопортландцемента также важным показателем, который жёстко нормируется ГОСТом, является содержание по минералогическому составу трёхкальциевого алюмината не более 5%. Такое содержание этого минерала и обуславливает сульфатостойкость шлакопортландцемента.
Такой цемент универсален и широко применяется при строительстве крупных гидротехнических сооружений.
У него есть один недостаток – при гидратации цемента выделяется незначительное количество тепла, что ограничивает использование его в зимний период.
Поэтому его используют при производстве железобетонных конструкций, которые подвергаются тепловлажностной обработке, то есть пропариванию.
Одним из самых важных достоинств шлакопортландцемента является его дешевизна, что немаловажно при больших объёмах строительства.
Пуццолановый цемент
Это цементы, которые готовятся из обычных портландцементов и активных минеральных добавок. Активные минеральные добавки – это искусственные или природные вещества, в составе которых обязательно присутствует активный кремнезём, который содержится в пуццоланах.
Пуццолана – материал силикатного или алюмосиликатного состава и их комбинация, получается из туфа, пемзы, вулканического пепла. Название дано от итальянского города Пуццуоли. Если пуццолану залить водой, то ни в какую реакцию она вступать не будет, но в тонкоизмельчённом виде в присутствии воды взаимодействует с раствором гидроксида кальция Ca(OH)2, знакомая нам гашёная известь. Таким образом присутствие измельчённого реакциоспособного диоксида кремния (SiO2), который по массе составляет не менее 25% в пуццолановой добавке, приводит к прохождению реакции взаимодействия с гидратом окиси кальция.
Такая добавка не позволяет формироваться уже хорошо нам известному гидросульфоалюминату кальция, потому что активный кремнезём вступает в реакцию с водой и забирает её и гашёную известь. Таким образом пуццолановый цемент уберегает бетон от разрушающего воздействия пресных и сульфатных вод. Так выглядит природа противостояния сульфатной коррозии.
Приготовление сульфатостойкого бетона своими руками
Если у вас остро возникла необходимость залить ограждающую стену, которая будет находится под воздействием воды, например, у реки или озера, то вот вам рецепт.
Чтобы приготовить 1 м3 сульфатостойкого бетона (М300) своими руками необходимо иметь следующий набор материалов:
- сульфатостойкий портландцемент — 360 кг;
- речной песок — 850 кг;
- щебень гранитный — 1100 кг;
- вода — 190 л;
- при необходимости добавки 5–10 кг.
Видео
Коротко о главном
- Противостояние сульфатной агрессии морских, речных, сточных и грунтовых вод проводится двумя способами:
• применение сульфатостойкого портландцемента, шлакопортландцемента и пуццоланового цемента;
• применение модифицирующих добавок, которые улучшают качество бетонной или растворной смеси, повышая долговечность конечного продукта – железобетонных конструкций. Такие добавки могут быть гидрофобными, что в итоге придаёт бетону водоотталкивающие свойства и пластифицирующими, что позволяет при формовании изделий и конструкций снизить водоцементное отношение В/Ц и, как результат, повысить плотность бетонного камня. - Наиболее агрессивными солями, которые разрушающе воздействуют на бетон, будут сульфаты магния и натрия. Не зря испытания на сульфатостойкость цемента проводятся на 5 % растворе сульфата натрия.
- Основная опасность сульфатной коррозии заключается от реакции трёхкальциевого алюмината с сульфатами из окружающей среды и образованием гидросульфоалюмината кальция (ГСАК), который в порах и трещинах расширяется в объёме (на 227%) и создаёт давление на бетонный камень. Такое воздействие совместно с вымыванием водами этих образований приводит к коррозии бетона III типа.
- Сульфатостойкие цементы – это цементы с низким содержанием C3A или трёхкальциевого алюмината. Напомним содержание основных минералов в цементном клинкере основном компоненте цемента:
• Алит, трехкальциевый силикат – C3S. Основной минерал, оказывающий влияние на качество цемента. Алит обладает свойствами быстротвердеющего гидравлического вещества высокой прочности. Цементы высоких марок и быстротвердеющие цементы изготавливают с повышенным содержанием трехкальциевого силиката. Содержание в цементе – 37-60%.
• Белит, двухкальциевый силикат – C2S. Медленнотвердеющее гидравлическое вяжущее средней прочности. Цементы с повышенным содержанием белита медленно твердеют, однако прочность их нарастает в течение длительного времени. Содержание в цементе – 15-37%.
• Трехкальциевый алюминат – С3A. Минерал-плавень, главная задача которого понижение температуры спекания сырьевой смеси. Твердеет быстро, но имеет низкую прочность. Содержание в цементе – 5-15%.
• Четырехкальциевый алюмоферрит – С4AF. Минерал-плавень. Твердеет быстрее силикатов, но медленнее алюмината. Содержание в цементе – 10-18%.
что это такое, бетон и сваи из цинк сульфатного строительного материала, состав клинкера для цемента
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.
Виды
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.
Сульфатостойкий цемент (портландцемент) — что это такое
Бетонные и железобетонные сооружения отличаются прочностью и долговечностью, однако под влиянием атмосферных факторов они начинают разрушаться. Причинами снижения прочности становятся перепады температуры, повышенная влажность, солнечные лучи и т.п. Добавление в состав бетона сульфатостойкого цемента помогает увеличить срок службы конструкции.
Цемент этого вида помогает увеличить срок службы.
Что это такое
Сульфатостойкий бетон, называемый иначе портландцементом, — это материал, содержащий клинкер, алюминат кальция, силикат. Такие строительные смеси используют при сооружении гидротехнических построек. Материал противостоит негативному влияют дождевых вод, содержащих сульфаты.
Основной состав
Основные компоненты сульфатостойкого бетона те же, что у стандартного бетона: в роли основы выступают песок и цемент, смешивающиеся в соотношении 1:3.
Вводятся минеральные добавки, улучшающие технические характеристики. В состав сульфатостойкого бетона вводят клинкер, гипсовый камень или иное сырье, содержащее сульфат кальция.
Разновидности
Строительные смеси, устойчивые к воздействию агрессивных факторов, делятся на такие типы:
- усиленный минеральными присадками цемент;
- пуццолановый вяжущий гидравлический состав;
- сульфатостойкий портландцемент;
- шлакопортландцемент.
Портландцемент увеличивает устойчивость бетонных смесей к перепадам температур, снижает агрессивность сульфатов, если эти вещества содержатся в материале в большом количестве.
Способы получения
Бетон, имеющий нужные характеристики, получают 2 способами:
- Изготовление строительного раствора с последующим введением минеральных присадок.
Если объем добавляемых веществ превышает норму, прочность бетонной конструкции снижается. Повышенная хрупкость становится причиной обрушения сооружения. При изготовлении таких растворов нельзя отклоняться от рекомендаций, содержащихся в нормативных актах. - Добавление сульфатостойкого портландцемента.
Введение этого компонента повышает прочность, защищая конструкцию в течение всего срока эксплуатации. Сульфатостойкий раствор приобретает нужные качества через 28 дней. Портландцемент содержит 20% шлака. При изготовлении шлакопортландцемента этот компонент можно заменять золой, количество которой в объеме раствора не должно превышать 10%.
Виды цементов
При изготовлении сульфатостойкого бетона используют такие виды цемента:
- Простой портландцемент.
Введение балластных и минеральных добавок в такой материал запрещено. Цемент универсален, морозоустойчив и нечувствителен к повышенной влажности. - Портландцемент, содержащий минеральные присадки.
В качестве последних применяют шлак, микрокремнезем или пуццолан. Смесь должна содержать не более 10% минерального компонента.
Материал выдерживает большое количество циклов замораживания, не разрушается под воздействием влаги - Шлакопортландцемент. Основой состава является прессованный доменный шлак, который смешивается с клинкером в соотношении 1:1. Этот компонент составляет 40-60% от общего количества бетона. Шлак должен содержать соответствующее норме количество оксида алюминия. Недостатком этого строительного материала является чувствительность к перепадам температур.
- Пуццолановый цемент.
В состав входят пуццоланы и печной шлак. Первые представляют собой минеральные вещества, выбрасываемые вулканами. В отличие от предыдущих типов, этот материал более устойчив к воздействию сульфатов, однако чувствителен к резким изменениями температуры и влажности.
Свойства
К основным свойствам сульфатостойких строительных смесей относятся:
- Быстрое затвердевание.
Раствор схватывается за 1-10 часов. - Водопотребление.
Этот показатель помогает правильно разводить сухую смесь водой для получения раствора нужной вязкости. У устойчивого к сульфатам цемента этот параметр составляет 22-28%. - Размер фракции.
Объем остающихся про просеивании через сито с ячейками 80 мкм частиц не должен превышать 15%.
Портландцемент М500 Д0.Цветной и белый портландцемент
Вместе с защищенностью от воздействия агрессивных факторов цемент должен обладать хорошими эстетическими качествами.
Существует 2 вида смесей:
- Белый портландцемент.
Изготавливается по той же технологии, что и простой цемент. Отличием является содержание белого клинкера. Важный показатель — тип используемой глины. Она должна содержать небольшое количество оксидов металлов, придающих желтизну. Белизны добиваются путем превращения карбида железа в окись. - Цветной.
Изготавливается на основе белого цемента путем добавления красителей. В роли последних выступают гематитовая руда, фталоцианиновые пигменты, окись железа, сажа.
Область применения
Сфера использования обуславливается преимуществами цемента.
Еще одна марка сульфатостойкого цемента.
Смеси применяются для строительства объектов, подвергающихся негативным факторам окружающей среды:
- морозы или резкое повышение температуры;
- регулярные атмосферные осадки, повышение влажности, приливные и подземные воды;
- вспучивание или усадка грунта;
- воздействие агрессивных веществ, содержащихся в сточных водах;
- землетрясения.
Сульфатостойкий бетон используют для строительства фундаментов, гидротехнических сооружений, мостовых свай, железобетонных обсадных конструкций колодцев, речных и морских молов.
Маркировки
При покупке устойчивого к сульфатам портландцемента обращают внимание на марку, указанную на упаковке. Этот параметр отражает прочность материала при сдавливании. Шлакопортландцемент обозначается как М300, 400, 500. Маркировки М400 и М500 можно обнаружить на упаковке строительной смеси с минеральными присадками. Цемент без добавок имеет марку М400, пуццолановый — М300, 400.
При долгом хранении наблюдается потеря прочности — за полгода этот показатель может уменьшиться на 10%.
Бетон Сульфатостойкий: Технические Характеристики, Применение
Бетон сульфатостойкий представляет собой искусственный камневидный материал, изготовленный на специальном цементе, и способный, при контакте с агрессивной сульфатной средой, выдерживать длительное время без видимых признаков разрушения (сколов, коррозии, трещин).
Общие сведения
Проектирование бетонных конструкций — это сложная техническая задача, при урегулировании которой необходимо брать во внимание все условия их работы:
- механические нагрузки,
- воздействие окружающей среды,
- температурные отклонения,
- изменение свойств в период эксплуатации и др.
Содержание в воде (грунтовые воды, осадки и пр.) различных химических составляющих, таких как соли сульфатов, способных привести к значительным разрушениям (см. фото), заставило ученых задуматься о разработке специальных видов бетона.
Результатом таких исследований явилось появление на строительном рынке специальных сульфатостойких цементов и модифицирующих добавок, позволяющих получить качественные и долговечные материалы. Одним из наиболее распространенных видов таких материалов, полученных с помощью названных разработок, является сульфатный бетон.
Сульфатостойкий бетон — это смеси, приготовленные с применением модифицирующих добавок или на основе сульфатного цемента. Изделия, изготовленные с применением такой технологии, способны противостоять агрессивным воздействиям водной среды, температурным изменениям, деформации грунта и пр.
Материалы
Основным отличием сульфатных бетонов является использование в качестве основного вяжущего сульфатостойких цементов. Такие материалы производят путем совместного помола клинкера нормируемого минерального состава или посредством введения в их структуру активных минеральных добавок (АМД).
В зависимости от состава и способа изготовления, вещества можно разделить на несколько типов, это сульфатостойкий:
- портландцемент (ЦЕМ I СС),
- шлакопортландцемент (ЦЕМ Ш/А СС),
- пуццолановый цемент (ППЦ),
- портландцемент с минеральными добавками (ЦЕМ П/А СС, ЦЕМ Н/В СС).
Примеры обозначений и рекомендуемые подклассы прочности отражены в таблице ниже.
Группа портландцементов
Портландцементы обладают высокой надежностью по отношению к сульфатной агрессии вследствие малого содержания гидроалюминатов кальция и невозможности создания в структуре значительного объема эттрингита.
В сравнении с традиционными медленнее набирают прочность в начальные сроки твердения. Низкая теплоотдача способствует их применению в массивных бетонных конструкциях.
СПЦ выпускается марки М400 и содержит в своем составе следующие компоненты:
- C3S — 50%,
- C3A — 5%,
- С3А + C4AF — 10–20%.
Портландцемент с минеральными добавками (в основном М500)— это продукт совместного помола клинкера, двуводного гипса и активной минеральной добавки (АМД).
АМД — это активное тонкоизмельченное вещество, добавление которого в состав вяжущего позволяет получить бетон с высокими гидравлическими и пуццоланическими характеристиками.
Продукты гидратации цемента включают в себя 10–20 % хорошо растворимого в воде портландита (Ca(OH)2). Активные добавки, в присутствии воды, объединяют гидрооксид кальция в труднорастворимые композиции. В результате значительно увеличивается водостойкость и сульфатостойкость конструкций.
По механизму действия АМД делятся на три группы:
- Активный аморфный кремнезем — диатомиты, трепелы, микрокремнезем, опоки.
- Продукты обжига глинистых материалов — глиежи, топливная зола, металлургические шлаки.
- Вулканические горные породы богатые силикатами и алюмосиликатами в аморфном состоянии.
Портландцемент с добавками применяется для тех же целей что и обычный. Однако эксплуатационные характеристики конструкций, находящихся в проточной мягкой воде и под землей во влажных условиях, несколько выше показателей первого.
Изделия, изготовленные из такого материала, обладают самой высокой прочностью при изгибе — 6,0 Мпа, в сравнении с другими представителями данной категории материалов.
Шлакопортландцементы
Сульфатостойкий шлакопортландцемент — вяжущее вещество с ограниченным содержанием C3A (менее 8%). Представлен марками М300, М400.
Состав:
- тонкомолотый портландцементный клинкер,
- гранулированный доменный шлак,
- двуводный гипс.
Гипс присутствует в составе как замедлитель процесса твердения и как активатор твердения шлака.
Гранулированный шлак — это мелкие гранулы величиной 5–10 мм. Не обладает вяжущими свойствами, но способен быстро схватываться в присутствии катализаторов твердения.
По своим свойствам шлакопортландцемент близок к портландцементу, но его цена на 15—20% ниже стоимости последнего.
Допускается замена шлаковых гранул золой уноса (кислой) или пуццоланой в объеме, не превышающем 10% от общей массы цемента. При этом содержание SO3 в веществе не должно быть больше 3–4%.
Для улучшения свойств бетонной смеси разрешается введение гидрофобизаторов и пластификаторов, количество которых не должно превышать 0,3% от массы цемента.
Пуццолановые цементы — характеристика
Пуццолановый цемент также относится к группе сульфатостойких вяжущих и состоит из следующих компонентов:
- портландцементный клинкер,
- кислая активная минеральная добавка (пуццолана),
- двуводный гипс.
Пуццолана — это смесь пемзы, вулканического пепла и туфа. Количество добавки регулируется опытным путем, в зависимости от заданных характеристик бетона, и может составлять от 20 до 40%.
Пуццолановый портландцемент отличается от обычного, низкой плотностью (2,8–2,9 г/см2) и светло-серым оттенком.
При производстве бетонных смесей образуется довольно вязкая смесь, в сравнении с применением обычных цементов. Чтобы получить раствор нормальной густоты в бетон добавляют воду (30–40%), что отрицательно сказывается на качестве смеси.
Подсказки: во избежание такой проблемы — необходимо на 5–10% увеличить расход цемента или добавить пластификатор.
Из-за прочного соединения свободного гидроксида кальция с пуццолановой добавкой бетонная поверхность не подвержена коррозии выщелачивания, а также не разрушается под действием морских и минерализованных вод.
Требования к структуре
До 80% от общего объема сульфатостойкого бетона составляют крупные и мелкие заполнители. Правильный расчет и подбор таких материалов может значительно сократить расходы цемента, снизить себестоимость строительства и продлить долговечность конструкций.
Фракция заполнителя и его химический состав должен соответствовать требованиям и нормам ГОСТ 10268-80, а также условиям, изложенным в СНиП II-28-73.
Жесткий каркас из качественного заполнителя позволяет в несколько раз увеличить прочность, снизить модуль деформации и до минимума сократить ползучесть конструкций под нагрузкой. Важным требованием для сульфатного железобетона, предназначенного для строительства коррозийностойких конструкций, является чистота песка и щебня.
Допустимое содержание примесей в используемом песке не должно быть выше 1%, а его зернистость равна 2 мм и выше. Щебень должен быть изготовлен из горных пород плотной структуры (без прослоек). Прочность на сжатие не должна быть ниже 60 Мпа.
Приготовление
Чтобы приготовить 1 м3 сульфатостойкого бетона (М300) своими руками необходимо иметь следующий набор материалов:
- сульфатостойкий портландцемент — 360 кг,
- речной песок — 850 кг,
- щебень гранитный — 1100 кг,
- вода — 190 л,
- при необходимости добавки 5–10 кг.
В зависимости от выбранного способа приготовления и нужного объема материала понадобятся следующие инструменты:
| Наименование | Описание |
| Первый способ — замес в бетономешалке |
| Второй способ — замес вручную лопатой или миксером |
| Третий способ — для небольших объемов |
| Ведро для воды и замера пропорций материалов |
| Лопата для загрузки материалов, а также для замеса вручную |
Инструкция по изготовлению и порядок работ:
- Включаем бетономешалку.
- Заливаем воду.
- Добавляем цемент и тщательно перемешиваем.
- Засыпаем расчетное количество песка и щебня.
- 10–15 мин перемешиваем и заливаем в опалубку.
Как видим сульфатостойкий бетон — это несложно. По своему составу и способу приготовления он ничем не отличается от обычных бетонов. Вы можете сами убедиться в этом, посмотрев видео в этой статье.
Сульфатостойкий бетон — Все о строительстве
Требования к смеси
Бетон и железобетон интенсивно употребляются в строительстве. Это крепкие, надежные, долговременные материалы. Но и они не лишены недочетов. А именно, подземная часть конструкций, подвержены действию грунтовых вод и воды. А в воде, как понятно, содержится огромное количество сульфатов, солей и их соединений, способных нарушить целостность конструкции. Потому предугадать защиту от подобного разъедания полностью разумно и даже нужно.
Сульфатостойкий состав прирастит долговечность фундамента скорость его разрушения грунтовыми водами.
Хорошим вариантом защиты от сульфатной коррозии в критериях постоянного водонасыщения является сульфатостойкий бетон.
Это единственный состав, который способен обеспечить надежную защиту конструкции от разъедания сульфатосодержащими растворами.
Используя сульфатостойкий бетон, возрастает надежность постройки.
Существует 2 главных метода получить сульфатостойкий бетон: на обыкновенном цементе со особыми преобразующими добавками либо на сульфатостойком цементе. 2-ой метод еще наиболее предпочтителен и надежен, так как он дает защиту на всех стадиях жизни конструкции. Бетон на обыкновенном цементе с добавками тоже будет защищать изделия, но таковая защита соизмерима с обработкой обуви водоотталкивающим составом. А сульфотостойкий цемент – это, по аналогии, резиновые сапоги. Разница существенна. Такие цементы принято делить по видам:
- сульфатостойкий шлакопортландцемент; сульфатостойкий портландцемент; пуццолановый портландцемент; сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками.
Не считая того, существует градация по прочности сжатия на 28 день. Зависимо от характеристик выделяют марки М300, М400 и М500. ГОСТ 22266-94 регламентирует содержание компонент сульфатостойкого состава. К примеру, в портландцементе с минеральными добавками допускается менее 20% консистенции пуццоланы и шлака, для шлакопортландцемента может быть поменять шлак золой (кислой) либо пуццоланой в размере не больше 10% массы состава. В сульфатостойком портландцементе содержание ангидрида серной кислоты не может превосходить 3-4%. Завышенное содержание веществ, реагирующих с содержащимися в воде сульфатами, чревато хрупкостью конструкции, ее внутренним разрушением. Верно подобранная пропорция обеспечит не только лишь устойчивость состава, да и уплотнение. Потому сульфатостойкий цемент непременно должен соответствовать требованиям ГОСТа.
Изготовка состава
Бетононасос нужен при возведении колонн.
При изготовлении цементно-песчаного раствора хорошей считается пропорция 1:3. Цемент лучше брать пластифицированный, чтоб подвижность консистенции определялась как расплыв обычного конуса не меньше 135 мм при водоцементном отношении 0,4. Цемент считается гидрофобным, ежели он не впитывает в себя воду в протяжении 5 минут с момента нанесения на его поверхность капли воды. Необходимость всех технологических добавок обязана быть доказана испытательно и не иметь отрицательного воздействия на бетон.
Неотклонимой является равномерность конфигурации размера при испытании кипячением образцов в воде. Схватывание в таком опыте обязано наступать не ранее 45 минут от затворения, а конец – не позднее 10 часов. Учитывать следует и тонкость помола цемента – не больше 250 м2/кг. Чтоб сделать сульфатосткойкий цемент, для вас пригодится:
- гипсовый камень по ГОСТ 4013; портландцементный клинкер нормированного состава; вода.
Http://youtu. be/DHnSW0E8wYk
Технологией допускается подмена частей иными материалами, содержащими сульфат кальция, активные минеральные добавки, гранулированные доменные либо электротермофосфорные шлаки по ГОСТу 3476. В шлаках для производства сульфатостойкого портландцемента с минеральными добавками содержание оксида алюминия не обязано превосходить 8%, а в шлакопортландцементе – не больше 12%. Сульфатостойкий состав применяется редко, стоимость его превосходит обыденные консистенции, да и свойства его несравненны с обыденным бетоном.
Сульфатостойкий портландцемент: ГОСТ, состав, применение
Некоторые полагают, что железобетонные и бетонные конструкции являются самыми надежными. Но это убеждение ошибочно. Такие конструкции подвергаются разрушениям и повреждениям при воздействии определенных факторов. На это могут повлиять морозы, грунтовые воды, деформация грунта, дожди и химические вещества. Спасением в этой ситуации выступает сульфатостойкий цемент. Он популярен в тех странах, где погода диктует свои законы строителям.
Приготовление
Эта разновидность цемента получается из дробленого клинкера, который смешивается с кальциевым и силикатным алюминатом. Особое внимание в этом вопросе уделяется дозировке. Алюминат, например, не должен содержаться в объеме больше 5 %, что касается силиката, то его объем составляет 50 %. Такое соотношение не является случайным. В природе есть множество сульфатов, которые при контакте с трехкальциевым гидроалюминатом становятся причиной сульфатной коррозии. Исходное сырье при этом содержит минимальное количество железа.
Применение
Сульфатостойкий цемент используется при бетонировании подземных и подводных массивов. Он обладает уникальными свойствами, поэтому проявляет устойчивость к внешним химическим и природным факторам. Этот цемент обладает иммунитетом к агрессивным химическим веществам, которые незаменимы в строительстве.
В тех условиях, где обычные строительные материалы не способны создать крепкого сооружения, помогает описываемый цемент. Он обладает малой степенью затвердевания, что и отличает его от обычного цемента. Плотность является основным фактором, который определяет стойкость выполненной работы.
Государственные стандарты. Разновидности. Состав
Сульфатостойкий портландцемент может иметь разный состав и бывает:
- шлакопортландцементом;
- с минеральными добавками;
- пуццолановым портландцементом.
Этот строительный материал проявляет устойчивость к факторам химического и природного происхождения. В составе имеются компоненты, которые позволяют получить постройку, не подвергающуюся разрушениям из-за переменчивой температуры и влаги.
При выборе сульфатостойкого портландцемента нужно ознакомиться с составом, ведь для определенной почвы необходим определенный материал. Описываемый создается на основе клинкера, силиката и кальциевого алюмината. Широко используют его при строительстве гидротехнических сооружений. Такие цементы изготавливаются по ГОСТ 22266-2013.
Характеристики ССПЦ 400-Д0
Сульфатостойкий цемент ССПЦ 400 ДО представляет собой разновидность портландцемента. Он отличается устойчивостью к сульфатным водам. Даже обычные подземные воды имеют в составе большое количество сульфатов. Они способствуют разрушению бетона. Для защиты конструкций из бетона от сульфатной агрессии применяется ССПЦ.
Цемент нашел широкое распространение при строительстве фундаментов, опор мостов при высоком уровне подземных вод. Наряду с определенными преимуществами, этот вид портландцемента обладает всеми основными характеристиками ПЦ 400-Д0. Марка по прочности при сжатии упомянута в маркировке и составляют 400 на 28-е сутки. Скорость твердения — нормально твердеющий. Изготавливается этот материал по ГОСТ 22266-94. Прочность на сжатие на третьи сутки не нормируется. В возрасте 28 суток прочность на сжатие составляет 39,2 МПа. Предел прочности при изгибе на 28-е сутки составляет 5,4 МПа. Начало схватывание происходит на 45-ой минуте, не ранее. Минеральных добавок в этом цементе нет.
Добавки для цемента
Описываемый продукт получается методом измельчения клинкера нормированного минералогического состава и гипса. В продаже можно встретить портландцемент с минеральными добавками в виде электротермофосфатного шлака и гранулированного доменного шлака. Эти вещества добавляют в объеме 20 % от общей массы. Активные добавки могут содержаться в пределах от 5 до 10 %. Такой цемент, ГОСТ которого был упомянут выше, имеет сравнительно невысокий глиноземный модуль, а также коэффициент насыщения.
Для изготовления используется клинкер, в котором не больше 5 % СзА и не больше 50 % C3S. Общая сумма C3A и C4AF не должна оказаться больше 22 %. Добавками для цемента выступают С3А и C3S. В связи с этим, материал имеет пониженное тепловыделение, так как упомянутые вещества содержатся в умеренном количестве. В продаже можно встретить сульфатостойкую разновидность с маркировкой 400. Если имеются минеральные добавки, то марка может быть 500. Предел прочности при сжатии на 28-е сутки составляет 40 МПа, если же имеются минеральные добавки, то этот показатель повышается до 50 МПа.
Используется этот материал для создания бетонных конструкций, гидротехнических сооружений, подверженных воздействию сульфатосодержащих вод.
Расшифровка маркировки
Строительные цементы обладают своей маркировкой, утвержденной и описанной в СНиЛС и ГОСТах. Изготавливаться материал может и по другим нормативным документам. Если среди первых буквенных обозначений вы увидели ПЦ, то перед вами портландцемент. Шлакопортландцемент обозначается аббревиатурой ШПЦ . Понять, что перед вами сульфатостойкий портландцемент, вы сможете по буквам СПЦ или ССПЦ.
Когда присутствуют в материале минеральные добавки, к аббревиатуре добавляется буква Д, тогда маркировка выглядит следующим образом: СПЦД. Сульфатостойкий шлакопортландцемент обозначается маркировкой ССШПЦ. Если перед вами пуццолановый и напрягающий цементы, вы увидите следующие буквы: ППЦ и НЦ соответственно. Белый портландцемент и водонепроницаемый расширяющийся цементы обозначаются буквами ПЦБ и ВРЦ.
Маркировка цемента и расшифровка важна для потребителя. Так он сможет приобрести необходимый ему товар. После первых букв будут указаны цифры, которые в маркировке выглядят следующим образом: ПЦ-500. Это говорит о том, что перед вами цемент марки 500. За маркировкой могут идти другие цифры и буквы. Например, если в цементе имеется максимальное содержание добавок, то вы увидите: Д0, Д5, Д20. Это соответствует процентному соотношению 0,5 или 20 %.
Быстротвердеющий цемент обозначается буквой Б. Пластифицирующий цемент — это ПЛ, гидрофобизированный цемент — ГФ. Материал с нормированным составом клинкера — Н. В конце маркировки указывается нормативный документ. Это могут быть технические условия или государственные стандарты, на основании которых изготавливается материал.
Пластифицированный и гидрофобный портландцемент
Пластифицированный портландцемент отличается от обычного способностью придавать бетонам и растворам повышенную подвижность. Этого эффекта удается достичь за счет введения клинкера в объеме 0,25 %. Гидрофобизирующей добавкой выступает сульфидно-дрожжевая бражка. Она и повышает пластичность цементного теста. Бетонные конструкции с добавлением такого цемента получают пластифицирующий эффект, который позволяет уменьшить водоцементное отношение и повысить плотность, а также водонепроницаемость конструкции.
Гидрофобный портландцемент изготавливается при введении клинкера в объеме 0,1 %, асидола, а также синтетических жирных кислот. В составе могут быть еще и гидрофобизирующие добавки. Эти вещества способны понизить гигроскопичность, поэтому цемент отличается от обычного тем, что при хранении во влажных условиях не портится. Он не комкуется и сохраняет свою активность. В связи с этим сульфатостойкий портландцемент гидрофобного типа рекомендуется использовать в областях с высокой влажностью. Главное вещество там сохраняется в отвердевших материалах и повышает их водонепроницаемость, увеличивая сопротивляемость к внешним агрессивным условиям.
Сульфатостойкий бетон
На сегодняшний день такой бетон можно получить двумя способами. Первый заключается в добавлении цемента со специальными модифицирующими веществами. 2-ая технология выражена в приготовлении раствора с использованием сульфатостойкого цемента. Данная методика более предпочтительна и надежна. Ведь описываемый выше цемент, ГОСТ которого был упомянут в статье, способен защитить материал на всех стадиях жизни конструкции.
Бетон, изготовленный по первой технологии, тоже будет защищен от негативных факторов, но подобную защиту можно сравнить с обработкой обуви водоотталкивающим составом. Что касается сульфатостойкого раствора, то он является аналогом резиновых сапог. Разница здесь существенна. Помимо прочего, существует еще градация по прочности сжатия на 28-е сутки.
В заключение
Сульфатостойкий портландцемент — это разновидность обычного портландцемента. Он отличается устойчивостью к сульфатным водам. Ведь даже обычные грунтовые воды имеют в составе огромное количество сульфатов. Они в конечном итоге и способствуют разрушению бетона.
Для того чтобы эффективно защитить бетонные конструкции от таких воздействий, используется цемент специального назначения. Сегодня он нашел свое широкое распространение при строительстве фундаментов и опор мостов, которые эксплуатируются при высоком уровне грунтовых вод.
Одним из его дополнительных преимуществ можно считать то, что его хранение допустимо в более сложных условиях. Это касается, например, повышенной влажности, при которой не происходит комкования и слеживания со временем.