В зависимости от характера структуры выделяют следующие виды бетонов.

Вопросы к экзамену по дисциплине «Строительное материаловедение»

 

1. Технология получения, свойства, применение гидравлической извести

Гидравлическая известь — продукт умеренного обжига при температуре 900...1100°С мергелистых известняков, содержащих 6...20% глинистых примесей. Поступающее из карьера сырье дробят на куски размером 60-150 мм, после чего загружают в печь При обжиге мергелистых известняков после разложения углекислого кальция часть образующейся СаО соединяется в твердом состоянии с оксидами SiO2; Аl2О3; Fe2O3, содержащимися в минералах глины, образуя силикаты 2CaO-SiO2, алюминаты СаО-Аl2O3 и ферриты кальция 2CaO-Fe2O3, обладающие способностью твердеть не только на воздухе, но и в воде. Так как в гидравлической извести содержится в значительном количестве свободный оксид кальция СаО, то она, так же как и воздушная известь, гасится при действии воды, причем чем больше содержание свободной СаО, тем меньше ее способность к гидравлическому твердению. Применение – как и воздушная известь – для кладочных и штукатурных р-ров, возможно изготовление смешанных цементов и использование бля кладки фундамента нижу грунтовых вод.

2. Технология получения, свойства, применение романцемента.

В качестве сырья для призводства романцемента служат известковые или магнезиальные мергели, в которых соотношение между известковой и глинистой частями таково, что в результате обжига, не доводящего эти материалы до спекания, получается продукт, в котором вся или большая часть извести связана в силикаты, алюминаты и ферриты кальция. Производство романцемента заключается в основном в обжиге и последующем помоле обожженного продукта. При отсутствии заметного количества магнезиальных примесей температура обжига колеблется в пределах 1000—1100 °С.При этом стремятся к получению активной, способной к гидратации магнезии. Свойства романцемента. Романцемент по сравнению с гидравлической известью обладает более сильными гидравлическими свойствами. Однако по сравнению с портландцементом гидравлические свойства его слабее. Водопотребность романцемента колеблется в пределах 30—50 %. Прочность его в жестком растворе может достигать 10 МПа. Строительные растворы и бетоны на романцементе отличаются от полученных на гидравлической извести более высокой стойкостью при эксплуатации во влажных условиях и при попеременном увлажнении и высушивании.Романцемент можно применять для каменной кладки, а также для изготовления бетона, идущего на неответственные части сооружения. Он пригоден для возведения подземных частей небольших сооружений, подвергающихся действию грунтовых вод, например для фундаментов.

 

3. Технология получения, свойства, применение портландцемента (ПЦ).

Портландцемент есть гидравлическое вяжущее вещество — продукт тонкого измельчения клинкера, получаемого обжигом до спекания сырьевой смеси, состоящей в основном из известняка (75-78 %) и глины (25-22 %).

Получение Важнейшими технологическими операциями при получении портландцемента являются

:а) приготовление сырьевой смеси;

б) превращение ее путем высокотемпературного обжига в клинкер;

в) магазинирование и помол клинкера в тонкий порошок с добавкой природного гипса.

Таким образом основным компонентом портландцемента является портландцементный клинкер, содержащийся в готовом продукте в количестве от 95 до 97% по весу.

Свойства Среди цементов на основе портландцементного клинкера портландцемент, не содержащий добавок, обладает самой большой плотностью. Чем тоньше помол цемента, тем выше скорость его схватывания и твердения, а также выше прочность в начальные сроки твердения. Водопотребность портландцемента относительно невелика и составляет 24—28 % воды (для получения теста нормальной густоты). начало схватывания портландцемента должно наступать не ранее чем через 45 мин, а конец схватывания — не позднее чем через 10 ч от начала затворения. Наиболее быстрый рост прочности портландцемента наблюдается в течение первого месяца твердения. В дальнейшем прочность повышается медленно.. Применение Портландцемент широко применяется для монолитного и сборного бетона и железобетона. Его можно применять в надземных, подземных и подводных частях сооружений, в том числе и подверженных многократному попеременному воздействию воды и мороза. Применяют портландцемент также для высокопрочных растворов (например, в армоцементных конструкциях).

4. Минералогический состав ПЦ, его влияние на свойства вяжущего и готового изделия.

Вяжущие свойства ПЦ обусловлены свойствами и содержанием искусственных минералов, составляющих клинкер и степенью измельчения цемента. В составе клинкера выделяют четыре основных минерала, имеющих кристаллическое строение: алит(45 ...65%), белит(20 ...30%).), трехкальциевый алюминат(4... 12%.) и четырехкальциевый алюмоферрит(10...20%. ). Алит быстро твердеет и набирает высокую прочность.Белит — второй по важности он медленно набирает прочность, но при длительном твердении в благоприятных условиях его прочность весьма высока..

Трехкальциевого алюмината самый активный из клинкерных минералов. Однако продукт его гидратации имеет повышенную пористость, низкую прочность и долговечность. Четырехкальциевого алюмоферрита по скорости твердения занимает промежуточное положение между алитом и белитом, но не обладает высокой прочностью.Кроме того, в составе клинкера в небольшом количестве имеется стекловидная фаза, состоящая в основном из CaO, A12O3, Fe2O3, MgO, Na2O, K2O, а также свободные MgO и СаО. Содержание свободных оксидов магния и кальция в виде пережога в клинкере не должно превышать соответственно 5 и 1 %. Эти ограничения должны исключить опасность неравномерного изменения объема при твердении цемента.

5. Показатели качества ПЦ.

Качество цемента оценивают по основным и рекомендуемым показателям. Основные: химический и минеральный состав, предел прочности на сжатие, равномерность изменения в объёме цементного камня, активность цемента, нормальная густота цементного теста. Рекомендуемые: сроки схватывания, тонкость помола, коррозионная стойкость, содержание свободной окиси Ca, огнеупорность. При соответствии всех показателей требованиям ГОСТа цементу присваивают марку.

1.Нормальная густота цементного теста выражает процентное содержание воды по отношению к цементу, необходимое для придания тесту определенной степени пластичности.

2. От тонкости помола зависит прочность, сроки схватывания и интенсивность твердения.

3.Сроки схватывания отражают процесс гидратации цемента и начальный период формирования структуры.

4. Содержание свободных СаО и МgО в цементе не должно превышать соответственно 1 и 5%. Если в составе цемента содержатся свободные оксиды кальция и магния сверх нормы, то такие цементы неравномерно изменяют объём при твердении,

5. Прочностьосновное свойство, характеризующее качество любого цемента. Для её оценки используют стандартную характеристику марку.

6. Твердение ПЦ.

Твердение портландцемента происходит благодаря сложным физико-химическим процессам взаимодействия клинкерных минералов и гипса с водой. В присутствии 3-5% гипса образуется практически нерастворимое соединение - гидросульфоалюминат кальция (эттрингит), который предотвращает быструю гидратацию С3А за счет образования защитного слоя на его поверхности и замедляет схватывание.Кроме того, роль добавки гипса состоит в улучшение свойств цементного камня (прочности, морозостойкости) за счет уплотнения структуры, связанного с увеличением объема эттрингита в еще не затвердевшей системе. Наиболее быстрый рост прочности ПЦ наблюдается в течение первого месяца твердения, в дальнейшем прочность повышается очень медленно. Скорость твердения ПЦ зависит от тонкости помола, минерального состава, температуры. Помимо температуры значительное влияние на рост прочности оказывает влажность. Повышение темпер. при твердении ускоряет гидротацию клинкерных формирований и кристаллизацию продуктов твердения. Прочность при твердении возрастает очень быстро. 10 часов пропаривания достаточно для получения бетонных изделий с 70% отпускной прочностью. Дальнейшее твердение пропаренного бетона протекает достаточно медленно и к 28 дневному сроку составляет 80-85% той прочности, которую принимает бетон к 28 суткам твердения.

7. Свойства ПЦ и цементного камня (прочность, водостойкость, воздухостойкость, коррозионную стойкость, термостойкость, ползучесть).

Прочность основное свойство, характеризующее качество любого цемента. Для её оценки используют стандартную характеристику марку. При определении марки учитывают предел прочности при сжатии и при изгибе. Действительный предел прочности при сжатии цементных образцов, испытанных в возрасте 28 сут, называют активностью цемента. Марка цемента определяется пределом прочности при изгибе образцов-балочек 40´40´160 мм и сжатии их половинок из раствора состава 1:3 по массе с нормальным песком, изготовленных и твердевших в соответствии с нормативными требованиями и испытанных через 28 сут с момента изготовления.

Водопроницаемость – свойство материала пропускать воду под давлением. Водопроницаемость оценивают по коэффициенту фильтрации Кф (м2/ч), который равен количеству воды, прошедшей в течение 1 ч через 1 м2 площади испытуемого материала при постоянном давлении. Особенно важно это свойство при строительстве гидротехнических сооружений (дамбы, плотины, молы, мосты), резервуаров, возведении стен подвалов при наличии грунтовых вод.

Водонепроницаемость (например, бетона) характеризуется маркой W2, W4...W12, обозначающей одностороннее гидростатическое давление в МПа (0,2; 0,4 ... 1,2), при котором образец не пропускает воду в условиях стандартных испытаний. Испытания проводят на специальной установке.

Воздухостойкость– способность материала длительно выдерживать многократное увлажнение и высушивание без деформаций и потери механической прочности. Природные и искусственные хрупкие каменные материалы (бетон, керамика), сжимающиеся при высыхании и расширяющиеся при увлажнении, разрушаются вследствие возникновения растягивающих напряжений.

Коррозионная стойкость цемента обуславливает его способность противостоять практически любому агрессивному воздействию внешней среды.

Термостойкость – способность материала выдерживать без разрушений определенное количество резких колебаний температуры. Единицей измерения этого свойства является количество теплосмен, определяемое для многих теплоизоляционных и огнеупорных материалов.

Ползучестью называется свойство цементного камня или бетона необратимо деформироваться под влиянием длительно действующих в них напряжений, возникающих при действии внешних нагрузок, а также усадки, температурного и других факторов. В зависимости от величины приложенных сил деформация ползучести или постепенно стабилизируется на некотором постоянном уровне, или, непрерывно увеличиваясь, приводит к разрушению тела.

8. Пуццолановый портландцемент: состав, свойства, область применения.

Пуццолановый портландцементпредставляет собой гидравлическое вяжущее вещество, получаемое в результате совместного тонкого помола портландцементного клинкера, активных минеральных добавок (трепел, диатомит, пемза и др.) и необходимого количества гипса. Пуццолановый цемент хорошо твердеет в воде и во влажных условиях, он более стоек против действия грунтовых вод, содержащих в растворенном виде различные соли, вредно действующие на бетон. В пуццолановом портландцементе содержится активных минеральных добавок 20 – 45 % (в зависимости от происхождения). Марки цемента – 300, 400. Пуццолановый портландцемент отличается от других видов портландцемента тем, что в его состав входят активные минеральные добавки вулканического или осадочного происхождения. Причем доля этих добавок в пуццолановом портландцементе может доходить до 40 процентовот общей массы портландцементного порошка.

Этот вид портландцементов замечателен тем, что раствор, приготовленный на пуццолановом портландцементе, не дает высолов, и отличаются повышенной водонепроницаемостью. Соответственно, и область применения пуццолановых портландцементов лежит в основном в гидротехническом строительстве, в том числе и при сооружении плавательных бассейнов.

9. Шлакопортландцемент: состав, свойства, область применения.

Шлакопортландцемент является вяжущим гидравлическим веществом, который получают посредством измельчения цементного клинкера, определенного количества гипса и шлака гранулированного. Как правило используется доменный шлак, являющийся вторичным продуктом металлургического производства. Основными видами сырья, применяющимися в производстве этого шлакопортландцемента, являются стандартный клинкер и доменные шлаки, так же обладающие вяжущим гидравлическим свойством. Клинкер служит активизатором шлаков в составе шлакоцемента. Применяют шлакоцемент в строительстве железобетонных и бетонных наземных, подводных и подземных сооружений, которые подвергаются воздействию пресных и минерализованных вод. Так же он применяется при производстве стеновых блоков, бетонных смесей, строительных растворов, сухих смесей и т.д. Область применения у шлакопортландцемента не менее обширна чем у классического цемента м500.По сравнению с обычным цементом шлакопортландцемент имеет более низкую стоимость, выделяет меньше теплоты при затвердении (что позволяет использовать его при возведении массивных сооружений из бетона), меньшую степень объемной деформации. Шлакоцемент жаростоек и устойчив к воздействию сульфатных и пресных вод. Он также характеризуется меньшей, по сравнению с обычным цементом, морозостойкостью.

10. Цементы для строительных растворов: состав, свойства, область применения

Цемент собирательное название порошкообразных вяжущих веществ, способных при смешивании с водой (иногда с водными растворами солей) образовывать пластичную массу, приобретающую затем каменевидное состояние. Сырьём для цемента служат известковые, маргелистые, глинистые породы и различные добавки-шлак, бокситы и др. Цемент обладает важным свойством твердеть в воде. Обычный силикатный цемент, или портландцемент, представляет собой зеленовато-серый порошок, который при смешивании с водой затвердевает на воздухе (или в воде) в каменеподобную массу. Потртландцемент получают мокрым или сухим способом. При мокром способе сырьё размалывают в мельнице, дробят, затем погружают в бассейн, размешивают и частично измельчают и потом в виде полужидкой массы-шлама подают во вращающуюся печь диаметром более 7 и длиной более 200м. Шлам ручьём течёт навстречу горящим газам, образующимся при сгорании топлива, высыхает, освобождается от углекислоты. Образовавшиеся после высыхания серые ноздреватые шарики размалывают в шаровых мельницах в тонкий порошок, получая цемент. Цемент применяют для кладки кирпича, фундамента и др. Его используют для получения бетона, а его в свою очередь для получения железобетона. Железобетон используют в строительстве жилых домов и других сооружений

11. Быстротвердеющий портландцемент: состав, свойства, область применения.

Данный цемент получается путем тонкого помола алито-алюминатного клинкера и регулированием минералогического состава, – вводится большое количество трехкальциевого силиката и трехкальциевого алюмината (С₃S>50%, (C₃S+C₃A)>60 – 65%). Такой состав и тонкий помол БТЦ обеспечивает быстрый набор прочности: примерно, через 3 суток с момента затворения водой прочность на сжатие составляет не менее 25…28 МПа. Далее, после 3 суток скорость набора прочности замедляется, и на 28 сутки прочность практически не отличается от обычного портландцемента в том же возрасте. Таким образом, БТЦ востребованный там, где необходимо получить высокую прочность бетона в начальные сроки твердения.

Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ), выпускается марки М400 и М500.Эффективно применять при больших объемах производства сборных железобетонных изделий и бетонировании при отрицательных температурах. Преимущества в применении таких цементов заключается в значительном уменьшении расхода цемента, на предприятиях по изготовлению железобетонных изделий уменьшается время тепло-влажностной обработки или совсем обойтись без пропарки.Запрещается применять данный цемент для строительства массивных конструкций. Бетон, изготовленный из БТЦ не сульфатостойкий.\

12. Высокопрочные портландцемент: состав, свойства, область применения.

Высокопрочные портландцементы ( ВПЦ) марок 550 и 600 одновременно являются быстротвердеющими, так как их прочность во все сроки твердения выше, чем у рядового ПЦ. Эти цементы получают за счет применения однородного сырья, увеличенного содержания в клинкере Сз8 ( до 65 - 68 %) при ограничении СзА ( не более 8 %), повышенной тонкости помола. Высокопрочные портландцементы используются для возведения ответственных сооружений. Следует иметь в виду повышенное тепловыделение БТЦ и ВПЦ, которое исключает их применение для массивных конструкцийВысокопрочный портландцемент  характеризуется маркой 600, 700 и 800, повышенным расчетным содержанием C3S в клинкере ( до 75 %), более тонким измельчением цементного порошка, небольшим ( до 5 %) содержанием активных минеральных добавок.

Высокопрочный портландцемент  отличается высокой прочностью в 28-суточном возрасте. При помоле к этому цементу может добавляться до 5 % опоки. У этого цемента не должно быть признаков ложного схватывания. Высокопрочному портландцементу присвоен Государственный знак качества.

Даже при применении быстротвердеющих цементов срок твердения бетона в теплой среде должен быть не меньше 2 - 3 суток. Замерзание бетона в первые дни влечет за собой значительное понижение его прочности после оттаивания. Это объясняется тем, что свежий бетон насыщен водой, которая при замерзании расширяется и разрывает связь между поверхностью заполнителей и цементным камнем. Поэтому зимой необходимо обеспечить твердение бетона в теплой и влажной среде в течение срока, устанавливаемого в зависимости от заданной прочности. Это достигается использованием внутреннего тепла бетона, а если внутреннего тепла недостаточно, дополнительной подачей тепла извне.

13. Пластифицированный портландцемент: состав, свойства, область применения.

На цементном заводе в ПЦ клинкер на этапе помола вводится гидрофильно-пластифицирующая добавка, например лигносульфонат технический (ЛСТ). Данная добавка ПАВ (поверхностно-активные вещества) при затворении водой образует адсорбционные пленки гидрофильного характера, которые осаждаются на поверхности частицы цемента и таким образом «помогают» более полно смачивать воде цемент, что приводит к увеличению пластичности бетонной смеси. ПАВ вводится в количестве 0,1…0,3% от массы цемента. Благодаря пластифицированным добавкам увеличивается прочность бетона, за счет уменьшения В/Ц (водоцементное отношение), или помогают снизить расход дорогостоящего цемента на 8…10%. Пластифицированный портландцемент обладает улучшенными свойствами, такими как плотность, водонепроницаемость, морозостойкость. Пластифицированные портландцементы рекомендуются для бетонных и железобетонных конструкций и сооружений, подвергающихся систематическому замерзанию и оттаиванию или увлажнению в пресной воде и высыханию. При этом необходимо, чтобы цемент по своему химико-минеральному составу удовлетворял требованиям, предъявляемым к специальным видам портландцемента. Эти цементы, наряду с рядовым портландцементом, применяют также при возведении обычных монолитных бетонных и железобетонных конструкций, а также при заводском производстве изделий. Если изделия пропаривают, то режим обработки устанавливают опытным путем.

14. Гидрофобный портландцемент: состав, свойства, область применения.

В ЦП клинкер вводятся гидрофобные ПАВ, в количестве 0,1÷0,3% от массы цемента. Существует множество гидрофобных добавок, самые распространенные это мылонафт, асидол, окисленный петролатум, синтетические жирные кислоты. Гидрофобные добавки уменьшают водопоглощение и капиллярный подсос, увеличивают водонепроницаемость и морозостойкость бетона до F1000.

Согласно пластифицированный портландцемент выпускается следующих марок: 300, 400, 500, 600, 700.Гидрофобный портландцемент может почти полностью сохранять свою активность на протяжении длительного времени, даже в помещениях с повышенной влажностью.

Применение: Гидрофобный цемент целесообразно применять для строительства гидротехнических, дорожных и аэродромных конструкций

 

15. Сульфатостойкий портландцемент: состав, свойства, область применения.

Производится путем регулирования минералогического состава: трехкальциевого силиката – не более 50%, трехкальциевого алюмината – не более 5%, C3A+C4AF – не больше 22%. В состав включают оксид магния (5%) и оксид алюминия (5%).

СПЦ подразделяются на:

сульфатостойкий портландцемент (марка 400);

сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками (марка 400, 500);

сульфатостойкий шлакопортланцемент (марка 300, 400);

пуццолановый портландцемент (марка 300, 400).

Данные цементы предназначены для изготовления бетонов, эксплуатируемых в очень сильной агрессивной среде. Их также применяют для изготовления бетона с повышенной морозостойкостью. Для подземных и подводных гидротехнических конструкций и сооружений, которые подвергаются сульфатной коррозии целесообразно применять сульфатостойкий шлакопортландцемент и сульфатостойкий пуццолановый портландцемент. Так как, сульфатостойкий портландцемент обладает пониженной экзотермией его можно использовать для строительства массивных конструкций.

16. Белый и цветной портландцементы: состав, свойства, область применения.

Цветные и белый портландцементы - это разновидности обычного портландцемента, имеющие различные цвета. Белый портландцемент получается из клинкера, содержащего малое количество окиси железа. Цветные портландцементы получаются, в зависимости от цвета, из белого и светлых тонов клинкера путем его измельчения в сочетании с добавлением красящего пигмента. Также цветной портландцемент получается из окрашенного при обжиге клинкера. Минеральный пигмент в составе цветного цемента не должен превышать 10%, а органический - 0,3%.Химический состав белого цемента отличается от состава обычного портландцемента высоким содержанием 5Ю2 (23,4- 25,5%), А12Оз (5,5-7%) и малым количеством окислов железа. Содержание в составе окислов железа влияет на цвет портландцементного клинкера, и белого в том числе. Белый портландцемент получают, беря для приготовления клинкера чистый известняк и белые глины, свободные от окиси железа и марганца. К готовому клинкеру при помоле добавляют:

а) гипс для регулирования сроков схватывания и твердения;

б) активные минеральные добавки (не менее 5% и не более 10%);

в) инертные добавки - известняки, кварцевый песок (не более 10%) ;

г) пластифицирующую или гидрофобную добавку (не более 0,2%).

Белый портландцемент выпускается трех сортов в зависимости от степени белизны: БЦ-1, БЦ-2 и БЦ-3. Сорта определяют сравнением белизны цемента с эталонной при помощи специальной цветовой шкалы. По прочности белый цемент делится на марки 250, 300, 400.

Требования к схватыванию белого портландцемента:

начало схватывания - не ранее чем через 30 мин.,

конец схватывания - не позднее чем через 12 час. после начала затворения.

Белый портландцемент - это декоративный вяжущий материал, предназначенный для архитектурно-отделочных, штукатурных, скульптурных и покрасочных работ; из него также изготовляют строительные детали. Добавлением к белому цементу щелочестойких красящих веществ (пигментов) можно получать цветные цементы любой окраски.Белый цемент перевозят и хранят в четырех- пяти- и шестислойных мешках из непропитанной бумаги. Нельзя допускать его увлажнения и загрязнения всякого рода примесями. Белый цемент применяют также для цветных цементнобетонных дорожных покрытий. Цветной цемент получают на основе белого портландцементного клинкера путем совместного помола с пигментами различных цветов, например с охрой, железным суриком, окисью хрома. Можно также получать цветные цементы смешиванием белого цемента с пигментами. Применение цветных цементов, способствующее архитектурно-декоративному оформлению сооружений, имеет большое значение в индустриальной отделке крупноэлементных зданий. Эти цементы применяют также для цветных цементнобетонных дорожных покрытий, например на площадях у монументальных сооружений. Кроме перечисленных, имеются еще некоторые специальные сорта портландцемента, например тампонажный, для производства асбестоцементных изделий.

 

17. Глинозёмистый портландцемент: состав, свойства, область применения. Безусадочный цемент.

Глинозёмистый цемент – быстротвердеющее и высокопрочное ГВВ, получаемое путем тонкого измельчения клинкера, содержащего преимущественно низкоосновные алюминаты Са. Однокальциевый алюминат CaOAl2O3 определяет быстрое твердение и другие свойства ГЦ. В небольших количествах в нем также содержатся другие алюминаты Са(CaO2Al2O3) и алюмосиликат Са-геленит 2CaOAl2O3 SiO2. ГЦ обладает высокой прочностью, если он твердеет при умеренной t (не выше 25), поэтому ГЦ нельзя применять для бетонирования массивных конструкций из-за разогрева бетона, а также подвергать тепловлажностной обработке. Если же t бетона превысит 25 , то прочность уменьшится в 2-3 раза. ГЦ очень быстро твердеет. По сравнению с обычным П, у ГЦ при таком же сроке схватывания (30мин-12ч) – тепловыделение примерно в 1,5 раза больше. ГЦ обладает высокой коррозионной стойкостью в сульфатных, морских и углекислых водах.

ГЦ применяют в специальных сооружениях, при спешных ремонтных и монтажных работах, для изготовления жаростойких бетонов и растворов. Он также входит в состав многих расширяющихся цементов.

 

18. Расширяющиеся, напрягающие, шлакощелочные цементы: состав, свойства, области применения.

Расширяющиеся цементы имеют большое количество разнообразных составов, обеспечивающих в процессе твердения объемное и линейное расширение цементного камня до 0,25 %. Наиболее широко используются следующие: портландцементный клинкер, высокоглиноземистый доменный шлак и двуводный гипс, а также глиноземистый шлак в сочетании с двуводным гипсом.Механизм расширения этих систем связан с целенаправленным образованием крупнокристаллических продуктов гидратации, приводящих к расширению всей еще достаточно пластичной системы до набора прочности. Марка цементов 400 и 500. Основное применение – изготовление напорных железобетонных труб и емкостей для хранения воды и нефтепродуктов.

Напрягающие цементы относятся к быстросхватывающимся и быстротвердеющим минеральным вяжущим, состоящим в основном из тонкомолотой смеси портландцементного клинкера, высокоглиноземистого шлака и гипса. Прочность цементного камня через 18 – 20 часов твердения составляет не ниже 200 МПа, начало схватывания 2 – 8, конец – 6 – 15 мин. Расширение в свободном состоянии составляет 3 – 4 %, в ограниченном – 0,25 – 0,75 %. Применяют эти цементы при получении преднапряженных железобетонных конструкций без предварительного натяжения арматуры.

Шлакощелочные цементы представляют собой гидравлические вяжущие вещества, состоящие из тонкомолотого гранулированного шлака и соединений щелочных металлов. Шлакощелочные цементы получают путем совместного измельчения сырья или затворением молотого гранулированного шлака концентрированным щелочесодержащим раствором. При получении шлакощелочных цементов при помоле вводят до 40 % стеклобоя или до 25 % глинистых материалов в естественном или обожженном состоянии. Этот вид вяжущего характеризуется следующими свойствами: начало схватывания от 30 мин до 1 часа, конец – 2 – 5 часов. Активность цемента составляет 400 – 1000 кгс/см2. Режим твердения разнообразен: от естественного при положительной и отрицательной температурах до термовлажностной и автоклавной обработки. Цементный камень обладает повышенной коррозионной стойкостью, морозостойкостью и способностью во влажной среде увеличивать свою прочность, поэтому шлакощелочные вяжущие наиболее эффективно использовать в гидротехническом и дорожном строительстве.

19. Перспективы развития цементного производства в РБ.

В связи со значительным ростом цен на российский газ в строительной отрасли рассматриваются варианты перевода производства цемента с мокрого способа на сухой, что позволит снизить энергозатраты с 50% до 18%. Как сообщил министр архитектуры и строительства Беларуси сухой способ производства цемента получил широкое распространение в Польше и Германии.
Сейчас на "Кричевцементошифер" разрабатывается инвестиционный проект по созданию печи для сухого способа изготовления цемента. В то же время глава Минстройархитектуры сообщил, что несмотря на повышение цен на энергоносители, белорусский цемент остается конкурентоспособным. Отметим, что производство цемента является самым энергоемким в строительной отрасли.
Для наиболее полного удовлетворения внутреннего рынка на ПРУП "Кричевцементношифер" планируется реализация третьей технологической линии мощностью 516 тыс. тонн цемента в год, а на ПРУП "Белорусский цементный завод" - дополнительной печи обжига мощностью 200 тыс. тонн цемента в год. Для осуществления этих проектов разрабатывают тендерную документацию.
Основными условиями инвестирования иностранных средств в модернизацию трех белорусских цементных заводов является связанный кредит под 3,5-4,0% годовых сроком на 10 лет и отсутствие требований на права собственности, отметил министр. Объем инвестиций оценивается в 150 млн евро для каждого предприятия.

20. Вода, требования к воде затворения.

В технологии бетонных работ воду используют для приготовления бетонных смесей и раствора, поливки бетона в процессе твердения, промывки заполнителей. Во всех случаях допускается к применению не любая вода, а лишь отвечающая техническим условиям . Качество воды оценивают по содержанию вредных примесей, которые могут препятствовать нормальному схватыванию и твердению вяжущего вещества либо вызывают появление в структуре бетона новообразований, снижающих его прочность и долговечность.То обстоятельство, что используемая для затворения вода в некоторых случаях может отрицательно повлиять на качество строительного раствора и бетона, было давно подмечено строителями. Технические требования к воде для затворения и поливки бетона следующие. Водородный показатель воды рН должен находиться в пределах от 4 до 12,5. Нейтральная среда характеризуется значениями рН 7. При рН<7 среда кислая, при рН>7 — щелочная. Таким образом, для затворения может допускаться вода, дающая слабокислую либо слабощелочную реакцию.Органические вещества, в особенности содержащие сахар и фенолы, замедляют нормальное протекание процесса гидратации цемента и тем самым снижают прочность бетона. При большом содержании сахара схватывание бетонной смеси может вообще отодвинуться на неопределенное время. Поэтому в воде затворения количество Сахаров или фенолов должно быть не более 10 мг/л каждого.Недопустимы в воде примеси нефтепродуктов, масел, жиров. Эти вещества могут осаждаться на поверхности цементных частиц и замедлять их гидратацию. Попадая на зерна заполнителей, такие примеси препятствуют образованию прочного контакта с цементным камнем и тем самым снижают прочность бетона. Чтобы довести прочность бетона до проектной в этом случае, потребуется увеличить расход цемента, что вызовет необоснованное удорожание бетона. Проще и дешевле применять чистую воду, на поверхности которой нет пленки масел, нефтепродуктов или жиров.В ряде случаев к поверхности бетонных конструкций предъявляют повышенные требования по чистоте и однородности цвета. Это касается конструкций, формирующих фасад сооружения. Для их изготовления и поливки бетона употребляют воду, не содержащую окрашивающих примесей.Особую опасность представляет присутствие в воде растворимых солей, сульфат-ионов и хлор-ионов. Они могут вызвать неконтролируемое изменение сроков схватывания и скорости твердения бетона. Но самое главное — возникает опасность коррозии цементного камня и стальной арматуры в железобетоне. При большом количестве сульфат-ионов в бетоне начинается сульфатная коррозия, которая разрушает цементный камень и конструкцию в целом. Хлор-ионы вызывают коррозию не только в цементном камне, но и в стальной арматуре.

Растворимые в воде соли (при большом их содержании) после затвердевания бетона кристаллизуются в порах цементного камня и образуют на поверхности изделий солевые налеты — так называемые высолы, портящие внешний вид сооружений. По этим причинам содержание солей в воде для затворения и поливки бетона, а также используемой для промывки заполнителей ограничено.Таким образом, для затворения бетонной смеси и поливки твердеющего бетона можно без предварительной проверки применять питьевую воду, а также речную, озерную или воду из искусственных водоемов, не загрязненную сточными выбросами, солями и маслами.

21. Назначение заполнителей в цементных системах. Классификация заполнителей, показатели качества.

Заполнители классифицируют: -по размерам зерен заполнители подразделяют на мелкий и крупный. Мелкий заполнитель – песок с размером зерен от 0,14 до 5 мм, крупный – гравий с зернами от 5 до 70 мм и щебень до 120 мм. Крупный заполнитель по форме зерен подразделяют на окатанный гравий округлой формы и щебень угловатый, полученный дроблением природного или искусственного материала. Для получения плотного бетона наиболее предпочтительна малоокатанная (щебневидная) форма зерен, хуже – окатанная, еще хуже – пластинчатая и игловатая, снижающие прочность бетона. – по форме зерен устанавливает три группы щебня из естественного камня: кубовидную, улучшенную и обычную. -по структуре заполнители могут быть плотными, если их общая пористость меньше 10 %, и пористыми -по насыпной плотности крупные заполнители делятся на тяжелые (свыше 1000 кг/м3) и легкие (до 1000 кг/м3). Граница между тяжелым и легким песком 1200 кг/м3. -по способу получения на природные, искусственные, полученные из отходов производств или попутных продуктов. Качество заполнителей оценивают по зерновому или гранулометрическому составу, насыпной плотности, пустотности, содержанию вредных примесей и влажности. Кроме этого для крупного заполнителя определяют прочность и, в зависимости от условий работы будущей конструкции, такие специальные свойства, как морозо-,кислото- и жаростойкость и т.д. Зерновой состав показывает содержание зерен разной крупности, выраженное в процентах. Насыпная плотность определяется как отношение массы заполнителя к занимаемому им объему, пустоность представляет собой процентное отношение объема межзерновых пустот ко всему объему, занимаемому заполнителем в свободном насыпном состоянии.

 

22. Добавки в бетоны и растворы, их классификация по эффекту действия.

Разновидности примесей-Каждая добавка отвечает за определенные свойства получаемой смеси. По качественным параметрам классификация на категории осуществляется следующим образом:

пластифицирующие (водорастворимые препараты, барда из сахарной патоки);

воздухововлекающие (сульфонол, древесная смола);

ускорители твердения (соли натрия и кальция, полиаминовая смола);

замедлители схватывания (этилсиликонат натрия, полигидроксилоксан, меласса);уплотняющие (соли железа, нитрат кальция, сульфат алюминия, этиленгликолевые смолы);ингибиторы коррозии ;газообразующие;противоморозные (хлорид кальция и натрия, нитрат кальция и натрия, мочевина) добавки в бетон.Перечисленные виды могут использоваться как единичный компонент или применяться в комплексе друг с другом. Комбинаций добавля