Что такое сульфатный цемент

1.3 Цементы сульфатостойкие

Цементы сульфатостойкие (ГОСТ 22266-94), предназначены для изготовления бетонных и железобетонных конструкций, обладающих коррозионной стойкостью при воздействии сред, агрессивных по содержанию в них сульфатов, т.е. работающих в минерализованных и пресных водах.

По вещественному составу сульфатостойкие цементы подразделяют на виды:

сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками;

Требования к цементам сульфатостойким по техническим свойствам такие же, как и к портландцементу.

Сульфатостойкий портландцемент получают из клинкера нормированного минералогического состава. Содержание С₃S не более 50 %, С₃А не более 5 % и сумма С₃А и С₄AF не более 22%.Введение инертных и активных минеральных добавок не допускается. Этот цемент по существу является белитовым, обладает замедленным твердением в начальные сроки и низки тепловыделением. Марка сульфатостойкого портландцемента М400.

В сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками вводят в качестве добавки 10-20 % от массы цемента гранулированный доменный шлак или 5-10 % активных минеральных добавок осадочного происхождения. В клинкере содержание С₃Sне нормируется, содержание должно быть С₃А не более 5 % и сумма С₃А и С₄AFне более 22%, в шлаке содержание оксида алюминия (Al₂O₃) не более 8%. Выпускают сульфатостойкий цемент с минеральными добавками марок М400 и М500.

Сульфатостойкий шлакопортландцемент. Клинкер, применяемый для при производстве сульфатостойкого шлакопортландцемента по расчетному минералогическому составу должен соответствовать следующим требованиям, % по массе:

С₃S- не нормируется;

Сумма С₃А и С₄АF- не нормируется.

Получают совместным помолом клинкера и гранулированного доменного шлака в количестве 40…60% и небольшого количества гипса. В шлаке, применяемом для производства сульфатостойкого шлакопортландцемента ограничивается содержание оксида алюминия (Al₂O₃) — до 12 %.. Выпускают марок М300 и М400.

1.4 Портландцементы белые и цветные

Белые портландцементыобщестроительного назначения – портландцементы на основе белого портландцементного клинкера с добавкой гипса при помоле и при необходимости добавок.

Белый портландцементный клинкер – клинкер, состоящий преимущественно из силикатов и алюминатов кальция, получаемый обжигом до спекания маложелезистой сырьевой смеси и имеющий в измельченном состоянии белизну не менее 70% по абсолютной шкале. Содержание в белом портландцементном клинкере оксида магния (MgO) не должно быть более 4%, закиси железа (FeO) — более 0,5%. В качестве сырьевых материалов используют «чистые» известняки или мраморы и белые каолиновые глины, в качестве топлива – газ не загрязняющий клинкер золой.

По вещественному составу белые портландцементы подразделяют на виды:

портландцемент белый (без минеральных добавок и добавок-наполнителей), условное обозначения — Д0;

портландцемент белый с добавками (с активными минеральными добавками и добавками-наполнителями не более 20%), условное обозначение — Д20.

Белизна — свойство белых портландцементов, характеризуемое коэффициентом отражения света поверхностью образца.

По белизне белые портландцементы подразделяют на три сорта. Коэффициент отражения света в процентах абсолютной шкалы должен быть не менее:

первого сорта (1-го) – 80;

второго сорта (2-го) – 75;

третьего сорта (3-го) – 70.

Коэффициент отражения определяют при помощи фотометра (или аналогичных приборов), оснащенного фотоэлектрической регистрацией показателей. В качестве эталона для определения коэффициента отражения применяют молочное матовое стекло с коэффициентом отражения не менее 95%, на которое должно иметься свидетельство, выданное в установленном порядке.

По прочности при сжатии в 28-суточном возрасте белые портландцементы подразделяют на марки: 400 и 500.

Начало схватывания белых портландцементов должно наступать не ранее 45 мин, а конец — не позднее 10 ч от начала затворения.

Портландцементы цветные (ГОСТ 15825-80) изготавливают совместным тонким измельчением белого и цветного портландцементного клинкера, минеральных и органических красителей, гипса и активной минеральной добавки. Цветной портландцемент должен содержать не менее 80% клинкера, не более 6% активной минеральной добавки, не более 15% минерального, искусственного или природного пигмента или не более 0,5% органического пигмента от массы цемента.

По цвету портландцемент подразделяют на: красный, желтый, зеленый, голубой, розовый, коричневый и черный. В качестве минеральных и органических красителей применяется:

для цементов красного и розового цвета — руда железная красковая гематитовая;

для цементов голубого цвета — голубой фталоцианиновый пигмент;

для цементов желтого цвета — желтый железоокисный пигмент;

для цементов зеленого цвета — зеленый фталоцианиновый пигмент;

для цементов коричневого цвета — смесь руды железной красковой гематитовой и пероксида;

для черного – сажа.

Красящие пигменты должны обладать щелоче- и светостойкостью, не должны содержать примесей, оказывающих вредное влияние на морозостойкость и прочность цементного камня, и соответствовать нормативно-технической документации на пигменты и красители.

По механической прочности портландцемент подразделяют на марки: 300, 400 и 500. Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, а конец — не позднее 12 ч от начала затворения. Тонкость помола цемента должна быть такой, чтобы при просеивании проход сквозь сито с сеткой № 008, составлял не менее 90% массы просеиваемой пробы.

Портландцемент должен быть однородным по цвету в пределах отгружаемой партии и сохранять свой цвет при тепловлажностной обработке и воздействии ультрафиолетовых лучей.

Преимущества сульфатостойкого бетона

Бетон сульфатостойкий относят к материалу, в свойства которого входит способность надежно защитить конструкцию от разрушительного воздействия воды с содержанием сульфатов, деформации грунта, температурных воздействий.

Сульфатостойкий состав увеличит долговечность конструкции, а также ее износостойкость и морозоустойчивость.

Разновидности бетона

Получить сульфатостойкий бетон можно 2 способами:

• используя обычный цемент с применением специальных добавок;
• применяя такой материал, как сульфатостойкий цемент.

Последний способ значительно превосходит первый по качеству и защищает конструкцию на всех стадиях постройки.

• портландцемент с примесью минеральных добавок;
• портландцемент;
• пуццолановый портландцемент;
• шлакопортландцемент.

Таблица марок и классов бетона.

Очень важным фактором качества в данном виде строительной смеси является соблюдение ГОСТа, ведь из-за неправильных пропорций существует вероятность увеличения хрупкости постройки и разрушения ее изнутри. В зависимости от прочности бетона на 28 сутки, идет подразделение его на марки: М300, М400, М500. Предназначение таких материалов — изготовление бетонных и железобетонных конструкций. Добавление в их состав таких веществ, как суперпластификаторы и воздухововлекающие добавки, повышают стойкость.

Сульфатостойкий цемент и его свойства

Производят сульфатостойкий портландцемент при помощи тонкого помола гипса или портландцементного клинкера, а выпускают с гранулированными минеральными добавками или без них. Без добавок идет маркировка М300, с добавками — М400, М500. При введении в состав мылонафта или сульфитно-спиртовой барды такой материал называется пластифицированный. Пуццолановый портландцемент используют в основном для постройки подводной части разных морских и океанических сооружений, потому что в нем тепловыделяющие минералы находятся в большем количестве, чем в обычном сульфатостойком цементе, который будет более эффективен в применении наземных частей конструкции.

В сульфатостойкий бетон добавляют такое минеральное вещество, как трехкальциевый алюминат, которого в составе должно быть не более 5%, чтобы в результате реакции с окружающей средой не возникла сульфатная коррозия. Одним из свойств данной строительной смеси является его не очень быстрое твердение, что приводит к медленному нарастанию прочности.

Изготовление состава

Компоненты бетонной смеси.

Оптимальной пропорцией цемента и песка является 1:3, для прочности состава специалисты советуют применять пластификаторы, а подвижность смеси определять расплывом стандартного конуса более 135 мм при водоцементном отношении 0,4. Если цемент считается гидрофобным, он не должен впитывать в себя воду на протяжении 5-6 минут после того, как нанесли несколько капель на пробу.

Чтобы изготовить сульфатостойкий бетон, потребуется:

• вода в необходимом количестве;
• гипсовый камень (ГОСТ 4013);
• портландцементный клинкер с нормированным составом.

При изготовлении есть возможность замены другими материалами, которые обязательно содержат в своем составе сульфат кальция, различных гранулированных и минеральных добавок. Если в состав входят электротермофосфорные шлаки, содержание в бетоне оксида алюминия не должно быть более 8%, в шлакопортландцементе запрещено превышение 12%.

Главной особенностью сульфатостойкого бетона является его высокая стойкость, которая предотвращает проникновение воды даже при высоком гидростатическом давлении.

Разновидности портландцемента, их особенности и сфера применения

Портландцемент является одной из разновидностей цемента. Он имеет достаточно большое количество подвидов, которые отличаются сферой применения, ценовой политикой и своими свойствами.

Быстротвердеющий (быстросохнущий)

Главной особенностью цемента — быстрота его твердения на первые три дня. Этот результат достигается путем введения гранул шлака или активных минералов. При этом клинкер рекомендуется более тщательно измельчить.Выпускаемые марки М400 и М500 предназначены для напряженных конструкций и сооружений.

Благодаря быстроте схватывания цемента, уменьшается время выдержки монолита в съемной опалубке.Важно помнить, что быстротвердеющий цемент не может подлежать длительному хранению. Уже через несколько месяцев он может полностью потерять свои главные преимущества.

Быстротвердеющий портландцемент марки М500

Нормальнотвердеющий

Данная разновидность отличается от предыдущей по своему составу и скорости твердения. Цемент не требует более трудоемкого процесса производства и особенных составляющих компонентов. Чтобы соответствовать своему типу, цемент должен отвечать требованиям ГОСТ 31108-2003.

Пластифицированный

В процессе его производства проходит измельчение клинкера и дальнейшее добавление в него гипса, и пластифицирующих добавок (сульфитно-спиртовой барды, лигносульфоновой кислоты и прочих). Существует цемент 400 и 500 марки.

Он придает смеси и раствору увеличенную подвижность и требует меньшее количество воды. Такой цемент обладает повышенной плотностью, устойчивостью к температурным перепадам и не поглощает влагу. Используется в производстве бетона для гидротехнического строительства и возведения дорог.

Раствор из пластифицированного портландцемента

Гидрофобный

Гидрофобный портландцемент получается путем применения гидрофобизирующих добавок (асидола, мылонафта и др.). Цемент предназначен для длительного хранения в любых условиях, поскольку не способен впитывать в себя влагу.

Сульфатостойкий

Цемент требует тонкого помола клинкера, в который по ГОСТу 22266 94 входят следующие минералы (С3А, МgО, С4АF и С3S). Такой состав минимизирует риск возникновения в камне цементной «бациллы». Выпускается 400 марки, которая используется в производстве морозоустойчивого бетона и сооружений, подверженных воздействию сульфатных вод.

Фото упаковки сульфатостойкого портландцемента

Белый портландцемент

Сырьевой базой для белого цемента являются белые глины и чистые известняки. Смесь проходит обжиг на газовом топливе. Дополнительный процесс отбеливания проходит путем резкого охлаждения клинкера при помощи воды.

Выпускается двух марок (400 и 500). Начинает твердеть на 45 мин и заканчивается процесс на 12 час. Активно применяется в архитектурных и отделочных работах, а также является основой для производства цветного портландцемента.

Пуццолановый

Кроме стандартных компонентов, в его состав входят: трепел, туфа, опока, пуццоланы и прочие, в определенном соотношении. Общей составляющей является кремнезем, находящийся в аморфном состоянии.

Материал отличается улучшенными свойствами и показателями водостойкости, гидравлических свойств и устойчивости к коррозии. Выпускается 300 и 400 марки. Сфера использования портландцементов с пуццоланой: возведение масштабных конструкций из бетона, находящиеся в воде, земле, а также в других условиях, где преобладает повышенная влажность.

Портландцемент с минеральными добавками

В процессе производства требуется тонкое измельчение цементного клинкера и введения минеральных добавок до 1/5 части от объема. В качестве добавок могут выступать: доменные гранулированные шлаки и минеральные добавки, имеющие осадочное происхождение.

Шлакопортландцемент

Включает в себя тонкоизмельченный клинкер, гипс и доменный шлак, прошедший процесс грануляции. Выпускается тремя марками: 300, 400, 500 и имеет вид серого материала с голубым оттенком. В состав входит большое количество частичек металла, которые можно выявить с помощью магнита.

Портландцемент со шлаком применяется в производстве жароустойчивого бетона, в строительстве сооружений, находящихся на земле, под землей или водой. Не обладает высоким коэффициентом морозоустойчивости.

Тампонажный портландцемент

Незаменим при необходимости цементирования газовых или нефтяных скважин. Главными составляющими являются: клинкер, гипс и минеральные добавки. «Холодный» цемент предназначен для работ с температурами (до 50оС), а «горячий» — в диапазоне 100-150оС.

Имеет высокую степень твердения в первые несколько суток. Остальные его характеристики схожи с другими видами цемента и регламентируюися ГОСТом 1581 96.

Шлакощелочной

Он состоит из молотого шлака и щелочи. Процесс схватывания аналогичен с обыкновенным портландцементом. Используется при строительстве зданий и сооружений с повышенной устойчивостью к агрессивным средам. Наполнители могут использоваться с глинистыми включениями.

С использованием данного вида цемента бетон получается с меньшим количеством пор. Таким образом, конечный материал увеличивает устойчивость к низким температурам и уменьшает поглощение влаги.

На видео, оборудование процесс производства шлакощелочного портландцемента:

Сравнение портландцемента и шлакопортландцемента

Портландцемент имеет зеленовато-серый цвет и является искусственно созданным материалом. Шлакопортландцемент — это его разновидность. Состав кроме клинкера и гипса включает в себя доменный шлак. Эти два материала имеют схожие сферы применения и отличаются по некоторым свойствам.

Отличия:

• Более медленная скорость схватывания.
• Высокий показатель прочности в будущем, которая заметна спустя два месяца.
• Чувствительность к температурным перепадам. Процесс твердения замедляется при низкой температуре.
• Меньшее значение объемного и удельного веса.
• Более доступная ценовая политика.
• Значительное ухудшение свойств в процессе длительного хранения.

Бетон на сульфатостойком портландцементе

Бетон является популярным стройматериалом. Однако подземная часть дома и его фундамент из бетона подвержены негативному влиянию влаги и грунтовых вод. Вода состоит из высокого количества сульфатов и различных солей, которые наносят вред структуре материала.

Поэтому для увеличения срока службы и надежности строения рекомендуется остановить свой выбор на таком цементе. Чтобы приготовить раствор лучше брать пластифицированный и гидрофобный цемент. Все добавки должны быть проверены, чтобы не отражаться негативно на бетоне.

По цене он выше остальных, однако имеет превосходство в своих характеристиках.

Характеристики сульфатостойкого цемента

В настоящее время действует международный стандарт (ГОСТ 22266-94) определяющий технические условия и распространяющийся на сульфатостойкие цементы. Область их применения достаточно узкая и находится в сфере изготовления бетонов для конструкций из железобетона с более высокой коррозионной стойкостью в водах насыщенных сульфатами, а так же подвергающихся постоянному периодическому воздействию влаги, ее замораживанием и оттаиванием.

В соответствии с ГОСТ выделяют:

• портландцемент;
• портландцемент с минеральными добавками;
• шлакопортландцемент;
• пуццолановый портландцемент.

Также подразделяются по прочности на сжатие, которая определяется на двадцать восьмые сутки. По этому параметру марки делятся на 300, 400 и 500.

Производство и состав

Технология изготовления сульфатостойкого портландцемента и цемента обычного отличается очень незначительно, но необходима организация более жесткого технического контроля. Эти вяжущие получаются после одновременного тонкого помола гипса и портландцементного клинкера. В качестве применяемых минеральных добавок используют электротермофосфорные и гарнулированные доменные шлаки объем которых составляет 10-20%, а для сульфатостойкого шлакопортландцемента от 40 до 60%. В качестве активных добавок применяют осадочные породы объемом от 5 до 10%.

Большое значение имеет состав клинкера применяемого при производстве. В нем должно быть не больше 50% трехкальциевого силиката, не больше пяти – трехкальциевого алюмината. Глиноземный модуль должен быть 0,7 или более. Нужно учесть, что сумма C3A+C4AF в клинкере должна быть не больше 22%. В состав включают оксид магния и оксид алюминия по 5%. Требования, предъявляемые к сырью, предопределяются необходимостью подготовки клинкера с нормированным химико-минералогического составом. В составе глинистой составляющей рекомендуется применять опоку или трепел.

Активные добавки не применяются, и только при достижения соглашения между заказчиком и поставщиком и при наличии благоприятных условий работы можно внести их незначительное количество при производстве помола. Все добавки должны соответствовать требованиям ГОСТов. Активные минеральные добавки – 6269-54, а добавки шлаков – 3476-60. Для повышения сопротивляемости сульфатостойких видов цемента в их состав вводят поверхностно-активные. По рекомендациям ГОСТ 970-61 для этой цели используют мылонафт или сульфитно-спиртовую барду, и после этого получает название гидрофобного или пластифицированного.

Из-за содержания в клинкере небольшого количества трехкальциевого силиката и незначительного количества трехкальциевого алюмината имеет достаточно низкое тепловыделение по сравнению с традиционными.

Применение в строительстве

Рекомендуется использование для производства монолитных бетонных и железобетонных конструкций для строительства гидротехнических сооружений и конструкций, которые подвергаются сульфатной агрессии и работают в подводном положении под воздействием морской и океанской воды.

Целесообразно применение при изготовлении бетонных и железобетонных конструктивных элементов, включая и предварительно напряженные, которые впоследствии станут частью сооружений моловых опор, морских и речных молов, а так же любых разновидностей строительных сооружений которые подвержены попеременному увлажнению и высыханию. В связи с пониженным содержанием тепловыделяющих компонентов и пониженной экзотермией допускается применение при строительстве наружной зоны гидротехнических сооружений с большой массой.

Купить сульфатостойкий цемент несложно: производители реализуют его через биржи, через оптовые торговые организации, а закупка через биржи, например Московскую Фондовую Биржу, позволяет значительно сэкономить на стоимости приобретаемого материала, особенно если покупатель готов приобретать навалом и партией от 300 тонн. Цена в этом случае колеблется от 3 030 до 3 730 рублей за тонну. Закупка фасованного или более мелкими партиями повлечет возрастание цены.