Где применяют пуццолановый цемент

93. Пуццолановый портландцемент. Вещественный состав. Свойства и области 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 40процентовот 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.

94.Что такое шлакопортландцемент? Вещественный состав. Свойства и области 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 железобетонныхи 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 уклассического цемента м500.

По сравнению с обычным цементомшлакопортландцемент 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,

6) Бетоны.

95. Что такое тяжелый бетон? Кл-я бетонов по разл св.

Тяжелый бетон — бетонная смесь, приготовленная из цемента, воды, а так же крупных и мелких заполнителей. Тяжёлым считается бетон с удельной массой одного кубического метра 1800 — 2500 кг. Крупными заполнителями тяжёлого бетона являются такие горные породы как: гранит, известняк, диабаз, гравий.

По виду вяж.: цементные, силикатные, гипсовые, смешанные, специальные

По виду заполнителя: на плотных, пористых, спец заполнителях

В зав-ти от плотности: особо тяжелые более 2500, тяжелые 2200-2500, облегченные 1800-2200, легкие-500-1800, особо легкие менее 500

Глиноземистый, пуццолановый портландцемент. Цементы для строительных растворов

Выпускают цемент марок 300 и 400.
Тонкость помола и сроки схватывания пуццоланового портландцемента такие же, что и у обычного портландцемента.
При твердении пуццолапоиый портландцемент мало выделяет теплоты, поэтому медленно твердеет, особенно при пониженных температурах.
По сравнению с портландцементом пуццолановые цементы менее морозо- и воздухостойки; бетоны и растворы на пуццолановом портландцементе имеют большую усадку, низкую стойкость к попеременному увлажнению и высыханию.

Гост прочности этого цемента заметно замедляется при твердении его на воздухе.
Пониженная плотность пуццоланового портландцемента приводит к увеличенному выходу из него цементнош теста и более высокую водонепроницаемость бетонов и растворов и в этом цементе.

Пуццолановый портландцемент рекомендуется применять для массивных бетонных конструкций, постоянно находящихся во влажных условиях (под водой, в земле), а также для надземных сооружений, находящихся в условиях повышенной влажности.
Его не следует применять при зимних работах, а также для возведения сооружений, подвергающихся замораживанию и оттаиванию.

Цементы для строительных растворов (ГОСТ 25328—82) представляют собой как бы разбавленный активными и инертными добавками портландцемент.
Их получают совместным помолом клинкера портландцемента и минеральных добавок (трепел, диатомит, опока, известняк, песок, шлак), взятых примерно в равных количествах или при соотношениях до 30 % клинкера и 70 % добавки.
При измельчении могут вводиться пластификаторы. Получаемые таким путем цементы называют кладочными, их активность в среднем в 2. 3 раза меньше активности портландцемента, но вполне достаточна для кладочных и штукатурных растворов.
Марка их должна быть не ниже 200.
Важно то, что выпуск цементов для строительных растворов дает экономию цементного клинкера — самой дорогой части цемента.

Глиноземистый цемент (ГОСТ 969—77) — быстротвердеющее и высокопрочное гидравлическое вяжущее, получаемое тонким измельчением специального клинкера.
Этот цемент не является разновидностью портландцемента, он относится к специальным цеменгам. Клинкер глиноземистого цемента получают спеканием (1300 °С) или плавлением (1400°С) сырьевой смеси, состоящей из известняка СаСОз и боксита А120з-пН20.
Клинкер этого цемента трудно измельчается, но тонкость помола должна быть высокой (при просеивании через сито № 008 проходит не менее 90% массы пробы).
Водопотребность цемента 23. 28 %. Начало схватывания наступает не ранее чем через 30 мин, конец схватывания—не позднее 12 ч с момента затворения.

Отличительные свойства глиноземистого цемента — необычно быстрое твердение, высокая прочность (если твердеет при умеренной температуре—не выше 25 °С).
Через 5. 6 ч твердения прочность достигает 30% марочной, через сутки—90%.
Марочную прочность глиноземистого цемента в отличие от портландцемента определяют не через 28, а через 3 сут после изготовления образцов.
Выпускают цемент марок 400, 500 и 600.
В связи с дефицитом боксита (алюминиевая руда) и трудностью помола клинкера глиноземистый цемент в 3. 4 раза дороже портландцемента.

Глиноземистый цемент нельзя применять для бетонирования массивных конструкций из-за сильного разогрева бетона, а также подвергать пропариванию и запариванию.
Смешивать глиноземистый цемент и портландцемент нельзя — может наступить разрушение такого смешанного цемента при твердении.

Расширяющиеся и безусадочные цементы
При твердении цементы уменьшаются в объеме — дают усадку.
В некоторых случаях требуется, чтобы цементы при твердении расширялись или хотя бы не давали усадки. Это нужно при заделке стыков сборных конструкций, при получении водонепроницаемых бетонных покрытий и плотных гидроизоляционных штукатурок.
Разработано много видов расширяющихся и безусадочных цементов.

Эффект расширения цемента при твердении основан на образовании в цементном камне гидросульфоалюминатов кальция, связывающих большое количество воды и за счет этого увеличивающих объем цементного камня, раствора и бетона.

Расширяющийся портландцемент получают совместным тонким измельчением портландцементного клинкера (58. 63%), глиноземистого клинкера (5. 7%), гипса (7. 10 %) и активной минеральной добавки (23. 28%).
Объемное расширение цемента 0,5. 1 %.
Расширяющийся портландцемент в условиях кратковременного пропаривания быстро твердеет, отличается высокой плотностью и водонепроницаемостью.

Водонепроницаемый расширяющийся цемент получают смешиванием глиноземистого’цемента (70%), гипса (20%) и специально изготовленного молотого высокоосновного гидроалюмината кальция (10%).
Цемент является быстросхватывающимся и быстротвердеющим гидравлическим вяжущим; отличается увеличением объема при твердении, высокой плотностью и водонепроницаемостью. Впервые применен вместо свинца для зачеканки тюбингов Московского метрополитена.

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент (ГОСТ 11052—74) получают совместным тонким измельчением высокоглиноземистых клинкера или шлака и природного гипса (до 30%) или смешиванием тех же раздельно измельченных материален.
Гипсоглиноземистый цемент—быстротвердеющее гидравлическое кяжущее, расширяющееся при твердении в воде (до 1 %) и бесусадочное при твердении на воздухе.
Применяют для гидроизоляционных штукатурок, заделки стыков сборных конструкций, для получения плотных бетонов в судостроении и возведении емкостей для хранения нефтепродуктов.

Пуццолановые цементы. Пуццолановый портландцемент

Общая характеристика. Пуццолановым портландцементом называют вяжущее, получаемое путем совместного тонкого измельчения портландцементного клинкера нормированного минерального состава (ГОСТ 22266—76 с изм.), кислой активной минеральной добавки (ГОСТ 21-9-81) и двуводного гипса (ГОСТ 4013—82). Содержание трехкальциевого алюмината в клинкере для производства этого цемента должно быть не более 8 %

В этом цементе допускается следующее содержание активных минеральных добавок: осадочного происхождения— не менее 21 и не более 30%; вулканического происхождения, обожженной глины, глиежа или топливной золы — не менее 25 и не более 40 %.

Гипс вводят в пуццолановый портландцемент для регулирования сроков схватывания. Содержание его зависит от качества портландцементного клинкера и не должно превышать 3,5 % в пересчете на S03.

Для пуццоланового портландцемента целесообразнее всего применять кислые минеральные добавки повышенной активности. Использование малоактивных добавок вызывает необходимость увеличения их содержания в цементе для полного связывания выделяющейся при гидратации клинкера Са(ОН)2. В ряде случаев это нежелательно, так как неизбежно значительное снижение прочности пуццолаиового портландцемента, особенно в первые сроки твердения.

При помоле пуццоланового портландцемента, по соглашению между поставщиком и потребителем, допускается введение пластифицирующей или гидрофобизирую-щей добавки.

Пуццолановый портландцемент изготовляют обычно на цементных заводах с полным технологическим циклом, т.е. там, где получают портландцементный клинкер. Такие заводы отличаются от заводов, вырабатывающих портландцемент, наличием в цехе помола отделения, предназначаемого для дробления и сушки добавок.

После дробления и сушки активные минеральные добавки подают в отдельный бункер перед мельницей. Отсюда они через дозатор-питатель поступают в мельницу, где размалываются совместно с клинкером и гипсом. При этом производительность многокамерных шаровых мельниц вследствие более легкойразмалываемости гидравлических добавок осадочного происхождения обычно на 5—10 % выше, чем при помоле портландцемента. Раздельный помол клинкера и добавок менее выгоден, так как трудно добиться их хорошего смешения и получить однородный продукт.

Учитывая, что перевозить портландцементиый клинкер и немолотые активные (гидравлические) добавки удобнее и дешевле, чем готовый цемент, в местах значительного потребления пуццоланового портландцемента (например, на строительстве крупных гидротехнических сооружений) часто экономически целесообразно организовывать его производство на специальных дробилы-ю-помольных установках. Иногда при этом используют местные активные добавки, что позволяет дополнительно снизить стоимость готового цемента.

Так как многие активные минеральные добавки (особенно диатомиты, трепелы) отличаются высокой влажностью и вязкостью, их следует дробить в молотковых самоочищающихся дробилках. Для дробления мягких добавок с высокой влажностью применяют также валковые дробилки с зубчатыми или рифлеными валками; Для дробления более плотных материалов — щековые и молотковые дробилки. Минеральные добавки измельчают до кусков размером не более 10—15 мм при одновременной их сушке в дробилке дымовыми газами. Мелкокусковые материалы сушат в аппаратах, работающих по принципу псевдоожиженного слоя и характеризующихся высокой эффективностью, или в менее экономичных сушильных барабанах. Клинкер и гипс дробят на тех же установках, что и при изготовлении портландцемента.

После дробления клинкер, минеральную добавку и гипс направляют в соответствующие расходные бункера, откуда в строго установленном соотношении они равномерно и непрерывно поступают в шаровую мельницу. Для помола применяют обычно трубные мельницы, работающие по открытому или замкнутому циклу. Для ускорения процесса помола цемента можно вводить не более 1 % специальных добавок (поверхностно-активные, уголь и др.), не ухудшающих качество цемента. Пуццолановый портландцемент размалывают до остатка на сите № 008 не менее 85 %

При схватывании и твердении пуццоланового портландцемента протекают процессы гидратации клинкерной составляющей и взаимодействия продуктов гидратации с активной минеральной добавкой. В начальный период преимущественное развитие получают гидролиз и гидратация клинкерных зерен. В результате этих первичных процессов образуются гидросиликаты, гидроалюминаты и гидроферриты кальция.

Наличие активной пуццолановой добавки качественно не меняет характера взаимодействия клинкерных минералов с водой. Однако скорость гидролиза и гидратации C3S, C2S и других минералов возрастает. Это объясняется прежде всего тем, что в тесте из пуццоланового портландцемента на единицу массы клинкера приходится больше воды, чем в тесте из портландцемента. Таким образом происходит более быстрая гидратация зерен клинкера. Кроме того, активная добавка, связывая гид-роксид кальция в нерастворимые соединения, снижает его концентрацию в водном растворе твердеющей цементной массы и тем ускоряет гидролиз содержащихся в клинкере силикатов кальция.

Реакции между продуктами гидратации клинкера и активными компонентами гидравлической добавки — вторичные процессы. Они заключаются прежде всего во взаимодействии Са(ОН)

Дата добавления: 2018-04-15 ; просмотров: 493 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Гидравлические добавки древнего Рима

Цемянка, пуццоланы.

Очевидно, что римлян с их интенсивным строительством не устраивала не только низкая прочность бетонов и растворов на воздушной извести, но и то, что они твердели только на воздухе и не могли твердеть в условиях влажной среды. Потребности в гидравлических вяжущих веществах подтолкнули античных строителей к выявлению принципиально новых добавок для бетонов и растворов, с помощью которых можно было избавиться от перечисленных недостатков.

Сегодня мы хорошо знаем, что для того чтобы улучшить качество бетонов и растворов на воздушной извести, надо слабый и растворимый в воде гидроксид кальция (известковое тесто) перевести в более стойкое и нерастворимое соединение,например, в гидросиликат кальция. Для этого необходимо добавить в него активный кремнезем. Реакция в этом случае идет только в присутствии воды, хотя полученное новое соединение — гипросиликат кальция — почти не растворяется в воде.Активный кремнезем в отличие от пассивного — обыкновенного кварцевого песка, получил название гидравлической добавки за свою способность твердеть и набирать прочность не только на воздухе, но и в воде.

Римляне, конечно, не подозревали о сложных процессах, происходящих при смешивании воздушной извести с гидравлической добавкой, но, используя опыт этрусков и греков, они хорошо знали, что если к известковому тесту добавить не просто обыкновенный песок и камни, а кирпичный песок и кирпичные камни, то такое соединение будет способно твердеть в воде, а полученный при этом искусственный камень окажется гораздо прочнее, чем бетон или раствор на одной воздушной извести с обыкновенным песком и галькой. Впоследствии кирпичную или черепичную добавку стали называть цемянкой.

Обычно цемянку применяли в виде тонкомолотого порошка или пыли для водонепроницаемых штукатурок, бетонных полов и подобных покрытий, главным образом в сырых местах. Кроме этого, ее использовали в виде муки в штукатурках водопроводных каналов, давильных площадок для вина и резервуаров виноделен, рыбозасолочных ванн, а также для защиты бетонных сооружений от износа и разрушения.

Помимо цемянок, т. е. искусственных гидравлических добавок, Римляне широко применяли естественные добавки вулканического происхождения. Им даже приписывали честь открытия этих добавок, точнее, их действия на воздушную известь, так как вулканические камни использовались в строительной практике очень давно.

Витрувий описывает эти добавки следующим образом: . существует определенный порошок естественного происхождения, используя который можно добиться великолепного результата. Его находят в Байях и в землях вокруг Везувия. Это вещество при смешивании с известью и камнем не только, придает прочность сооружению, но даже при устройстве дамб в открытом море прочно схватывается под водой .

К таким добавкам относились: санторинская земля, добываемая на греческом острове Тире, рейнский трасс, расположенный на территории Германии, и туфф, залегающий мощными пластами почти по всей Италии. К ним также относились многие другие горные породы вулканического происхождения, получившие общее название пуццоланы.

Особенно широкое применение получили такие добавки, залегавшие в районе древних Путеол (совр. Поццуоли). Однако название свое — пуццолана, ставшее родовым для всех гидравлических добавок вулканического происхождения, они получили не поэтому, а потому что широко использовались в строительстве очень важного для древней Италии порта в Путеолах, бывшего к тому же долго центром торговли пуццоланой. Впервые термин «pulvis puteolanus» встречается у философа Сенеки (4 г. до н. э.— 65 г. н. э.) в его труде «Естественно-научные вопросы», и упоминается Плинием Старшим.

Одним из первых сооружений, при строительстве которого была использована пуццолана в качестве гидравлической добавки в бетон, был волнолом в окрестностях Неаполя близ Путеол, сохранившийся до наших дней (см. рис. 6). Несмотря на то, что туфовые блоки из этого волнолома подверглись эрозии, сам пуццолановый раствор между ними хорошо сохранился.

В зависимости от назначения раствора или бетона римляне применяли различные соотношения между известью и пуццоланой. Однако наиболее распространенным был состав 1:2 — на 1 часть извести, 2 части пуццоланы. Прочность такого бетона, вероятно, составляла 5—10 и более МПа.

Итальянскую пуццолану, как и греческую санторинскую землю, в большом количестве применяют и теперь в гидротехническом строительстве в разных странах. На Канарских островах, где пуццолана, как и в Италии, встречается повсеместно, соотношение между известью и пуццоланой принималось 1 : 5. Из бетонов таких составов построены гидротехнические и ирригационные сооружения, которые стоят в течение многих веков.

Воздушная известь в сочетании с пуццоланой и другими гидравлическими добавками была практически единственным гидравлическим цементом того времени, поскольку гидравлическая известь и роман-цемент применялись, как полагает большинство ученых, эпизодически и в ограниченном количестве. Таким образом, в применении гидравлической добавки к воздушной извести заключена одна из главных отгадок секрета долговечности римского бетона. Американские ученые уже давно заинтересовались этим вопросом и в середине 70-х годов нашего века получили новое вяжущее — геополимерный цемент — аналог древнеримского известково-пуццоланового вяжущего. По мнению зарубежных специалистов, новые цементы более долговечны и прочны, чем современные портландцементы.

Источник книга «Римский бетон». Автор В.А.Кочетов