Цемент с повышенным содержанием минеральных добавок

Информационные данные

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Государственной ассоциацией “Союзстройматериалов” РАЗРАБОТЧИКИ З.Б. Энтин, канд.техн.наук (руководитель темы); Н.В. Фартунина, канд.техн.наук; А.Б. Морозов
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного строительного комитета СССР от 11.03.91 N 6

3. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 6824-89

4. ВЗАМЕН ГОСТ 24640-81 5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Настоящий стандарт распространяется на все виды добавок, применяемых при изготовлении цемента, и устанавливает их классификацию.
Определения к терминам, применяемым в настоящем стандарте, — по СТ СЭВ 4772.

Цемент с повышенным содержанием минеральных добавок

Опубликовано 20 апреля 2021, среда

С целью снижения содержания клинкерной части в цементах, широкого использования минеральных компонентов – отходов промышленности, снижения выбросов углекислого газа при производстве клинкера во многих передовых странах мира получили широкое распространение цементы с высоким содержанием (от 30 до 80%) активных минеральных добавок. Использование активных минеральных добавок при производстве цемента обусловлено не только необходимостью экономии дорогостоящего клинкера, но и необходимостью придания бетонам определенных строительно-технических свойств (повышенная водонепроницаемость, морозостойкость, трещиностойкость, стойкость к коррозии). Данное положительное влияние на свойства бетона обусловлено наличием пуццоланической активности у минеральных компонентов (шлак, кислая зола-уноса, пуццолана, микрокремнезем), т.е. способностью взаимодействовать с гидроксидом кальция, который образуется в значительном количестве (15-20%) при гидратации основных клинкерных минералов, с образованием низкоосновных гидросиликатов кальция гелевидной структуры, которые уплотняют и упрочняют структуру цементного камня. Наиболее широко в мировой практике для производства цементов применяются золы-уноса и шлаки. Пуццоланы имеют высокую водопотребность, поэтому их использование ограничено. Микрокремнезем по причине высокой удельной поверхности имеет низкую технологичность (зависает в силосах, налипает на транспортирующие и дозирующие устройства), поэтому при производстве цемента не используется. В России нет зол-уноса требуемого качества для производства цемента, поэтому единственный материал, пригодный для производства цемента с повышенным содержанием минеральных добавок класса прочности не ниже 42.5 – это доменный гранулированный шлак.

Пластифицированный цемент низкой водопотребности

Данная технология производства цемента была разработана в СССР для обеспечения нужд военно-промышленного комплекса. Технология предполагает совместный помол компонентов цемента в присутствии органического модификатора с целью механохимической активации клинкера и минеральных добавок. Преимущества данной технологии производства цемента следующие:

• Снижение клинкерной части до 30% за счет замещения ее минеральными добавками до 70%
• Повышение прочности цементов до класса 82,5 (до 100 МПа) за счет увеличения степени гидратации клинкера и снижения водопотребности
• Повышение гарантированного срока хранения цемента до 12 месяцев
• Снижение удельных затрат топлива и выбросов СО2 и Nox на каждую тонну цемента в 2-3 раза
• Улучшение технологических параметров работы цементных мельниц, перекачиваемости цементов
• Повышение качества и долговечности бетонов

На заводе Щурово было проведено несколько промышленных тестов по производству цемента низкой водопотребности. В качестве минерального компонента использовался шлак Северсталь и кварцевый песок в количестве около 40%. В качестве органического модификатора использовалась химическая добавка на основе эфиров поликарбоксилатов, которая показала более высокую эффективность по сравнению с нафталин сульфонатами. Характеристики цемента (по ПНСТ 19-2014 — расплыв конуса 130 мм) представлены в таблице ниже.

Из таблицы видно, что прочностные характеристики цемента со шлаком значительно выше во все сроки твердения, поскольку песок является инертным компонентом. Также необходимо отметить низкую водопотребность цемента (22%) по причине использования химической добавки. Водопотребность обычных цементов в пределе 27-28%. С использованием данных цементов были изготовлены стандартные составы бетона (расход цемента 330 кг/м3), характеристики которых представлены в таблице ниже.

По результатам испытаний можно сделать следующие выводы:

• Возможность производства на цементе со шлаком бетонов класса прочности В35 без химических добавок и В50 с химическими добавками • Возможность производства на цементе с песком бетонов класса прочности В22.5 без химических добавок и В40 с химическими добавками • Остановка кинетики набора прочности после 28 суток на цементе с песком без химических добавок • Недостаточная сохраняемость подвижности бетонов на цементах низкой водопотребности

Кроме того, была зафиксирована потеря пластифицирующего эффекта цемента с химической добавкой на основе эфиров поликарбоксилатов в процессе хранения. При этом, себестоимость цемента низкой водопотребности значительно выше по сравнению с обычными цементами по причине использования химической добавки. Таким образом, широкое применение цемента низкой водопотребности невозможно по вышеуказанным причинам. Альтернативная возможность для производства цемента с повышенным содержанием минеральных компонентов – цемент ЦЕМ II/В-Ш 42.5Н с количеством шлака 30%.

Цемент ЦЕМ II/В-Ш 42.5Н с количеством шлака 30%

С целью изучения возможности производства данного типа цемента на заводах Щурово и Ферзиково были проведены сравнительные тесты с целью определения возможности производства продукта оптимального качества. Сырьевые компоненты на данных заводах отличаются. Активность клинкера Ферзиково выше Щурово по причине наличия в сырьевой базе Щурово высокого содержания оксида магния. Кроме того, шлак Тулачермет, который использует завод Ферзиково, имеет преимущества по активности и размалываемости перед шлаком Северсталь, который использует завод Щурово. Характеристики цемента ЦЕМ II/В-Ш 42.5Н (по ГОСТ 30744) представлены в таблице ниже.

Из таблицы видно, что начальная прочность цемента, производства Щурово значительно уступает цементу Ферзиково, в то время, как разница в марочной прочности незначительна. Удельная поверхность цемента, при которой были достигнуты требуемые показатели прочности, завода Ферзиково значительно меньше завода Щурово по причине более высокой активности клинкера и шлака завода Ферзиково. С использованием данных цементов были изготовлены стандартные составы бетона (расход цемента 330 кг/м3) без использования химических добавок (вариант тарированного применения), характеристики которых представлены в таблице ниже.

Из таблицы видно, что характеристики цементов ЦЕМ II/В-Ш по всем параметрам сопоставимы с рядовыми цементами ЦЕМ II/А заводов Ферзиково и Щурово, а прочность в марочном возрасте даже превосходит. Результаты тестирования стандартных составов бетона (расход цемента 330 кг/м3) с использованием химических добавок (вариант навального применения) представлены в таблице ниже.

Из таблицы видно, что характеристики цементов ЦЕМ II/В-Ш по всем параметрам сопоставимы с рядовыми цементами ЦЕМ II/А заводов Ферзиково и Щурово, а прочность в марочном возрасте даже превосходит.

По результатам испытаний можно сделать следующие выводы:

• Результаты промышленных тестов показали возможность выпуска цемента ЦЕМ II/В-Ш 42.5Н с повышенным до 32% содержанием минеральной добавки шлака сопоставимого по качеству с текущими продуктами ЦЕМ II/А-К(Ш-И) 42.5Н заводов Ферзиково и Щурово
• По причине низкой активности шлака производства Северсталь и высоких затрат на помол выпуск цемента ЦЕМ II/В-Ш 42.5Н на заводе Щурово экономически нецелесообразен
• По причине высокой активности шлака производства Тулачермет экономически целесообразно выпускать цемент ЦЕМ II/В-Ш 42.5Н на заводе Ферзиково

Поделиться в соцсетях:

Добавки, регулирующие свойства цемента

3.1. Добавки, регулирующие свойства цемента, по характеру регулируемых свойств подразделяют на:

1) регулирующие основные строительно-технические свойства цемента;

2) регулирующие специальные свойства цементов.

3.2. Добавки, регулирующие основные строительно-технические свойства цемента, подразделяют на:

1) регуляторы сроков схватывания (ускорители и замедлители начала схватывания цемента);

2) ускорители твердения — повышающие начальную прочность цемента;

3) повышающие прочность — повышающие активность цемента в возрасте, установленном стандартами на продукцию для марочной прочности;

4) пластификаторы — снижающие водопотребность цемента.

3.3. Добавки, регулирующие специальные свойства цемента, подразделяют на:

1) водоудерживающие — повышающие седиментационную устойчивость цементного теста, снижающие водоотделение;

2) гидрофобизующие — повышающие устойчивость цемента к воздействию влаги воздуха;

3) регулирующие объемные (линейные) деформации цементного камня (расширение или усадку цемента);

4) регулирующие тепловыделение — снижающие или повышающие теплоту гидратации за установленный срок;

5) улучшающие декоративные свойства цементов — повышающие белизну, а также придающие или улучшающие цвет;

6) регулирующие плотность цементного теста — утяжеляющие и облегчающие;

7) регулирующие тампонажно-технические свойства цемента.

Добавки для бетона и цемента, Виды добавок, их назначения и свойства

Виды добавок, их назначения и свойства

1. Смачивающие добавки служат в основном для уменьшения содержания воды в бетоне, а также для облегчения работы при укладке. С уменьшенным количеством воды бетон становится плотнее, опасность расслоения снижается и происходит водоотделение. 2. Пластификаторы – вещества, которые при добавлении в бетон, делают его более однородным. Он легче прокачивается бетононасосом и проще уплотняется. Что повышает качество фасадного бетона. Количество пластификатора зависит от массы материала. 3. Смачивающие средства – сильнодействующие пластифицирующие добавки, которые при обычном количестве воды сохраняют жидкую консистенцию бетона, что дает упрощает укладывание бетона в особых условиях. При использовании данной добавки следует учитывать, что она действует примерно 50 минут, поэтому добавляют её непосредственно на стройплощадке. 4. Порообразователи оказывают пластичное действие на смесь, служат для защиты при замерзании влаги в бетоне, они повышают сопротивление смеси действию минусовых температур. Поэтому применяются они чаще всего в мостовом и дорожном строительстве. 5. Замедлители схватывания приостанавливают время схватывания бетона, делают замедленным тепловыделение. Добавляются на заводе и в растворах транспортируемых на стройплощадку. Также применяются в мостовом строительстве в условиях высоких температур (например летом). 6. Ускорители твердения наоборот ускоряют время затвердевания, содержащиеся составные части в этой добавке вызывают повышенную коррозию арматуры внутри, поэтому не рекомендуется применять их для железобетона. 7. Уплотняющие добавки снижают уровень водопоглощения и уменьшают капиллярное действие. 8. Под прочими добавками понимают минеральные и органические материалы, которые повышают содержание порошковой составляющей, они изменят консистенцию и кладку свежего бетона, а у застывшего влияют на прочность сжатия, плотность и водопроницаемость. Их применяют только в соответствии с нормами, установленными органами строительного надзора. Для получения необходимых свойств бетона и экономии цемента используют всевозможные добавки. Их делят условно на 2 вида: добавки химические, которые добавляют в бетон в маленьких количествах (примерно 0,2- 2 % от массы) и добавки тонкомолотые (4-20 % и более). Использование химических добавок считается одним из универсальных и легкодоступных способов управления характеристиками бетона и регуляцией его свойств. Если раньше более обширно использовались в строительстве в виде добавок разные химические продукты и измененные отходы произодства, то на сегодняшнее время доминируют добавки, специально предназначенные для бетона ( разные пластификаторы, органо-минеральные и др.)

Добавки для бетона, их функции

Добавки для бетона

Основной функцией применения добавок, является улучшение технических характеристик бетона, а также его выгодное транспортирование в зависимости от природных условий. Одним из основных плюсов это значительная экономия цемента, которая стала возможна с применением специальных добавок для бетона. Обычно добавки зарубежных производителей комплексного действия. Но по результах большого количества исследований и испытаний, проведенных специалистами, оказалось, как бы популярна не была на Западе, эффективно работая за рубежом, в наших условиях импортные добавки могут вести себя совершенно иначе и наоборот ухудшить качество цемента. Следует помнить, что за рубежом, более качественный цемент и остальные составляющие бетона. К примеру, в развитых странах Европы песок на производстве бетона разделен по фракциям на отдельные кучи, и любой заказчик может получить бетон с составом нужной фракции. А значит, добавки в этом бетоне будут работать высокоэффективно. Поэтому приобретая импортный цемент, к нему обычно берут и зарубежные добавки, так как отечественные возможно с ним просто не совместимы, а это экономически часто бывает не выгодно. Потому, что цена ввозимых в страну добавок выше цены на аналоги отечественных производителей. И это не только слова, а и доказательства многолетних опытов строителей, с множеством примеров, свидетельствующих о вышеописанном. Использование добавок для бетона, несомненно, шаг вперед, это без сомнения более качественное строительство, которое отвечает европейским стандартам. Благодаря ним улучшается качество состава бетона, бетонная смесь быстро становится однородной. Экономия денежных средств при использовании добавок, составляет 20%, что очень ощутимо тогда, когда надо сделать большие объемы цементной смеси. А значит, тратится меньше рабочей силы и времени. Многие компании, тесно сотрудничают с различными лабораториями и научно-исследовательскими институтами, могут предложить вам помощь в подборе любых добавок в бетон, конкретно для вашего строительства, учитывая особенности планирования строительства, местонахождения района застройки, климатических условий и ещё множества других факторов.Ведь для каждого конкретного случая потребуются добавки, актуальные именно для данной области строительства, в данном случае будут нужны добавки с определенными характеристиками и качеством.

Добавки для бетона
Химические добавки для бетона стали незаменимыми помощниками в высококлассном строительстве. Если в своей работе вы ещё не использовали добавок в бетон, советуем скорее начать их применение, чтобы лично убедиться, насколько широки их возможности улучшить качество и технические характеристики цемента – самого главного составляющего любой бетонной смеси. Не бойтесь применять новые технологии в своем производстве, ведь это поможет снизить ваши финансовые затраты, ускорит время воплощения проектов в жизнь и уменьшит использование труда рабочих. Только применяя добавки для бетона строители добиваются неизменно более качественного результата. Учитывая это можно с уверенностью гарантировать надежность и длительный срок эксплуатации здания или дома построенного при помощи бетонной смеси с добавками. Двадцать первый век – это век инноваций, применения новейших нано технологий во всех сферах. А учитывая все положительные стороны использования добавок, можно сделать логический вывод о том, что использовать их в большинстве случае просто необходимо. Тем самым избавляя себя от возможных издержек производства и предоставляя возможность обывателям пользоваться качественными зданиями и сооружениями.

Формула изобретения

1. Химическая добавка для цементных бетонов и строительных растворов, содержащая лигносульфонаты технические и измельченный минеральный ингредиент, отличающаяся тем, что в качестве измельченного минерального ингредиента она содержит перлит или доломит, дополнительно содержит алкилбензосульфонат натрия и стеарат кальция или стеарат цинка при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:

2. Химическая добавка для цементных бетонов и строительных растворов по п.1, отличающаяся тем, что она содержит измельченный перлит или измельченный доломит тонкостью помола не более 0,1 мм.