ГОСТ 22266-94. Цементы сульфатостойкие. Технические условия. — Интернет магазин строительных материалов Москва

Что это такое сульфато стойкий цемент?

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.

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.

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.

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.

Что такое буровой цемент?

В соответствии со своим «народным» и Гостовским названием тампонажные цементы используются для герметизации пространства между пробуренным стволом скважины и обсадными трубами от грунтовых вод или разделения нефтегазоносных горизонтов.

Иногда, тампонажный цемент используют в качестве классического портландцемента в строительстве объектов промышленного и гражданского назначения.

Пример маркировки:

ПЦТ II-СС-50. Портландцемент Тампонажный сульфатостойкий с минеральными добавками, для низких или нормальных температур:

• ПТЦ и – портландцемент тампонажный;
• II – с минеральными добавками;
• СС – сульфатостойкий;
• 50 – для низких и нормальных температур (от 15 до 50 градусов Цельсия).

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.

Классификация по составу

Сульфатостойкие цементы по составу относят к 4 типам:

• ЦЕМ I — портландцемент;
• ЦЕМ II/А — смесь портландцемента с добавками (содержание до 20%);
• ЦЕМ II/B — смесь портландцемента с добавками (содержание от 21 до 35%);
• ЦЕМ III/A — шлакопортландцемент (содержание шлака от 36 до 65%).

В качестве дополнительных компонентов используют гранулированные доменные шлаки, пуццолану, их смеси с микрокремнеземом.

Классификация по прочности

По прочности на сжатие цементы разделяют на классы и 2 подкласса, сульфатостойкие выпускают только 4 видов.

Таблица 1. Минимальная прочность на сжатие цементов, повышающих устойчивость бетона к сульфатной коррозии (МПа)

Подклассы: Н — нормальнотвердеющий; Б — быстротвердеющий.

Виды

Портландцемент бывает чистым и с добавками. Вяжущее без добавок не включает в состав минеральных веществ, только гипс. Такой материал используют в монтаже подземных/наземных и подводных монолитных объектов, сборных бетонных/железобетонных конструкций, эксплуатируемых при отсутствии явно выраженной агрессивной среды.

Минеральные добавки способны значительно улучшить определенные свойства материала, который может применяться в воде, агрессивных условиях. Самые популярные добавки: активные минеральные вещества, доменный шлак. Они улучшают стойкость к коррозии, воде, морозу, химии и т.д.

Виды портландцемента по добавкам (из чего сделано вяжущее):

• Нормально твердеющий – без добавок.
• Быстросохнущий – твердеет в течение 3 суток после заливки за счет вхождения в состав миндобавок и шлака. Помол смеси должен быть минимальным, есть марки М400 и М500. Благодаря применению вещества можно ускорить выполнение работ, актуально для быстровозводимых и ЖБ объектов.
• Пластифицированный – в составе есть специальные добавки для уменьшения водопоглощения, повышения подвижности и термостойкости. Пластификаторы вводятся в порошок на этапе помола, они обволакивают частицы цемента, не позволяя им склеиваться. Состав получается комфортным в работе, актуален для работы со сложными архитектурными конструкциями.
• Гидрофобный – не впитывает влагу, быстро схватывается благодаря наличию в составе асидолов, мылонафт. Используется в условиях повышенной влажности, на объектах с риском подтопления.
• Портландцемент тампонажный – защищает скважины от грунтовых вод, актуален в газовой/нефтяной сферах, так как не боится температуры и давления, держит конструкцию даже в начале застывания. Есть тампонажный облегченный состав, содержащий соответствующие добавки.

• Расширяющийся – увеличивается в объеме при замесе. Используется при заполнении трещин и швов, в разного типа ремонтных работах.
• Портландцемент со шлаком – с добавлением доменных шлаков, повышающих объем частиц металла в составе и делающих застывший камень стойким к огню. Так получают , который используется при создании объектов под водой, землей, на значительной высоте. А вот морозостойкость у состава невысокая.
• Сульфатостойкий – не боится сульфатных вод, провоцирующих коррозию. Чаще всего данный тип цемента также обладает стойкостью к морозу и выполняется в марках М300-М500.
• – используется в декоративных целях при проведении архитектурных и отделочных работ, часто окрашивается разными пигментами. Белый цемент производитель получает за счет использования белых глин, чистых известняков, а также охлаждения клинкера водой.
• Шлакощелочной цемент – демонстрирует еще более высокие показатели и свойства в сравнении с обычным портландцементом. Стоек к агрессивным воздействиям, средам, температурным перепадам, жаре и морозу, влаге. Такие характеристики удается получить благодаря введению в состав щелочи и молотого шлака, реже – глины.
• Цветной – актуален для декоративных работ, получают путем добавления к белому портландцементу пигментов (охра, железный сурик, оксид хрома и т.д.).
• Магнезиальный – производится на базе нагрева оксидов магния до высокой температуры и добавления водного раствора хлорида магния 30%. Технология создания и компоненты делают цемент прочным и хорошо поддающимся отделке (полировка, противодействие микроорганизмам и т.д.). Часто применяют для отделки, выполнения сложных конструкций.

• – создают из цветного цемента, гипса, добавок осадочного либо вулканического происхождения. Раствор стоек к воде, застывает даже под водой, поэтому применяется в сооружении гидротехнических конструкций, для облицовки разного типа резервуаров, поверхностей, пребывающих в контакте с хлорированной либо морской водой. Застывший камень получается прочным, стойким к воде и химикатам, не дающим высолов.
• Глиноземистый – прочный, быстро твердеющий цемент на базе клинкера и известняков в расплавленном виде. В порошке содержится много алюминатов кальция (низкоосновных). Застывает при +25С и ниже, иначе теряет половину прочности. Материал с другими видами цемента и добавками смешивать запрещено. Обычно порошок используют для создания стойких к кислоте растворов, заполнения гранита, бештаунита и иных кислостойких пород. Схватывается такая смесь в течение 8 суток.

Маркировки сульфатостойкого цемента

Приобретая сульфатостойкий цемент, стоит уделить внимание маркировке на упаковке. Она означает максимальную прочность при сжатии. Основные распространенные марки – М300, М400, М500. Соответственно, прочность этих цементов будет составлять от 300 до 500 кг/см² (или от 30 до 50 МПа).

Необходимо помнить, что при длительном хранении прочность состава может снижаться, так, за 3 месяца она может снизиться на значение до 10%.

Своей максимальной прочности на сжатие цемент достигает на 28 сутки после заливки.

• Сульфатостойкий шлакопортландцемент бывает всех доступных маркировок – М300, М400 и М500.
• Портландцемент с добавлением минеральных добавок маркируется – М400 и М500.
• Портландцемент без добавок имеет маркировку – М400.
• Пуццолановый маркируется – М300 и М400.

Государственные стандарты. Разновидности. Состав

Приложение А

(справочное)

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.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ: Сайдинг Grand Line 38 фото виниловые и металлические вертикальные панели размеры и цвета отзывы

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.

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.

Разновидности цемента:

• 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.

Требования к специальному вяжущему прописаны в ГОСТ 22266-2013 «Цементы сульфатостойкие». Цемент данного типа обязательно должно соответствовать государственному стандарту – только в таком случае бетон в агрессивных условиях поведет себя ожидаемо.

*Через дефис указывается первая буква названия минерала (Ш-шлак, П-пуццолан, К-кремнезем). Их содержание обычно не превышает 35% от общей массы клинкера.

**Б/Н – быстротвердеющий или нормально твердеющий.

Как определяется сульфатостойкость

1. Заливают 15 формочек 25х25х254 мм цементно-песчаным раствором.
2. Через 24 часа извлекают образцы и помещают в воду на 27 суток.
3. После выдерживания в воде отбирают 12 образцов и снова помещают 6 — в воду, а остальные 6 — в 5 % раствор сульфата натрия.
4. 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.
5. 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 SO42- в воде. Проектные требования по водонепроницаемости, которые имеют классы W 4 – W20. По этим данным подбирают марку цемента по ряду таблиц в Своде Правил 28.13330. 2012 (Защита строительных конструкций от коррозии), который может быть использован для приготовления бетонной смеси в том или ином проекте. Как вы понимаете, сульфотостойкость бетонов очень сложная тема и по-простому с ней не разобраться.

Опасность сульфатов для бетона

Сульфаты – соли серной кислоты (H2SO4), широко распространённые в природе и в избытке имеющиеся в морской воде, грунтовых водах и других минеральных источниках. Они способствуют развитию III типа коррозии бетона. Такой тип разрушения происходит при образовании в теле бетона — в порах и капиллярах малорастворимых солей. Такое образование приводит к давлению на бетонный камень и его разрушению. Сульфаты, попадая в бетон, взаимодействуют с продуктами гидратации цемента и образуют комплексные различные соли, самой опасной из которых является гидросульфоалюминат кальция (ГСАК).

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 H2O, 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.

Коротко о главном

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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%.

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.

Особенности сульфатостойкого портландцемента

Бетонирование под водой.

Цемент, который имеет «иммунитет» к химически агрессивным веществам, незаменим в строительстве. Там, где обычные строительные материалы не создадут крепкое сооружение, поможет этот цемент.

Он имеет малую степень затвердевания, что отличает этот стройматериал от обычного цемента.

Плотность этого вида портландцемента является основным фактором, который определяет стойкость выполненной работы.

Цветной и белый портландцемент

Вместе с защищенностью от воздействия агрессивных факторов цемент должен обладать хорошими эстетическими качествами.

Существует 2 вида смесей:

1. 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.
2. Цветной. Изготавливается на основе белого цемента путем добавления красителей. В роли последних выступают гематитовая руда, фталоцианиновые пигменты, окись железа, сажа.

Группа портландцементов

Портландцементы обладают высокой надежностью по отношению к сульфатной агрессии вследствие малого содержания гидроалюминатов кальция и невозможности создания в структуре значительного объема эттрингита.

Портландцемент

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).

Специальный цемент
АМД — это активное тонкоизмельченное вещество, добавление которого в состав вяжущего позволяет получить бетон с высокими гидравлическими и пуццоланическими характеристиками.

Минеральные активные добавкиПродукты 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:

1. Активный аморфный кремнезем — диатомиты, трепелы, микрокремнезем, опоки.
2. Продукты обжига глинистых материалов — глиежи, топливная зола, металлургические шлаки.
3. 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.

Состав гидробетона

При подборе компонентов для состава гидротехнического бетона, важно учесть все функции, которые он должен выполнять, а именно: морозоустойчивость, водонепроницаемость и прочность. В зависимости от требований подбирается особый состав

То как бетон будет справляться со своими обязанностями, зависит от многих факторов таких как: соотношение воды и цемента, виброуплотнение, качество, время, на протяжении которого выдерживают смесь, качество добавленных компонентов и т. д.

Видео применение гидротехнической добавки в бетон

Рассмотрим компоненты входящие в состав бетона подробнее. Цемент является основным компонентом, который используется при изготовлении данного вида бетона. Имеется несколько видов такого цемента:

• Сульфатостойкий цемент используется в случае, когда омываемая область постройки будет контактировать с жесткой водой.
• Портландцемент и пластифицированный является основой смесей, которая используется для возведения построек, находящихся в месте, где уровень воды постоянно меняется, а температура всегда ниже нуля.
• Гидрофобный цемент используется для создания бетона, который будет применяться при возведении сооружения, на которое постоянно будет воздействовать вода.
• Шлаковый и пуццолановый цемент имеют химические характеристики, которые способны противостоять разрушению конструкции водой. Жесткая вода имеет свои разрушительные свойства благодаря присутствию в ней минералов.

Важно! Нужная плотность бетона достигается именно за счет наличия цемента в смеси. Гидробетон включает в себя, помимо цемента, множество других компонентов

Одними из них являются кварцевые пески, они служат в качестве заполнителей. Песок значительно повышает уровень водостойкости. Кварцевые пески обязательны к использованию, так как без них уровень водостойкости падает.

Используемый для гидробетона песок должен быть высокого качества, а также в нем не должно быть почти никаких примесей. Плотность песка соответственно ГОСТу должна быть 2т/м3. Размер зерен должен быть не более 2-х миллиметров. Пренебрежение этим фактором грозит тем, что уровень подвижности смеси будет нежелательным. Все гидротехнические постройки будь то дамбы, причалы или мосты, должны быть очень прочными и надежными. Для получения этих качеств, крупные компоненты для заполнения нужно выбирать очень внимательно. Достаточно часто для этих целей используют гранит из-за его возможности не пропускать воду и не разрушаться под большими нагрузками.

Щебень и гравий используется в составе гидробетона, для обеспечения морозостойкости. Особенности строения гравия и щебня позволяют переносить резкие перепады температур.

Лещадность является очень важным фактором при постройке гидротехнических сооружений. Она делает компоненты более плоскими. Наличие в составе бетона щебня, очень позитивно сказывается на его прочности благодаря его форме. Плоские края зерен позволяют более равномерно распределять нагрузку по всей конструкции, так как они достаточно плотно прилегают друг к другу. Эти характеристики позволяют экономить цемент и песок, потому что их расход в данной ситуации значительно сокращается.

Важно! Когда укладывается гидробетон, его уплотняют с помощью глубинных вибраторов. Подобные операции проводятся с целью повышения нужных показателей

Также в состав бетона входят различные микронаполнители. Их наличие в смеси обеспечивает предотвращение деформации сооружения. Микронаполнители значительно повышают уровень теплопроводимости, это очень позитивно сказывается на долговечности конструкции. В состав гидротехнического бетона входит достаточно много различный химических компонентов, которые делают смесь очень качественной. В наше время ученые химики трудятся над разработкой компонента ЦМИД – 4. Этот компонент позволит сооружать постройки, которые будут постоянно находиться в контакте с питьевой водой. Одним из очень значимых плюсов микронаполнителей, является тот факт, что при их дополнении цемент расходится гораздо меньше.

Важно! При подборе состава для гидробетона нужно обязательно учитывать соотношение пропорций компонентов согласно ГОСТ 26633 2012

Видео: Защита бетонных поверхностей гидротехнических сооружений

Где и как используется сульфатостойкий бетон

Согласно «Рекомендациям по применению бетонов в условиях сульфатной агрессии» Московского НИИЖБ, а также ГОСТ 10178-76 и ГОСТ 22266-76, сульфатостойкий бетон применяется на бетонных объектах при воздействии жидкой среды, содержащей сульфаты и минеральные слои, в строительстве подземных объектов и в условиях высыхания, увлажнения и замораживания бетона.

Бетон, приготовленный на шлакопортландцементе, пуццолановом портландцементе или сульфатостойком шлакопортландцементе, рекомендуется использовать в бетонных и железобетонных объектах подводных и подземных узлов и элементов строений, которые контактируют с грунтовыми или промышленными подземными водами, не подвергаются цикличной заморозке и оттаиванию. Также рекомендовано работать с таким бетоном на фундаментах и других частях массивных подземных и гидротехнических сооружений.

Сульфатостойкий гидротехнический бетон на портландцементе марки М400 (с добавлением пластификаторов и комплексных добавок) разрешено использовать в бетонных и железобетонных конструкциях, находящихся под постоянным воздействием агрессивных сульфатных вод и контрастных температур. Такие марки бетона применяются для бетонирования подземных и подводных массивных объектов.

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.

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.

Приобретение

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.

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.

Марки сульфатостойкого цемента по прочности – В32.5, В42.5, В52.5.

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.

Гранулированный доменный шлак
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.

Шлакопортланд цемент

Цемент с Украины ССШПЦ 400–Д60

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.

Гранулированный доменный шлак

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%.

Портландцемент с пуццоланой

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.

Состав и свойства

Портландцемент производят из клинкера. Ввиду того, что в природе готовые гранулы практически невозможно найти, клинкерная крошка создается искусственно из смеси глинистых и карбоновых смесей. Готовым клинкер смешивается с гипсом (его доля не превышает 5%), чтобы сделать раствор подвижным.

Высокие эксплуатационные и технические характеристики определяются пропорцией и типом вводимых в состав портландцемента компонентов. Данный аспект регулируется ГОСТом 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент». На упаковке с порошком обязательно указывают особенности производства, соответствие ГОСТу.

Если на таре указано ТУ (технические условия) вместо ГОСТа, это говорит о том, что свойства материала могут отличаться от регламентированных.

Чтобы придать цементу те или иные свойства, в порошок добавляют разнообразные минеральные добавки (в объеме, равном максимум 20-25% общего веса). Их взаимодействие влияет на химический состав портландцемента, во многом определяет характеристики и параметры.

Самые популярные минеральные добавки:

• Алюминат – продлевает время схватывания, но демонстрирует низкую прочность, в связи с чем вводится в смесь в объеме, не превышающем 15%.
• Алюмоферрит – обладает идентичными свойствами алюминату, но его в составе не должно быть больше 10-18%.
• Белит – вяжет, продлевает время затвердевания, но в больших объемах понижает прочность (добавляют не более 37%).
• Алит – чаще всего вводится в составы жидких марок для ускорения твердения (до 60%).

Основные свойства портландцемента определяются его составом. При выборе порошка для приготовления раствора необходимо сразу определиться со сферой применения и требуемыми (желаемыми) характеристиками, оптимальными параметрами.

Основные критерии при выборе портландцемента:

• Скорость схватывания – стандартным считается время в 40-45 минут. На данный показатель влияют тонкость помола, состав минеральных добавок, температура на объекте.
• Водопотребность – нужный для затворения объем воды (обычно не больше 25% общей массы раствора). Для понижения нужного объема воды могут применяться пластификаторы, сульфитно-дрожжевая бражка.
• Морозостойкость – определяется количеством циклов замораживания/оттаивания, которые способен перенести камень без потери качеств и деформаций. С целью повышения уровня морозостойкости часто в смесь вводят смыленный древесный пек или абиетат натрия, специальные присадки.
• Водоотделение – отжим воды в замешанном растворе, который появляется из-за оседания тяжелых частиц цемента. Для понижения показателя используют минеральные добавки.
• Тепловыделение – в процессе гидратации (затвердения). Если состав очень быстро отдает тепло, он может деформироваться. Чтобы этого избежать, используют активные минеральные добавки.
• Стойкость к коррозии – определяется степенью пористости застывшего монолита (тонкостью помола смеси).

Цветной и белый портландцемент

Вместе с защищенностью от воздействия агрессивных факторов цемент должен обладать хорошими эстетическими качествами.

Существует 2 вида смесей:

1. 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.
2. Цветной. Изготавливается на основе белого цемента путем добавления красителей. В роли последних выступают гематитовая руда, фталоцианиновые пигменты, окись железа, сажа.

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.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ: Молотковая краска 51 фото что это такое составы с молотковым эффектом в баллончиках от Hammerite и Dali

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.

Как изготовить сульфатостойкий бетон?

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.

Гидрофобный портландцемент

Отличительной характеристикой гидрофобного портландцемента является повышенная водонепроницаемость. Он изготавливается путём совместного помола портландцементного клинкера, гипса и специальной гидрофобной добавки, которая придаёт цементу гидрофобные свойства. В состав гидрофобной добавки входят кубовые остатки синтетических жирных кислот, асидол мылонафт, олеиновая кислота, окисленный петролатум и другие. Добавку вводят в цемент в соотношении 0,1-0,3% от массы всего раствора. В процессе схватывания цемента они образуют на его поверхности частицы мономолекулярные гидрофобные плёнки, которые снижают гигроскопичность цемента. Благодаря этому цемент можно длительное время хранить во влажных условиях. Бетоны и растворы, изготовленные с использованием гидрофобной добавки, обладают повышенной водонепроницаемостью и имеют меньшее водопоглощение. Кроме того, они более устойчивы к низким температурам.

Благодаря добавке, портландцемент становится гидрофобным, при этом сохраняет все остальные преимущества обычного портландцемента, но только при условии, что в состав было введено оптимальное добавки. Если в состав цемента было введено слишком мало гидрофобной добавки, то он не будет обладать гидрофобностью, при этом остальные качества не пострадают. Если в состав цемента будет введено слишком много добавки, тогда раствор будет слишком пористый, так как в нём будет содержаться слишком много воздуха, из-за чего прочность значительно уменьшается.

Этот вид цемента используют в тех случаях, когда материал приходится перевозить на большие расстояния или длительное время хранить до использования.

Как делают цемент: 3 главных способа

Производство цемента в современных условиях осуществляется одним из трех способов:

1. Мокрым. Ее главная особенность – замена извести мелом, а также процесс производства с добавлением воды. Сырьем для изготовления здесь становится шихта (смесь исходных материалов) с влажностью до 50%.
2. Сухим. Эта технология с минимальными энергозатратами и себестоимостью, поскольку здесь несколько технологических операций объединены в один процесс. Поступая в шаровую мельницу, все компоненты одновременно и размалываются, и сушатся.
3. Комбинированным. Этот способ производства объединяет особенности процессов сухой и мокрой технологии. Здесь по результатам обжига получается полусухой состав с влажностью 18%.

История цемента

Слово «цемент» происходит от латинского caementum, что переводится как «дробленый, битый камень». Это вещество стало результатом поиска способов справиться с низкой водостойкостью гипсовых и известняковых пород. С этой целью в их состав вводились водостойкие минеральные вещества. В самом начале ими выступали остатки кирпичей из обожженной глины и вулканические породы. Древние римляне применяли отложения пепла знаменитого вулкана Везувия – пуццоланы.

Оптимальная технология производства цемента была выработана много лет спустя, когда потребность в большом количестве недорого и прочного вяжущего не стала наиболее острой. Наибольший вклад в исследования внесли:

1. Каменщик Джон Аспинд, который в 1824 г. получил патент на портландцемент.
2. Русский строитель Егор Челиев, написавший в 1825 г. книгу о цементе для подводных работ.

Название портландцемент происходит от английского острова Портленд, состоящего из известковых пород. В Англии камни с этого острова считались самым престижным строительным материалом. Аспинду удалось получить искусственный камень, который по прочности и цвету был очень похож на указанный материал.

Процесс создания

Под цементом имеется ввиду вяжущее вещество неорганического искусственного происхождения. Как правило, его использование связано с изготовлением двух стройматериалов – это бетон и раствор. Выделяют 3 этапа изготовления цементного материала.

1 этап – добывание и обрабатывание материалов, путем проведения следующих операций:

• добыча известняковых, глиняных и гипсовых материалов;
• измельчение известняка, его сушение;
• перемешивание полученной смеси с глиной в соотношении 1:3 (известняк : глина);
• приготовленное вещество имеет название «шлам».

2 этап охватывает процесс производства клинкера, а именно промежуточный продукт перед образованием цемента. Для этого нужны следующие действия:

• обжечь шлам (температура должна достигать 140 градусов);
• дождаться его преобразования в клинкер, который на вид напоминает керамзитные зерна;
• измельчить клинкер до состояния порошка.

3 этап – портландцемент, который образуется после следующих действий:

• порошок клинкера смешивается с гипсом, количество которого равно 5% от общей массы;
• в состав включаются минеральные вещества для создания определенного вида и марки цементного раствора.

Область применения

Сфера использования обуславливается преимуществами 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.

Жесткие растворы

При строительстве современных гидротехнических сооружений широко используются малопластичные бетонные растворы. Их еще называют жесткими.

Они имеют несколько особенностей при укладке, а именно их укладывают механизированным способом посредством специальной техники – разравнивающих бульдозеров, самоходок с навесными механизмами для виброутрамбовки, число которых может достигать шести.

На строительстве крупных сооружений (гидростанций, дамб и т. д.) применяют непрерывно-поточную укладку.

Разновидности материала

В строительной отрасли используются различные виды цементных материалов, отличающиеся следующими параметрами:

• составом;
• концентрацией ингредиентов;
• наличием специальных добавок;
• назначением;
• свойствами.

На упаковке, помимо марки, указывается также процентный состав добавок

Различают следующие виды портландцемента:

• быстротвердеющий. Содержит добавки минерального происхождения, которые сокращают продолжительность набора прочности. Применяется для ускоренного выполнения строительных мероприятий и изготовления железобетонных конструкций;
• сульфатостойкий. Основное достоинство – устойчивость к воздействию сульфатов, достигается уменьшением в клинкере кальциевых алюминатов. Используется для конструкций, эксплуатирующихся во влажной или агрессивной среде;
• гидрофобный. Содержит поверхностно-активные компоненты, значительно снижающие гигроскопичность. Результат введения добавок – повышение подвижности, удобство укладки раствора. Материал сохраняет свойства при повышенной влажности;
• белый. Его легко отличить от других цементных составов. Имеет светло-серый цвет, не содержит титановых оксидов, солей железа и марганца. Используется для отделочных мероприятий;
• цветной. Содержит специальные пигменты органического и неорганического происхождения, добавляемые в клинкерный материал перед измельчением. Цветные составы, например, желтый цемент, используются при отделочных мероприятиях;
• пуццолановый. Устойчив к воздействию сульфатов, быстро твердеет при повышенной температуре. Автоклавная обработка значительно повышает прочностные характеристики. Предназначен для эксплуатации в почве, а также во влажной среде;
• тампонажный. Производится исключительно для герметизации скважин на газовых и нефтяных разработках. Обеспечивает надежную изоляцию от грунтовых вод, устойчив к давлению и температуре. Приобретает прочность на начальном этапе твердения.

Цемент является сухой смесью, которая используется именно для приготовления бетонного раствора

На основе извести, шлаков и глины производят следующие цементные составы:

Рекомендации

Стоит отметить, что сульфатостойкие цементы являются важной частью в постройке конструкций, подвергающихся суровым испытаниям климатическими условиями, такими как переменчивая влажность и скачки температур.

Необходимо с должной ответственностью относиться к выбору материалов, ведь для разных условий сульфатостойкие цементы подбираются индивидуально.

В большинстве случаев важным критерием выбора является тип почвы, ее кислотность и плотность. Но также стоит при выборе обращать внимание на то, чтобы приобретаемая продукция соответствовала государственным стандартам качества (ГОСТ).