ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

Гидравлическими называют вяжущие вещества, которые после затворения водой и предварительного твердения в среде влажного воздуха продолжают твердеть в воде, набирая прочность значительно большую, чем на воздухе.

К ним относятся: портландцемент и его разновидности: шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент, глиноземистый цемент, расширяющийся портландцемент и его разновидности, а также романцемент, гидравлическая известь, известково-шлаковые, известково-зольные, шлако-щелочные вяжущие.

Портландцемент - наиболее распространенный вид цемента. Получают его тонким измельчением клинкера с обязательной добавкой гипса (1,5 - 3,5 % от массы цемента в пересчете на S0₃); гипс вводят для регулирования сроков схватывания. Допускается введение в смесь активных минеральных добавок (до 20 %).

Клинкер в виде зерен размером до 40 мм получают обжигом до спекания (t = 1450 °С) сырьевой смеси, содержащей 75 - 78 % известняка и 22 - 25 % глины и обеспечивающей преобладание в нем силикатов кальция. Сырьевую смесь готовят мокрым или сухим способом. По мокрому способу сырьевые материалы измельчают и смешивают, добавляя воду (35 - 40 %). По сухому способу сырьевые компоненты в процессе измельчения и смешивания высушивают (влажность не более 2 %). Обжигают сырьевую смесь во вращающихся печах, полученный клинкер измельчают в трубных мельницах.

Качество портландцемента зависит от химического и минералогического состава клинкера. Химический состав характеризуется содержанием оксидов в клинкере:

• 62-68 % СаО ;

• 21-24 % SiO₂;

• 4-8 % А1₂О₃ ;

• 3 - 5 % Fе₂Оз

Присутствие Мg0 и щелочных оксидов К₂0 и Nа₂0 нежелательно, так как они снижают качество цемента. Указанные выше оксиды спекаются при обжиге иобразуют следующие минералы портландцементного клинкера:

трехкальциевый силикат ЗСаО*SiO₂ алит С₃S - 45 - 60 %

двухкальциевый силикат 2СаО *SiO₂ белит С₂ S - 20 - 25 %

трехкальциевый алюминат ЗСаО*А1₂0₃, С₃А - 4 - 12 %

четырехкальциевый алюмоферрит ЗСаО*А1₂0₃*Fе₂0₃, С₃АF - 10 - 18 %

Портландцемент представляет собой тонкий порошок с истинной плотностью 3 - 3,2 г/см³, насыпной плотностью в рыхлом состоянии 900 - 3100 кг/м³, в уплотненном - 1400 - 1700 кг/м³, марки по прочности: 400, 500, 550, 600 (приложение А). Начало схватывания не ранее 45 минут, конец - не позднее 10 часов от начала затворения цемента водой.

Портландцемент применяют для изготовления монолитного и сборного бетона и железобетона, применяемого в надземных, подземных и подводных частях сооружении, в сооружениях, подверженных многократному попеременному воздействию воды и мороза.

С 01 января 2008 года все российские цементные заводы ОАО «ЕВРОЦЕМЕНТ груп» переходят на производство цемента по ГОСТ 31108-2003. Цементы со специальными требованиями (сульфатостойкие, нормированные и цементы для асбесто-шиферных изделий) будут производиться по действующим в настоящее время нормативным документам.

Одним из преимуществ стандарта ГОСТ 31108-2003 является его гармонизированность с европейским стандартом ЕN 197-1, который устанавливает единые для всех стран Евросоюза (ЕС) классификацию, технические требования и методы установления соответствия качества цементов требованиям стандарта.

Стандарт ГОСТ 31108-2003 не отменяет действующий в настоящее время ГОСТ 10178-85, который можно применять во всех случаях, если это технически и экономически целесообразно. Вместе с тем настоящий стандарт является перспективным для разработки новой нормативной документации в строительстве, базирующейся на характеристиках цементов, гармонизированных с требованиями ЕN 197-1. При переходе производства цемента на ГОСТ 31108-2003 возможно получать адекватную оценку качества цементов, выпускаемых в странах СНГ и ЕС.

Основные отличия ГОСТ 31108-2003 от действующего ГОСТ 10178-85 сводятся к следующему:

- вместо марок введены классы прочности на сжатие, аналогичные установленным ЕN 197-1;

- для цементов всех классов прочности, кроме требований к прочности в возрасте 28 сут, дополнительно установлены нормативы по прочности в возрасте двух суток, за исключением классов 22,5Н и 32,5Н, а для цементов классов 22,5Н и 32,5Н - в возрасте 7 сут;

- для всех классов прочности, кроме класса 22,5, введено разделение цементов по скорости твердения на нормальнотвердеющие и быстротвердеющие, что позволит минимизировать расход цемента в строительстве за счет его оптимального подбора по скорости твердения.

В связи с производством цемента по ГОСТ 31108-2003 изменятся обозначения цементов (приложение Б).

Свойства цементов, производимых по ГОСТ 31108-2003, определяются по ГОСТ 30744-2001 (ЕN 196-1).

Свойства цементов, производимых по ГОСТ 10178-85, определяются по ГОСТ 310.1 - ГОСТ 310.4, методики которых отражены в данных методических указаниях.

ИСПЫТАНИЕ ЦЕМЕНТОВ

Лабораторная работа № 1

Определение тонкости помола

Цель работы:

Оценить качество цемента по тонкости помола.

Теоретическая часть:

Тонкость помола оказывает значительное влияние на водопотребность, нормальную густоту, сроки схватывания, тепловыделение, нарастание прочности во времени, активность цемента.

В соответствии с требованиями ГОСТ тонкость помола оценивают при просеивании пробы цемента, через сито № 008 по проходу либо поостатку.

Расчетные формулы:

тонкость помола по проходу: Тпр = *100% (1.1)

тонкость помола по остатку: Тпр = *100% , (1.2)

где Р - остаток на сите № 008, г ;

50 - навеска цемента, г.

Материалы и оборудование :

- цемент (указать разновидность);

- сито с сеткой № 008;

- прибор для механического просеивания (рис. 1 );

- весы технические;

- сушильный шкаф;

- секундомер.

Методика выполнения работы :

- взвешивают 50 г цемента, предварительно высушенного в сушильном шкафу при температуре 105 - 110° С и всыпают его на сито;

- закрывают сито крышкой, устанавливают его в прибор для механического просеивания, включают прибор и засекают время;

- через 5 - 7 минут от начала просеивания останавливают прибор, осторожно снимают донышко и высыпают из него прошедший через сито цемент;

- выполняют контрольное просеивание вручную на бумагу в течении 1 минуты;

- просеивание считают законченным, если при контрольном просеивании сквозь сито проходит не более 0,05 г цемента;

- взвешивают остаток на сите 008, результаты заносят в журнал.

Лабораторный журнал:

За величину тонкости помола принимают среднее арифметическое результатов двух испытаний.

Заключение:

По полученным результатам: остаток на сите № 008 %, проход сквозь сито № 008 % (не) входят в пределы стандартных значений, следовательно, цемент по тонкости помола (не) соответствует требованиям ГОСТ.

Лабораторная работа № 2.