Средняя плотность 900 – 1000 кг/м3, размер зёрен 20 – 40 микрон, удельная поверхность S = 1800 – 2000см2,марки: 400, 500, 550, 600 начало схватывания 25 мин. конец – 12 часов. Характеристики: минеральный состав выражает содерж. в клинкере главных минералов. Минеральный состав рассчитывают на основании данных хим. анализа. Вещественный состав выражает в содерж. в цементе: клинкера, гипса, минеральных добавок. Тонкость помола оценивается по стандарту путем просеивания высушеной пробы цемента через сито. Плотность составляет 3,05 – 3,15. Объемная масса зависит от уплотнения. Водопотребность опред. количеством воды в процентах которые необходимы для получения цементного теста нормальной густоты. Сроки схватывания опред. с помощью прибора «вика» путем погружения иглы в тесто нормальной густоты. Началом схватывания считают время, прошедшее от нач. затворения до того момента, когда игла не доходит до пластинки на 1-2мм. Конец схватывания – время от нач. затворения до того момента, когда игла погружается в тесто не более чем на 1-2 мм. Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45мин., а конец схватывания – не позднее 10 час. от нач. затворения.
36. Твердение ПЦ При затворении портландцементного порошка водой образуется пластичное цементное тесто, кот-ое затем нач. загустевать. Период времени о нач. затворения до потери тестом пластичности наз. Периодом схватывания цементного теста. Затем следует период твердевания, в течении кот-го прочность цементного камня постепенно нарастает. Схватывание цементного теста завершается относительно быстро в течении нескольких часов, твердение же цементного камня продолжается длительное время. В процессе схватывания и твердения минеральных вяжущих в-в различают 3-и периода 1.подготовительный или период затворения(насыщение растворов, образование зародышей эттрингита) 2.Коллойдация(характеризуется прямым присоединением воды в твёрдой фазе) вяжущего, в результате образуется коллоидная масса) 3.Кристализация(хар-ся превращением гелий в кристаллические сростки)
37.. Коррозия цементного камня и методы защиты от неё. Причины коррозии: 1.Разложение составных цементного камня(растворение и вымывание). 2. образование легкорастворимых солей в результате взаимодействия цементного камня с огрессивными веществами. 3.Образование в порах цементного камня новых соединений которые занимают больший объём по сравнению с исходными компонентами что вызывает появление внутренних напряжений и растрескиваний.Коррозия 1-го вида: выщелачивание(идёт интенсивно при действии мягкой воды на бетон, хар-ся появлением белых потёков). Для снижения вероятности такой коррозии ограничивают содержание С3S до 50%; применяют минеральные добавки которые связывают гидроксид кальция в малорастворимые соединенияе; предварительно выдерживают на воздухе(карбонизация).
Коррозия 2-го рода: возникают в результате обменных реакций с компонентами цементного камня при этом образуется легкорастворимые соединения или аморфные в-ва, не обладающие связывающими свойствами кот. потом вымываются водой. Коррозия 3-го рода(сульфаминатная): возникает при действии на цемент проточных вод содержащих сульфат ионы(морская вода, грунтовая или сточная). В этом случае в цементном камне образуется гидросульфаталлюминат кальция (эттрингит). Это оказывает разрушающее воздействие на цементный камень, т.к. образование нового в-ва идёт с увеличением объёма. Общие меры борьбы с коррозией: 1. Минимальное водоцементное отношение 2.устройство водоотвода и дренажей 3. Введение активных минеральных добавок 4. Применение защитных облицовок и покрытий из керамического стекла, битума и др. мат-ов уменьшающих водопроницаемость и увеличение плотности.
38. – 41. Шлакопортландцемент – гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе. Он получается путем совместного тонкого помола клинкера и гранулированного доменното (или электротермофосфорного) шлака с необходимым количеством гипса. Допускаются раздельный помол компонентов и их последующее смешение. Количество доменного шлака в шлакопортландцементе должно быть не менее 21 и не более 80% (массы цемента). Допускается замена до 10 % шлака трепелом или другой активной минеральной добавкой.
Доменные шлаки по своему химическому составу напоминают цементный клинкер. В них преобладают оксиды, %: СаО 30 – 50; SiO2 28 – 30; А120з 8 – 24; МnО 1 –3; МдО 1 – 18; их общее содержание составляет 90 – 95 %. Гидравлическая активность шлаков характеризуется модулями основности (М,) и активности (М,).
Модуль основности- – отношение содержащихся в шлаке основных оксидов к сумме кислотных. В зависимости от модуля основности различают основные шлаки; их М, =>1, и кислые, имеющие М<1. Более активные – основные шлаки.
Гидравлическая активность доменных шлаков возрастает при увеличении модуля активности. Шлак, применяемый в качестве добавки к цементу, обязательно подвергается быстрому охлаждению водой или паром. Эта операция называется грануляцией, так как в процессе быстрого охлаждения шлаковый расплав распадается на отдельные зерна (гранулы). Быстрое охлаждение препятствует кристаллизации шлака и он переходит в стеклообразное и тонкозернистое химически активное состояние. Поэтому гранулированный шлак, являющийся активным компонентом шлакопортландцемента, взаимодействует с гидроксидом кальция и образует низкоосновные гидросиликаты Сао-%02 2,5 Н~О и гидроалюминаты 2СаО-А1~Оз 8Н~О кальция. Процесс твердения шлакопортландцемента значительно ускоряется при тепловлажностной обработке, поэтому его эффективно применять в сборных изделиях, изготовляемых с пропариванием.
Незначительное содержание в цементном камне Са(ОН)2 повышает стойкость шлакопортландцемента в мягких и сульфатных водах по сравнению с портландцементом. Тепловыделение при твердении шлакопортландцемента в 2 – 2,5 меньше, чем портландцемента, поэтому он является самым подходящим цементом для бетона массивных конструкций. Шлакопортландцемент выгодно отличается от пуццоланового портландцемента умеренной водопотребностью, более высокой воздухостойкостью и морозостойкостью. Он успешно применяется для надземных, подземных и подводных частей сооружений. Стоимость его на 15 – 20 % ниже стоимости портландцемента. Однако шлакопортландцементу присущ тот же недостаток, что и пуццолановому портландцементу – он медлеино набирает прочность в первое время твердения, в особенности при пониженных температурах. Этот недостаток устраняется в быстротвердеющем шла- копортландцементе, который обладает более интенсивным нарастанием прочности, чем обычный шлакопортландцемент. Обычный шлакопортландцемент имеет марки ЗО0, 400 и 500.
Быстротвердеющий шлакопортландцемент марки 400 за 3 сут твердения должен приобрести предел прочности при сжатии не менее 20 МПа, при изгибе – не менее 3,5 МПа. Этот вид цемента эффективно применять в производстве бетонных и железобетонных изделий, изготовляемых с применением тепловлажностной обработки.
Гидрофобный портландцемент отлчичается от обычного содержанием поферхностно-активной гидрофобизующей добавки (мылонафта, асидола, олеиновой кислоты или оисленного петролатума) в кол-ве 0,06-0,3% от массы цемента в расчете на сухое вещество добавки. Гидрофобизующие добавки образуют на зернах цемента тонкие пленки, уменьшающие сво-во цемента смачиваться водой: находясь во влажных условиях, цемент сохряняет активность и не комкуется. В процессе перемешивания бетонной смеси адсорбиционные пленки сдираются с поверхности цементных зерен и не припятствуют нормальному течению процессов твердения цемента. Недостатком гидрофобного портландцемента явл-ся замедленноый рост прочности бетона в начальный период, т.к. гидрофобный пленки на зернах цемента препятствуют взаимодействию его с вожжой. Марочная же прочность его равна марочной прочности обычного порталндцемента. Гидрофобный портландцемент рекомендуется применять в тех случаях, когда необходимы его длительное хранение и перевозка на дальние расстояния. Этот цемент можно применять для тех же целей, что и пластифицированный цемент.
42. Бетоны. Общие сведения. Классификация по различным признакам.
Бетоном называют искусственный каменный материал, получаемый в результате расширения рационально подобранной, тщательно перемешанной и уплотненной смеси минерального вяжущего вещества, воды, заполнителей и в необходимых случаях специальных добавок. Смесь указанных компонентов до начала ее затвердевания называют бетонной смесью. Вяжущее вещество и вода - активные составляющие бетона, которые в смеси обволакивают тонким слоем зерна заполнителя. Со временем вяжущее вещество затвердевает и связывает их, превращая бетонную смесь в прочный монолитный камень - бетон. По плотности бетоны подразделяют на: особо тяжелые - более 2500 кг/мЗ; тяжелые - 1800 - 2500 кг/мЗ; легкие -500 - 1800 кг/мЗ; особо легкие (теплоизоляционные) - менее 500 кг/мЗ. По виду применяемого вяжущего вещества бетоны разделяют на: а) цементные (приготовляемые на клинкерных цементах - портландцементе, шлакопортландцементе, пуццолановом портландцементе и др.); б) силикатные автоклавного твердения (на известково-песчаном, известково-шлаковом и других вяжущих); в)гипсовые (на гипсовых и гипсоцементно-пуццолановых вяжущих); г) асфальтобетоны(на битумном вяжущем); д) полимерцементные бетоны и полимербетоны (на синтетических смолах). В зависимости от структуры бетоны разделяют на: а) бетоны плотной структуры, у которых все пространство между зернами заполнителя занимают затвердевшее вяжущее и поры вовлеченного в него воздуха; б) бетоны поризованной структуры, пространство между зернами заполнителя которых заполнено затвердевшим вяжущим и поризованным пено- или газообразователем; в) ячеистые бетоны, состоящие из затвердевшего вяжущего и кремнеземистого компонента и пор равномерно распределенных и образованных газо- или пенообразователями; г) бетоны крупнопористой структуры, у которых пространство между зернами крупного заполнителя не полностью заполнено мелкими заполнителями и затвердевшими вяжущими.
По назначению бетоны подразделяют на: а) конструкционные - для бетонных и железобетонных несущих конструкций зданий и сооружений (фундаментные блоки, колонны, балки, плиты и др.); б) гидротехнические - для возведения плотин, шлюзов, облицовки каналов и др.; в) бетон для стен зданий и легких перекрытий, г) дорожный - для устройства дорожных и аэродромных покрытий; д) специальные - химически стойкие, жаростойкие, декоративные, особотяжелые для биологической защиты, бетонополимеры, полимербетоны и др. По условию твердения: 1. естественного твердения, тепловлажностного, 3. автоплавкого. По наибольшей плотности заполнителя: dmax<10мелкозернистые dmax>10 крупнозернистые
43. М-лы для тяжёлого бетона
Вяжущие. Применяют все виды вяжущих, отвечающих требованиям стандарта. Вид вяжущего выбирают исходя из условий работы к-ции. Марка цемента должна в 1,5 – 2 раза превышать марку изготовляемого бетона.
Вода. Применяют без ограничения питьевую воду без вредных примесей, препятствующих нормальному твердению цемента. Проверяется значение pH≥4. Общее содержание солей допускается не более 5000 мг на 1 л, в т. ч. сульфат-ионов не более 2700 мг на 1 л. Не допускается использование болотных, сточных вод и промышленных неочищенных отходов.
Мелкий заполнитель. В тяж. бетоне применяют прир. и иск. пески из кварца. Кач-во песка, применяемого для изготовления бетона, опр-ся минеральным, зерновым составом и сод-ем вредных примесей. К вредным примесям мелкого наполнителя относят в-ва, вызывающие коррозию цем. камня (органические, сульфаты и сульфиды, зёрна слабых пород, глинистые ч-цы).
Крупный заполнитель (щебень, гравий). Щебень получают дроблением массивных г. п. на куски размерами 5 – 70 мм. Зёрна щебня имеют сильно шероховатую пов-ть, поэтому щебень предпочтительно применять для изг-я высокопрочных бетонов. Для крупного заполнителя (как и для мелкого) сущ-т требования отн-но степени его очищенности от вредных примесей, глин. частиц, органики, зёрен слабых пород. Прочность крупного заполнителя х-ся дробимостью:
,
где m1 – масса исходной пробы, m2 – масса пробы, оставшейся на сите.
По дробимости щебень (гравий) делят на 7 марок (кгс/см2): 1200, 1000, 800, 600, 400, 300, 200. По морозостойкости: 15, 25, 50, 100, 150, 200, 300.
44. Свойства бетонной смеси. Влияние на эти свойства различных факторов. Способы уплотнения бетонной смеси. Уход за бетоном.
Прочный и долговечный бетон можно получить только при тщательном уплотнении бетонной смеси. Формовочная способность бетонной смеси определяется двумя показателями: пластичность – х-ет внутреннюю связность смеси, способность ее формоваться, приобретая заданную форму без разрывов и расслаивания на отдельные составляющие. Подвижность бетонной смеси с максимальной крупностью зерен заполнителя до 70 мм оценивают по осадке под действием собственной массы или при вибрации конуса. На подвижность бетонной смеси влияют вид цемента, содержание воды, песка, крупность заполнителей и форма их щерен. К наиболее трудоемким процессам относят укладку бетонной смеси и ее уплотнение. В наст. Время эти операции производят при помощи бетоноукладчиков. Возможны так же и другие способы уплотнения жестких смесей: трамбование, прессование, прокат. Подвижные смеси легко уплотняются вибрированием. Литые смеси уплотняются под действием собственной массы.