2.4.2 Гидравлические вяжущие вещества

Классификация гидравлических вяжущих.

Портландцемент и его разновидности, цементы с активными минеральными добавками, шлаковые цементы, глиноземистый цемент, расширяющиеся цементы и гидравлическая известь.

Портландцемент наиболее распространенный вид цемента, называютгидравлическое вяжущее, твердеющее в воде и на воздухе. Получает его:

1. Тонким измельчением сырья;

2. Ожигом до спекания сырьевой смеси клинкера (известняка и глины);

3. Помолом клинкера с добавками.

В смесь могут быть введены активные минеральные добавки. Состав цемента: известняк-1/3 , глина -2/3 и добавки 10-15%. Для регулирования сроков схватывания цемента к клинкеру добавляют при измельчении гипс в количестве 1,5-3%. Качество клинкера зависит от химического и минералогического состава известняка и глины.

Известняк для производителя цемента состоит из двух окислов СаО и СО2. Повышенное содержание кремнезема SiO2 замедляет сроки твердения цемента в начальный период, но ускоряет процесс твердения в дальнейшем. Глинозем (AI2O3) – ускоряет процесс твердения в начальный период, но цемент имеет пониженную водостойкость и морозостойкость.

Внешне портландцемент тонкий порошок серовато-зеленого цвета с насыпной плотностью 900-1700кг/м3. Марки портландцемента 300-700, начало схватывания не ранее 45 минут, конец 6 час. Через 3 суток набирает только 70% прочности. Марочная прочность определяется через 28 суток твердения при t= 20°С и 60-80% влажности. Цемент при длительном хранении даже в самых благоприятных условиях снижает свою прочность – через 3 месяца на 20%, через год до 40% и при этом светлеет.

Твердение портландцемента

Прочность портландцемента определяется по пределу прочности при изгибе балочек 40х40х160 мм и на сжатие их половинок, из раствора состава 1:3 в частях по массе в возрасте 28 суток. Марки цемента 300, 400, 500,600,700: прочность при сжатии соответственно 30:40 :50 :60 :70 МПа.

При твердении цементных изделий на воздухе за счет испарения воды происходит усадка, а при твердении в воде идет обратный процесс набухания. Весь процесс набора прочности цементного камня состоит из схватывания и твердения или густеющие превращения в камень. Процесс схватывания длится от 45 минут до 12 часов, за это время необходимо растворы или бетоны доставить и применить, иначе они потеряют пластичность и удобоукладываемость. На процесс схватывания сильно влияет количество воды.

Процесс твердение - наращивание прочности длится многие годы, но за основу берут прочность бетона или раствора в возрасте 28 суток. Наиболее активно прочность цемента нарастает в первые 7 суток. Прочность и скорость твердения зависят от тонкости помола цемента, содержания воды, влажности, температуры окружающей среды и продолжительности эксплуатации. Для снижения возможности быстрого испарения воды с поверхности, раствор или бетон покрывают мокрыми опилками, песком и поливают водой или покрывают бетонными эмульсиями.

При высокой температуре процесс твердение ускоряется при отрицательных температурах твердение почти полностью приостанавливается, т.к вода превращается в лед, что недопустимо.