краска. Учебник рекомендовано

• Название: Учебник рекомендовано
• Анкор: краска
• Дата: 28.03.2022
• Размер: 2.01 Mb.
• Имя файла: v.a-smirnov-materialovedenie-otdelochnye_raboty.docx
• Тип: Учебник; #421063
• страница: 10 из 38

Активная минеральная добавка Не более 6

В цветных цементах применяют щелоче- и светостойкие пиг­менты, которые не должны оказывать вредного воздействия на экс­плуатационные свойства вяжущего. Стандартом предусмотрен вы­пуск цемента следующих цветов: красного, желтого, зеленого, голу­бого, розового, коричневого и черного. Цвет цемента должен соот­ветствовать утвержденному эталону.

Цветной портландцемент выпускают марок 300, 400 и 500. Вяжу­щее должно быть однородным по цвету и сохранять цвет при тепло­влажностной обработке и воздействии ультрафиолетовых лучей.

Белый и цветной цементы схватываются и твердеют медленнее обычного ПЦ. Начало схватывания должно наступать не ранее чем через 45 мин, а окончание — не позднее 12 ч с момента затворения. К недостаткам декоративных цементов относятся повышенная усадка при твердении и пониженные морозостойкость и коррози­онная стойкость.

Портландцементы с активными минеральными добавками. Ак­тивными минеральными добавками называются вещества, кото­рые в тонкоизмельченном состоянии при смешивании с воздушной известью придают ей гидравличность: известковое тесто после за­твердевания на воздухе способно набирать прочность в воде. Эти добавки, которые также называются гидравлическими или пуццо- лановыми, содержат кремнезем Si0₂ в аморфной, т. е. химически активной, форме. Он способен связывать гидроксид кальция, со­держащийся в извести или выделяющийся при гидратации порт- ландцементного клинкера, в практически нерастворимые гидроси­ликаты кальция. В результате ПЦ приобретает специальные свой­ства. Кроме того, введение минеральных добавок взамен части клинкера существенно (до 20 %) снижает себестоимость цемента за счет сокращения расхода топлива и электроэнергии. Ведь затраты на подготовку добавки (главным образом на сушку) примерно в 10 раз меньше, чем на обжиг такого же количества клинкера.

Активные минеральные добавки подразделяются на природные и искусственные. Природные добавки могут быть осадочно­го или вулканического происхождения. Добавки осадочного проис­хождения — диатомит, трепел, опока; вулканического происхожде­ния — пепел, пемза, туф. К искусственным добавкам от­носятся гранулированные доменный и электротермофосфорный шлаки, нефелиновый шлам, зола-унос ТЭС, являющиеся побочны­ми продуктами или отходами промышленности.

В зависимости от вида активной минеральной добавки и ее ко­личества выпускают следующие разновидности портландцемента:

• 
  портландцемент с минеральными добавками (сокращен­ное наименование ПЦ Д5 и ПЦ Д20);
  
• 
  пуццолановый портландцемент (ППЦ);
  
• 
  шлакопортландцемент (ШПЦ) различных марок (табл. 5.3).
  

Портландцемент с минеральными добавками (ПЦД), так как содержание добавок в нем невелико, практически ни в чем не усту­пает обычному (только морозостойкость несколько ниже), но имеет большую водостойкость и лучше сопротивляется коррозии выще­лачивания. Его успешно применяют в строительстве наряду с порт­ландцементом, за исключением случаев, когда требуется высокая морозостойкость. Промышленностью выпускаются разновидности ПЦД: быстротвердеющий и сульфатостойкий на портландцементных клинкерах нормированного минерального состава. Марки этих цементов 400 и 500.

Пуццолановый портландцемент получают совместным помо­лом клинкера с содержанием С₃А не более 8 %, минеральной добав­ки природного происхождения и двуводного гипса. Содержание добавки назначают с учетом ее активности и минерального состава клинкера. Так как в составе цементного камня отсутствует гидрок­сид кальция и ограничено содержание гидроалюминатов кальция, ППЦ обладает повышенной коррозионной стойкостью, поэтому он отнесен к группе сульфатостойких цементов. Водопотребность ППЦ выше, чем у обычного ПЦ, и составляет 28...36%. Твердеет пуццолановый портландцемент медленнее обычного с меньшим те­пловыделением. Морозо- и воздухостойкость его ниже, чем у порт­ландцемента. Применяют ППЦ при бетонировании подземных и подводных частей сооружений (фундаментов, туннелей, плотин), а также внутренних зон массивных конструкций. Не рекомендуется использовать ППЦ в растворах и бетонах для конструкций, рабо­тающих в условиях попеременного замораживания и оттаивания, а также на воздухе в районах с сухим жарким климатом.

Шлакопортландцемент изготавливают так же, как пуццолано­вый портландцемент, но в качестве добавки используют гранулиро­ванный доменный или электротермофосфорный шлак в количестве до 60 % массы вяжущего для марок 400 и 500 и до 80 % для марки 300.





Таблица 5.3. Характеристики портландцементов с активными минеральными добавками


А° 40 до 30 до 40

300, 400,500 Свыше 20 Свыше 20 До 10 До 10

до 80 до 80

Доменный шлак — побочный продукт при выплавке чугуна (на 1 т чугуна приходится 0,6... 0,7 т шлака). По химическому составу шлак близок к клинкеру: суммарное содержание CaO, Si0₂ и А1₂0₃ может доходить до 85 %. Гранулированный шлак в виде пористых зерен размером до 10 мм получают быстрым охлаждением огненно­жидкого расплава водой или паром. В результате шлак имеет стек­ловидную структуру и обладает повышенной химической активно­стью. В тонкомолотом состоянии некоторые шлаки проявляют спо­собность к самостоятельному твердению, но этот процесс идет крайне медленно. Твердение ускоряется в присутствии гидроксида кальция.

Активными компонентами ШПЦ являются клинкер и шлак. Шлак усваивает необходимый ему гидроксид кальция, выделя­ющийся при гидратации клинкера, и сам твердеет. В то же время он выполняет роль активной минеральной добавки, химически связы­вая Са(ОН)₂ и повышая коррозионную стойкость цементного кам­ня. Обе составляющие ШПЦ как бы дополняют друг друга.

Особенности ШПЦ имеет те же, что и пуццолановый портланд­цемент: замедленный набор прочности при нормальной и особенно околонулевой положительной температуре; тепловыделение ниже, чем у обычного ПЦ; повышенная коррозионная стойкость и водо­стойкость. По морозостойкости и воздухостойкости превосходит ППЦ, но немного уступает обычному ПЦ. Для удовлетворения нужд строительства производятся следующие разновидности ШПЦ: сульфатостойкий марок 300 и 400 с содержанием С₃Ав клин­кере не более 8 % и быстротвердеющий марок 400 и 500.

Используют ШПЦ при бетонировании массивных наземных и подземных конструкций, а также подводных частей сооружений, подвергающихся действию пресной и минерализованной воды; эф­фективен при заводском производстве бетонных и железобетон­ных изделий с пропариванием.

Цемент для строительных растворов. Для приготовления строи­тельных растворов для кладочных, облицовочных и штукатурных работ, когда использование высокомарочного портландцемента экономически невыгодно, промышленностью производится как бы разбавленный портландцемент — специальный цемент для строи­тельных растворов. Содержание ПЦ клинкера в таком вяжущем должно быть не менее 20 % массы. Цемент получают совместным помолом клинкера с гипсом, активными минеральными добавками и добавками-наполнителями.

Добавки-наполнители в отличие от активных минеральных до­бавок не обладают гидравлическими свойствами или эти свойства у них выражены очень слабо. В качестве добавок-наполнителей ис­пользуют кварцевый песок с малым содержанием глинистых, или­стых и пылевидных примесей, известняк, мрамор, пыль электро­фильтров клинкерообжигательных печей.

Для улучшения технологических свойств растворных смесей и повышения эксплуатационных свойств растворов (прочности, морозостойкости) допускается вводить при помоле цемента пла­стифицирующие, гидрофобизующие и воздухововлекающие до­бавки.

Цемент для строительных растворов характеризуется следу­ющими сроками схватывания: начало — не ранее 45 мин, оконча­ние — не позднее 12 ч после затворения. Для цемента предусмотрен контроль водоудерживающей способности: водоотделение цемент­ного теста, приготовленного при водоцементном отношении, рав­ном единице, должно быть не более 30 % по объему. Предел проч­ности при сжатии стандартных образцов из цементно-песчаного раствора после 28 сут твердения должен быть не ниже 19,6 МПа, что соответствует марке цемента 200.

Из-за замедленного набора прочности это вяжущее следует при­менять для производства работ при температуре окружающего воз­духа не ниже 10°С. Кроме строительных растворов цемент можно использовать для изготовления низкомарочных бетонов (не выше марки 150) для неармированных конструкций.

5. 
   Гипсоцементно-пуццолановое вяжущее
   

Гипсоцементно-пуццолановое вяжущее (ГЦПВ) — продукт тща­тельного смешивания гипсового вяжущего (50...75%), портландце­мента (15... 25 %) и активной минеральной добавки (10... 25 %). В ка­честве добавки обычно используют трепел, диатомит, опо­ку. У этого вяжущего сочетаются рост прочности, и способность твердеть во влажных условиях подобно гидравлическим цементам.

Введение активной минеральной добавки обязательно. При твердении смеси гипса с цементом (без добавки) образуется ка­мень, который через некоторое время может разрушиться вслед­ствие образования гидросульфоалюмината кальция («цементной бациллы») со значительным увеличением объема. При введении добавки аморфный кремнезем Si0₂ свяжет Са(ОН)₂, образующий­ся при гидратации цемента, в гидросиликаты кальция и условий для

образования «цементной бациллы» не создается - вяжущее твер-

и твердеет ГЦПВ быстро: начало схватывания на­ступает не ранее 4 мин, окончание — не позднее 20 мин. Для удли

яХия сроков схватывания можно применять добавки-замедлителя.

Мар”и Ржущего но пределу прочности при ежа™. ^О00и

1 SO За первые 2... 3 ч твердения вяжущее набирает до 40 /₀ м р ной прочности, что позволяет изготавливать изделия при укорочен- Тте^Р=_й обработке либо без нее. С использованием ГТТПВ можно получать растворы и бетоны с прочностью при ежа тии 15 ...30 МПа в зависимости от марки гипсового вяжущего, х морозостойкость F25...F50, коэффициент водостойкости 0,6... , . По^сульфатостойкости равноценно сульфатосгойкому портлавдде-

^MeZ повышения морозе- и водостойкости в ГЦПВ вводят поли- медае добавки, например синтетические латексы. Эти добавит тайке замедляют схватывание и улучшают условия твердения

^Ж^спо,^^т¹ГЩТВдляиз1ютовлшия стен санитарно-технических

кабин вентиляционных блоков, для устройства основании под „ . 2тлых здани», а в смеси с полимерными добавками - для




Рис. 5.4. Микроструктура диатомита [увеличено в 1 000 раз)




отделки фасадов. Однако ГЦПВ не защищает сталь от коррозии, поэтому при оштукатуривании по металлической сетке, чтобы он не корродировала, обрызг и грунт надо наносить цементным рас­твором.

5. 
   Глиноземистый цемент
   

Глиноземистый цемент — быстротвердеющее и высокопрочное гидравлическое вяжущее, состоящее преимущественно из алюми­натов кальция, поэтому его часто называют алюминатным.

Сырьем для производства глиноземистого цемента служит смесь известняка или извести и пород с высоким содержанием гидрата глинозема А1₂0₃ • лН₂0, чаще бокситов. Сырье обжигают до плавле­ния в электрических дуговых или доменных печах при температуре более 1 500 °С или — реже — до спекания при температуре 1 200... 1 300 С во вращающихся печах. Полученный продукт после охлаждения размалывают в порошок. Вследствие высокой твёрдо- - сти помол сплава (клинкера) требует больших: затрат электроэнер­гии. Это одна из причин наряду с дефицитностью бокситового сы­рья, высокой стоимости и ограниченного производства глиноземи- ^! стого цемента (он в четыре-пять раз дороже портландцемента).

Основным по содержанию минералом глиноземистого цемента ⁵ является однокальциевый алюминат СаО ■ А1₂0₃(СА), определя­ющий его вяжущие свойства. В процессе твердения, протекающего аналогично твердению ПЦ, образуется высокопрочное вещество двухкальциевый гидроалюминат 2СаО • А1₂0₃ ■ 8Н₂0 в кристалличе­ской форме и гелевидная масса — гидроксида алюминия А1(ОН)₃.

Твердение глиноземистого цемента сопровождается значитель­ным тепловыделением — в 1,5 раза большим, чем тепловыделение твердеющего ПЦ. Особенно интенсивно теплота выделяется в те- ^: чение первых суток после затворения (до 70 % полной экзотермии). Но повышение температуры более 25...30 “С во время твердения приводит к перекристаллизации 2СаО А1₂0₃-8Н₂0 с уменьшени­ем объема новообразований и снижением в два-три раза прочности камня. Поэтому глиноземистый цемент нельзя применять в услови­ях сухого жаркого климата, при возведении массивных конструк­ций из-за саморазогрева бетона, а также подвергать тепловлаж­ностной обработке.

Тонкость помола глиноземистого цемента должна быть такой, чтобы остаток при просеве на сите с сеткой № 008 не превышал 10 % массы пробы.

Сроки схватывания: начало — не ранее 30 мин, окончание не позднее 12 ч. Характеризуясь примерно такими же сроками схва­тывания, как ПЦ, глиноземистый цемент набирает марочную проч­ность в трехсуточном возрасте, тогда как ПЦ — только через 28 сут

твердения. Марки глиноземистого цемента по прочности при сжа­тии, кгс/см²: 400, 500 и 600. За первые сутки твердения цемент на­бирает не менее 55 % марочной прочности.

Глиноземистый цемент по сравнению с ПЦ дает искусственный камень, более плотный и более стойкий в большинстве агрессив­ных сред: в растворах сульфатов кальция и магния, в морской и бо­лотной воде. Однако он быстро разрушается под действием щело­чей и его нельзя смешивать с известью или портландцементом. .

Глиноземистый цемент применяют при срочных аварийных и ремонтных работах, для изготовления жаростойких бетонов, вы­держивающих нагревание до температуры 1200 G, в качестве ком­понента расширяющихся цементов.

5Л.7. Расширяющиеся цементы

Твердение большинства гидравлических вяжущих на воздухе сопровождается усадкой — уменьшением линейных размеров и объема. Усадка может привести к растрескиванию бетона или рас­твора, особенно в протяженных Монолитных конструкциях. Избе­жать этого, а также плотно заделывать стыки между сборными эле­ментами конструкций, получать практически непроницаемый бе­тон возможно при использовании вяжущих, которые расширяются или хотя бы не дают усадки в начальный период твердения.

В настоящее время известно много видов расширяющихся, во­донепроницаемых и напрягающих цементов. Основа расширения чаще всего — образование гидросульфоалюмината кальция ЗСаО • А1₂0₃- 3CaS0₄-31H₂0, соединения, химически связывающе­го большое количество воды Н₂о за счет этого увеличивающего объем всей твердеющей массы. Расширяющиеся цементы представляют собой смешанные вяжущие,.состоящие из глиноземистого или ПЦ и компонентов, обеспечивающих образование гидросульфоалюми­ната кальция в количестве, достаточном для получения требуемого эффекта расширения. Наиболее широко используются гипсогли­ноземистый расширяющийся цемент и расширяющийся портланд­цемент.

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент получают, из­мельчая совместно высокоглиноземистый клинкер или сплав (70 /6)

и природный гипс (30 %). Цемент имеет удобные для строителей сроки схватывания: начало должно быть не ранее 20 мин, оконча* ние — не позднее 4 ч. Прочность стандартных растворных образ, цов после трех суток твердения составляет не менее 28 МПа. Рас-; шйренйе проявляется только при твердении в воде; набухание че? рез трое суток твердения находится в пределах 0,1 0,7 %.

Расширяющийся портландцемент (РПЦ) получают совмест­ным помолом портландцеМентНОго клинкера (60...65%), высоко­глиноземистого доменного шлака или глиноземистого клинкера (5...7%), двуводного гипса (7... 10%) и активной минеральной до< бавки (20... 25 %). Введение диатомита Или трепела ускоряет образо-. ванне гйдросульфоалюмййата кальция до схватывания цементного теста и обеспечивает расширение твердеющей системы в пласти­ческом состояний без возникновения опасных внутренних напряг жений. ■ ^л

Расширяющийся портландцемент отличается более быстрым нарастанием прочности, чем ПЦ, особенно при кратковременном пропаривании, высокой плотностью и водонепроницаемостью це­ментного камня — до 1,2 МПа и более. Цемент расширяется при твердении в воде и на воздухе при постоянном увлажнении в первые трое суток. Расширение в суточном возрасте составляет 0,2... 1,0 %.


5.2.
ИСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ РАСТВОРОВ БЕТОНОВ, МАСТИК