Виды, состав и применение сульфатостойких цементов
Содержание
- Клинкерные минералы и разрушение бетона
- Что такое сульфатостойкий бетон?
- Свойства
- Разновидности
- 4 Классификация и обозначения
- Виды материала
- Выгодное предложение
- Гидробетон – определение и виды
- Область применения
- 6 Требования безопасности
- 7 Правила приемки
- 8 Подтверждение соответствия уровня качества цемента
- Способы получения
- Как изготовить?
- Области применения
- Естественные природные и искусственные факторы воздействия на бетоны
- Требования и общие характеристики
- Предисловие
- 1 Область применения
- Вывод
Конструкции из бетона и железобетона являются прочными и надежными строительными элементами, однако они поддаются разрушениям и повреждениям в процессе эксплуатации. Деформации бетона или железобетона возникают под влиянием грунтовых вод, дождей, морозов, под воздействием химических веществ и подвижности грунта. Улучшить свойства смеси сможет сульфатостойкий цемент. При использовании сульфатостойкого цемента обеспечивается надежная защита зданий и сооружений от воздействий атмосферных осадков, в состав которых входят сульфаты. Применение такого цемента обеспечивает конструкцию устойчивостью к морозам, износостойкостью.
Сульфатостойкий бетон увеличивает надежность строительства.
Клинкерные минералы и разрушение бетона
Все типы цементов значительно различаются по минералогическому и химическому составу, так как различны источники сырья и соотношение сырьевых материалов.
Четыре вида минералов
Учеными разных стран предпринимались попытки контролирования свойств цементов для точной классификации по видам назначения и исключения процедуры постоянных физических испытаний. Но попытка установления предельных соотношений и количеств, взятых за основу четырёх клинкерных материалов оказалась неудачной. Причина неудачи в том, что минералогический состав сырья не может быть достаточно точным, не учитывает потребные свойства цемента, а значит контрольные физические испытания цемента необходимы.
Основные клинкерные минералы
- C2S — двухкальциевый и C3S — трёхкальциевый силикаты;
- C4AF четырехкальциевый алюмоферит;
- С3А -трехкальциевый алюминат.
Механизм разрушения бетона
Взаимодействуя с содержащей сульфаты водой алюминат С3А. образуется гидросульфоалюминат кальция с дальнейшей кристаллизацией в структуре бетона. Это приводит к расширению объёма с последующим разрушением бетона.
Подобная кристаллизация чаще всего наблюдается при большом количестве циклов затопления бетона с последующим высушиванием. В первую очередь это относится к гидротехническим сооружениям — мостовым опорам, заглубленным сваям, подтопленным фундаментам.
Даже кристаллы высолов на кирпичной стене способны привести к ее разрушению. Арматура железобетона тоже подвержена аналогичным процессам, для защиты от них применяются антикоррозионные добавки.
Что такое сульфатостойкий бетон?
Цемент сульфатостойкий или как его еще называют портландцемент, представляет собой строительный материал, в состав которого входит клинкер, силикат и трехкальцевый алюминат. Использование сульфатостойких цементов актуально в строительстве гидротехнических построек, так как они способны противостоять агрессивному воздействию атмосферных осадков с содержанием сульфатов.
Свойства
В сульфатостойком бетоне находятся клинкер, гипс и трехкальцевый алюминат, могут быть добавлены минеральные добавки. Трехкальцевый алюминат добавляют в бетонную смесь в количестве не более пяти процентов от общей массы, избыток материала провоцирует сульфатную коррозию. Отличительным свойством при работе сульфатосктойким бетоном является быстрое затвердевание цементно-песчаной смеси, что отрицательно сказывается на прочности готового изделия.
Разновидности
Сульфатостойкая цементно-песчаная смесь подразделяется на следующие виды:
- сульфатостойкий цемент с добавками;
- пуццолановое гидравлическое вяжущее вещество;
- шлакопортландцемент;
- сульфатостойкий портландцемент.
Портландцемент увеличивает сопротивляемость бетонных смесей к замораживанию и оттаиванию, если в них входят сульфаты, уменьшает воздействие агрессивных факторов в бетонном растворе, где содержится количество сульфатов, превышающих норму. Для улучшения качества портландцемента в цементно-песчаное месиво добавляют минеральные добавки и выбирают подходящий метод приготовления цемента для определенных условий строительства зданий и сооружений.
4 Классификация и обозначения
4.1 Классификация цементов по типам, классам и подклассам прочности должна соответствовать ГОСТ 30515 с дополнительным обозначением сульфатостойкости «СС» и таблице 1 настоящего стандарта.
4.2 По вещественному составу цементы подразделяют на типы:
ЦЕМ I СС — сульфатостойкий портландцемент;
ЦЕМ II/А СС и ЦЕМ II/В СС — сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками;
ЦЕМ Ill/A СС — сульфатостойкий шлакопортландцемент.
4.3 Типы, классы и подклассы прочности сульфатостойких цементов, а также разрешенные к применению добавки — основные компоненты цемента указаны в таблице 1.
Таблица 1
Наименование цемента |
Тип цемента |
Применяемые классы и подклассы прочности |
Разрешенные минеральные добавки — основные компоненты |
Сульфатостойкий портландцемент |
ЦЕМ I СС |
32,5Н; 32,5Б; 42,5Н; 42,5Б |
Не допускаются |
Сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками |
ЦЕМ II/А-Ш СС |
32,5Н; 32,5Б; 42,5Н |
Доменный гранулированный шлак |
ЦЕМ II/А-П СС |
Пуццолана |
||
ЦЕМ II/А-К(Ш-П) СС |
Смесь шлака с пуццоланой или микрокремнеземом |
||
Сульфатостойкий шлакопортландцемент |
ЦЕМ Ill/A СС |
32,5Н; 32,5Б; 42,5Н |
Доменный гранулированный шлак |
Примечание — Типы, классы и подклассы прочности — по ГОСТ 31108. |
4.4 Условное обозначение цемента должно состоять:
— из наименования цемента по 4.2 и таблице 1;
— обозначения типа цемента по таблице 1;
— класса и подкласса прочности;
— обозначения сульфатостойкости «СС»;
— обозначения настоящего стандарта.
Пример условного обозначения сульфатостойкого портландцемента класса прочности 42,5 быстротвердеющего:
Сульфатостойкий портландцемент ЦЕМ I 42,5Б СС ГОСТ 22266-2013.
То же условного обозначения сульфатостойкого портландцемента с добавкой пуццоланы класса прочности 32,5 нормальнотвердеющего:
Сульфатостойкий портландцемент с пуццоланой ЦЕМ II/А-П 32,5Н СС ГОСТ 22266-2013.
Допускается опускать в условном обозначении цемента его наименование.
Пример условного обозначения 1:
ЦЕМ I 42,5Б СС ГОСТ 22266-2013.
Пример условного обозначения 2:
ЦЕМ II/А-П 32,5Н СС ГОСТ 22266-2013.
Условные обозначения пластифицированных или гидрофобизированных цементов должны дополнительно включать в себя обозначение пластификации «ПЛ» или гидрофобизации «ГФ», помещаемые перед номером настоящего стандарта.
Пример условного обозначения пластифицированного сульфатостойкого портландцемента класса прочности 42,5 нормальнотвердеющего:
Сульфатостойкий портландцемент ЦЕМ I 42,5Н СС ПЛ ГОСТ 22266-2013 или ЦЕМ I 42,5Н СС ПЛ ГОСТ 22266-2013.
То же гидрофобизированного сульфатостойкого портландцемента с содержанием шлака от 20% до 35%, класса прочности 32,5, нормальнотвердеющего:
Сульфатостойкий портландцемент со шлаком ЦЕМ II/В-Ш 32,5Н СС ГФ ГОСТ 22266-2013 или ЦЕМ II/В-Ш 32,5Н СС ГФ ГОСТ 22266-2013.
Условное обозначение цемента, в котором содержание щелочных оксидов не превышает 0,6% его массы, дополняют словом «низкощелочной» или обозначением «НЩ».
Пример условного обозначения сульфатостойкого портландцемента, класса прочности 32,5, быстротвердеющего, низкощелочного, пластифицированного:
ЦЕМ I 32,5Б СС НЩ ПЛ ГОСТ 22266-2013.
Виды материала
- Пуццолановый цемент. Его основу составляет доменный шлак и вулканические породы (пуццоланы). Среди последних компонентов выделяются туф, пемза, вулканический пепел. Это активные минеральные добавки, обеспечивающие сульфатостойкость. Данный материал не предназначен для условий с циклической влажностью.
- Портландцемент с повышенной стойкостью к сульфатам. Изготавливается с добавлением в марку М400 минеральных добавок. Материал медленно затвердевает с постепенным набором прочности и пониженным выделением тепла при схватывании. Применять его можно в любых эксплуатационных условиях.
- Портландцемент с повышенным содержанием сульфатостойких минеральных веществ. Содержание добавок составляет 6-10%. Выпускается материал марок М400 и М500. Отличается он повышенной морозостойкостью и устойчивостью к циклической влажности.
- Сульфатостойкий шлакопортландцемент. Это смесь доменных шлаков с клинкером из портландцемента с добавлением алюминатов. Важное требование — шлак не должен состоять более чем из 10% оксида алюминия. Выпускается материал марок М300 и М400. Имеет высокую сульфатостойкость, но боится морозов.
Помимо подразделения по составу, рассматриваемый цемент имеет градацию по прочности на сжатие. Данный показатель вводится в маркировку — от М200 до М500.
Выгодное предложение
Группа BESTO — опытный профессиональный поставщик практически всех видов цемента, в том числе фасованного в мешки сульфатостойкого цемента.
Свойства этого специального цемента не хуже других марок в обычном строительстве, но при возникновении непредусмотренных обстоятельств у застройщика появляется дополнительная уверенность в качестве и долговечности возводимого с применением сульфатостойкого цемента строения.
Наша цена на цемент с защитными свойствами аналогична цене на другие марки, а это означает приобретение материала с бесплатными дополнительными улучшенными свойствами.
Гидробетон – определение и виды
Гидробетоном называют один из строительных растворов, принадлежащих категории тяжелых бетонов. К ней относится гидротехнический бетон М200. Изготовленные из смеси конструкции остаются устойчивыми и прочными как в пресной, так и в соленой морской воде.
Существует несколько видов гидробетона, различных по способу использования:
- подводный – материал, сооружения из которого в течение всего срока эксплуатации соприкасаются с водой, испытывая на себе ее воздействие;
- периодически контактирующий с водой – из такого материала строят конструкции, которые подвергаются воздействию влаги с перерывами, но при разных температурах;
- надводный – материал рассчитан на использование с непрерывным влиянием водяного пара.
Область применения
Благодаря компонентам входящим в состав сульфатостойкого цемента, конструкции, изготовленные на его основе, характеризуются как «весьма устойчивые к неблагоприятным природным и вредным химическим факторам» – сооружения не разрушаются от переменчивой влаги и перепадов температуры. В связи с этим сульфатостойкие цементы экономически целесообразно примять для производства и возведения:
- Ответственных бетонных и железобетонных конструкций;
- Предварительно напряженных конструкций;
- Гидротехнических сооружений работающих в условиях сульфатной коррозии при переменном уровне воды;
- Производства свай;
- Строительства опор мостовых переходов и опор молов подвергающихся воздействию минерализованных вод.
Другими словами, данный строительный материал получил широкую популярность в странах, где климатические условия и состояние грунтов диктуют свои законы строителям.
6 Требования безопасности
6.1 Удельная эффективная активность естественных радионуклидов в цементе должна быть не более 370 Бк/кг, а используемых при изготовлении цемента минеральных добавок — не более 740 Бк/кг.
6.2 При изготовлении и применении цемента должны выполняться требования гигиенических норм, установленных уполномоченным органом на территории государства, требования безопасности действующего в стране технического регламента.
6.3 Не допускается вводить в цемент технологические или специальные добавки, повышающие класс опасности цементов.
7 Правила приемки
7.1 Приемку цемента, в том числе приемку в потоке, проводят по ГОСТ 30515 с дополнениями, приведенными в таблице 5.
Таблица 5
7.2 Каждая партия цемента или ее часть, поставляемая в один адрес, должна сопровождаться документом о качестве по ГОСТ 30515.
8 Подтверждение соответствия уровня качества цемента
8.1 Оценку соответствия уровня качества требованиям настоящего стандарта проводят по ГОСТ 30515 с дополнениями, приведенными в таблице 6.
Таблица 6
Наименование показателя |
Тип цемента |
Статистический метод подтверждения уровня качества |
|
Оценка по переменным |
Оценка по приемочному числу |
||
Способы получения
Гидравлическое вяжущее вещество получают двумя способами. Первый способ – изготовление цементного раствора с добавлением специальных минеральных добавок. Второй способ — использование сульфатостойких цементо-песчанных примесей, из-за которых обеспечивается надежность и защита конструкций на протяжении срока эксплуатации.
Раствор со стойкими сульфатами достигает своей окончательной прочности на протяжении двадцати восьми дней. Для получения портландцемента используют смесь шлака в количестве двадцати процентов. Для шлакопортладцемента допускается замена шлака на золу в количестве не превышающем десяти процентов массы раствора. Применение добавок, в объеме превышающих норму, уменьшает прочность раствора и увеличивает хрупкость сооружений, что приводит к разрушениям. Изготовление такого раствора должно соответствовать нормам государственного стандарта.
Как изготовить?
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.
Области применения
Применение портландцемента актуально при возведении подводных или подземных конструкций, для строительства зданий и сооружений, которые поддаются воздействию большого количества атмосферных осадков с содержанием сульфатов. Свойства устойчивого сульфатного бетона обеспечивают защиту конструкций от внешних природных и химических факторов.
Естественные природные и искусственные факторы воздействия на бетоны
Воздействие на открытые части бетона несколько отличается от факторов, влияющих на долговечность подземной части бетонных конструкций, — отсюда очень условное разделение на две основные группы воздействия.
Надземная часть
Виды воздействия на открытые элементы железобетонных изделий:
- Атмосферные явления и естественные природные процессы в виде осадков, изменений температуры воздуха, количества циклов замораживания и оттаивания, явлений приливов, отливов, паводков, затоплений;
- Деформационные явления температурного характера — вспучивание грунтов от мороза, естественная либо технологическая деформация грунтов от нагрузок; действие агрессивных жидкостей и газов нефтепродуктов, кислот.
Подземная часть
Заглубленные в землю части бетонных конструкций подвергаются многочисленным разовым и систематическим воздействиям разрушающего характера:
- морозное пучение грунтов;
- сейсмические природные явления;
- давление и неравномерность уровня грунтовых вод;
- нестабильный и нерегулируемый химический состав подземных вод.
Требования и общие характеристики
Гидротехнические бетонные конструкции условно классифицируют по следующим признакам:
- Те, которые постоянно находятся под водой – подводные.
- В условиях переменного омывания – надводные.
- Если соприкосновение с водой происходит частично – эпизодные.
Кроме этого, бывают бетоны для массивных и простых сооружений, а также для напорных и безнапорных конструкций. Для каждого назначения подбирают специальный состав компонентов, который будут отвечать физико-механическим свойствам.
В отличие от других видов, гидробетоны испытывают на прочность через 180 суток. Для водной среды такой материал должен отвечать следующим характеристикам:
- класс бетона минимум B10;
- марка – М150 и выше;
- показатель водонепроницаемости – до W8;
- марка по морозостойкости – до F300.
Цикл оттаивания и замораживания важны для тех составов, которые будут эксплуатироваться на территории с отрицательной температурой. Особенное внимание уделяется такому показателю в северных регионах. Для минимизации появления трещин необходимо проводить испытания на осевое растяжение и усадку.
Предисловие
Предисловие
Цели, основные принципы и основной порядок работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены»
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН ООО Фирма «ЦЕМИСКОН»
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 44-2013 от 14 ноября 2013 г.)
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97 |
Код страны по |
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации |
Азербайджан |
Азстандарт |
|
Армения |
AM |
Минэкономики Республики Армения |
Беларусь |
BY |
Госстандарт Республики Беларусь |
Казахстан |
KZ |
Госстандарт Республики Казахстан |
Киргизия |
KG |
Кыргызстандарт |
Молдова |
MD |
Молдова-Стандарт |
Россия |
RU |
Росстандарт |
Таджикистан |
TJ |
Таджикстандарт |
(Поправка*. ИУС N 10-2015).
_________________________
* См. ярлык «Примечания».
4 Настоящий стандарт соответствует следующим европейским региональным стандартам: EN 197-1:2011* Cement — Part 1: Composition, specification and conforming criteria for common cements (Цемент. Часть 1: Состав, технические требования и критерии соответствия обычных цементов); EN 197-2:2000 Cement — Part 2: Conformity evaluation (Цемент. Часть 2: Подтверждение соответствия) в части классификации цементов по вещественному составу и прочности
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.
5 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 11 июня 2014 г. N 653-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 22266-2013 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2015 г.
6 ВЗАМЕН ГОСТ 22266-94
ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 10, 2015 год
Поправка внесена изготовителем базы данных
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на сульфатостойкие цементы (далее — цементы), предназначенные для изготовления бетонных и железобетонных изделий и конструкций, обладающих повышенной коррозионной стойкостью при воздействии сред, агрессивных по содержанию сульфатов.
Вывод
Портландцемент является неотъемлемым материалом в строительстве зданий и сооружений, которые находятся в местности с переменчивой влагой и температурным режимом.
Однако стоит помнить, что выбирая материал, первым делом обращают внимание на его состав, ведь для разных почв потребуются соответствующие портландцементы.