Портландцемент (страница 3 из 4)
Показатели качества и свойства
В настоящее время в Российской Федерации параллельно действуют две группы стандартов, в которых установлены технические условия на цементы и методы их испытания. Первая группа стандартов была разработана в СССР в 70–80-х гг. XX в, вторая сформировалась относительно недавно и практически полностью заимствована из европейских стандартов EN 196 и EN 197 (таблица 6.7).
Таблица 6.7
Стандарты РФ, регламентирующие показатели качества и методы испытания портландцемента
| Группа стандартов | «Старая» нормативная база, разработанная в СССР | «Новая» нормативная база, гармонизированная с EN |
| Технические условия | ГОСТ 10178–85 | ГОСТ 30515–2013 ГОСТ 31108–2003 |
| Методы испытания | ГОСТ 310.1 – ГОСТ 310.6 | ГОСТ 30744–2001 |
Основу классификации портландцементов по видам и типам составляет их вещественный состав (таблица 6.8).
Таблица 6.8
Классификация цементов на основе портландцементного клинкера по вещественному составу
| № п/п | Виды цементов (по «старым» стандартам) | Типы цементов (по «новым» стандартам) |
| 1 | Портландцемент – ПЦ–Д0* (без минеральных добавок) | ЦЕМ I – портландцемент |
| 2 | Портландцемент с добавками – ПЦ–Д5, ПЦ–Д20* (с АМД** не более 20%) | ЦЕМ II – портландцемент с минеральными добавками (с АМД** и известняком 6…20%, со шлаком 6…35%) |
| 3 | Шлакопортландцемент – ШПЦ (с добавками гранулированного шлака 21…80%) | ЦЕМ III – шлакопортландцемент (с добавками гранулированного шлака 36…65%) |
| 4 | Пуццолановый портландцемент – ППЦ (с кислыми АМД 21…40%) – исключен из ГОСТ 22266 с 01.01.2015 г. | ЦЕМ IV – пуццолановый цемент (с кислыми АМД 21…35%) |
| 5 | Аналогов нет | ЦЕМ V – композиционный цемент (содержит смесь минеральных добавок 22…60%) |
* – Наличие минеральных добавок обозначается буквой «Д»: Д0, Д5, Д20, цифра обозначает количество добавки (по массе);
** – АМД – активная минеральная добавка.
Цементы типа II в зависимости от содержания минеральных добавок делятся на подтипы А с содержанием минеральных добавок 6…20% и В – 21…35% (см. таблицу 6.9).
Таблица 6.9
Вещественный состав цементов по ГОСТ 31108–2003
| Тип цемента | Наименование цемента | Сокращенное обозначение цемента | Вещественный состав цемента, % массы | |||||||
| Основные компоненты | Вспомогательные компоненты | |||||||||
| Портландцементный клинкер | Шлак | Пуццолан | Зола-уноса | Глиеж илобожженный сланец | Микрокремнезем | Известняк | ||||
| Кл | Ш | П | З | Г | МК | И | ||||
| ЦЕМ I | Портландцемент | ЦЕМ I | 95-100 | — | — | — | — | — | — | 0-5 |
| ЦЕМ II | Портландцемент с минеральными добавками: | |||||||||
| шлаком | ЦЕМ II/А-Ш | 80-94 | 6-20 | — | — | — | — | — | 0-5 | |
| ЦЕМ II/В-Ш | 65-79 | 21-35 | — | — | — | — | — | 0-5 | ||
| пуццоланом | ЦЕМ II/А-П | 80-94 | — | 6-20 | — | — | — | — | 0-5 | |
| золой-уноса | ЦЕМ II/А-З | 80-94 | — | — | 6-20 | — | — | — | 0-5 | |
| глиежем или обожженным сланцем | ЦЕМ II/А-Г | 80-94 | — | — | — | 6-20 | — | — | 0-5 | |
| микрокремнеземом | ЦЕМ II/А-МК | 90-94 | — | — | — | — | 6-10 | — | 0-5 | |
| известняком | ЦЕМ II/А-И | 80-94 | — | — | — | — | — | 6-20 | 0-5 | |
| композиционный портландцемент | ЦЕМ II/А-К | 80-94 | 6-20 | 0-5 | ||||||
| ЦЕМ III | Шлакопортландцемент | ЦЕМ III/A | 35-64 | 36-65 | — | — | — | — | — | 0-5 |
| ЦЕМ IV | Пуццолановый цемент | ЦЕМ IV/A | 65-79 | — | 21-35 | — | 0-5 | |||
| ЦЕМ V | Композиционный цемент | ЦЕМ V/A | 40-78 | 11-30 | 11-30 | — | — | — | 0-5 | |
ГОСТ 30515–2013 нормируемые показатели качества общестроительных цементов на основе портландцементного клинкера подразделяет на обязательные и рекомендуемые. К обязательным относят: прочность, вещественный состав, равномерность изменения объема, начало схватывания, содержание в клинкере оксида магния (MgO), оксида серы (VI) – SO3, хлор-иона (Cl–), удельную эффективную активность естественных радионуклидов. К рекомендуемым показателям относят: конец схватывания, тонкость помола, содержание в клинкере свободного оксида кальция. Основные показатели качества по «старым» и «новым» стандартам приведены в таблице 6.10.
Таблица 6.10
Показатели качества портландцемента
| Наименование показателя | Значение показателя | |
| ГОСТ 10178–85 | ГОСТ 31108–2003 | |
| Прочность | Установлены марки по прочности (кгс/см2): 300; 400; 500; 550; 600. | Установлены классы по прочности (МПа): 22,5Н; 32,5Н; 32,5Б; 42,5Н; 42,5Б; 52,5Н; 52,5Б |
| Вещественный состав | См. табл. 6.8. | См. табл. 6.8–6.9 |
| Сроки схватывания: начало, мин, не ране конец, ч, не позднее | 45 | 45, 60, 75 в зависимости от класса прочности цемента (см. табл. 6.12) |
| 10 | Не нормируется | |
| Тонкость помола | При просеивании пробы через сито № 008 должно проходить не менее 85% массы пробы | Не нормируется |
| Равномерность изменения объема | Визуальная оценка по результатам кипячения в течение 3-х часов лепешек, изготовленных и цементного теста нормальной густоты | Инструментальная оценка при помощи колец Ле-Шателье (расхождение индикаторных игл не более 10 мм) |
| Массовая доля SO3, % | Не менее 1,0…1,5, не более 3,5…4,0 в зависимости от марки и вида цемента | Не более 3,5…4,0 в зависимости от класса цемента |
| Массовая доля MgO, % | Не более 5% | Не более 5% |
| Содержание хлор-иона Cl–, % | Не нормируется | Не более 0,1 |
Истинная плотность портландцемента 3100…3200 кг/м3. Насыпная плотность в рыхлом состоянии – 900…1100 кг/м3, в уплотненном состоянии – 1400…1700 кг/м3, в среднем для расчетов принимают насыпную плотность 1300 кг/м3.
Тонкость помола цемента определяет скорость твердения и прочность цементного камня, а также влияет на интенсивность тепловыделения. Тонкость помола – важнейший рычаг регулирования активности цемента. По ГОСТ 10178–85 она должна быть такой, чтобы через сито № 008 с размером ячеек 80 мкм проходило не менее 85% массы просеиваемой пробы. При этом удельная поверхность составляет Sуд=2500…3000 см2/г (или 250…300 м2/кг).ГОСТ 31108–2003 требований к тонкости помола не устанавливает.
Водопотребностьпортландцемента (нормальная густота) характеризуется количеством воды, % массы цемента, необходимым для получения цементного теста нормальной густоты. В среднем она составляет 24…28%. При введении активных минеральных добавок водопотребность цемента повышается и может достигать 32…37%. Нормальную густоту находят подбором и определяют по глубине погружения в цементное тесто пестика прибора Вика при стандартном испытании.
Сроки схватывания цементов (начало и конец схватывания) определяют с помощью прибора Вика на цементном тесте нормальной густоты. На сроки схватывания существенно влияет минеральный состав цемента, его водопотребность и тонкость помола. На производстве сроки схватывания регулируют использованием добавок – ускорителей и замедлителей схватывания.
Равномерность изменения объема при твердении цемента в соответствии с ГОСТ 310.3–76 определяется путем визуальной оценки состояния образцов-лепешек, изготовленных из цементного теста нормальной густоты, после испытания кипячением в течение 3-х часов. ГОСТ 30744–2001 предполагает инструментальную оценку данного показателя при помощи колец Ле-Шателье. К неравномерному изменению объема приводят местные деформации, вызываемые расширением свободных СаО и MgО при их взаимодействии с водой.
Марка (класс) по прочности – основной показатель качества портландцемента. Прочность контролируется испытанием на изгиб и сжатие стандартных образцов–балочек размером 4×4×16 см, изготовленных из цементно-песчаного раствора, через 28 суток твердения. В результате определяется активность цемента – фактическая прочность на сжатие образцов цементно-песчаного раствора. На основании активности цемента устанавливается его марка по ГОСТ 10178–85 (таблица 6.11) или класс по ГОСТ 31108–2003 ((таблица 6.12).
ГОСТ 10178–85 устанавливает пять марок портландцемента по прочности. Численно марка указывает на минимально допустимую активность цемента и выражается в кгс/см2. Для той или иной марки необходимо обеспечить минимальную прочность при изгибе и при сжатии (таблица 6.11).
Таблица 6.11
Требования к прочности образцов по ГОСТ 10178–85
| Марка портландцемента | Предел прочности, МПа (кгс/см2), в возрасте 28 суток, не менее | |
| изгиб | сжатие | |
| 300 | 4,4 (45) | 29,4 (300) |
| 400 | 5,4 (55) | 39,2 (400) |
| 500 | 5,9 (60) | 49,0 (500) |
| 550 | 6,1 (62) | 53,9 (550) |
| 600 | 6,4 (65) | 58,8 (600) |
ГОСТ 31108–2003 предусматривает разделение цементов по классам прочности. Цементы всех классов, кроме 22,5Н, подразделяют по скорости твердения на подклассы: нормально твердеющие (индекс Н) и быстротвердеющие (индекс Б). Числовое значение класса выражено в МПа. Для цементов любого класса в обязательном порядке должна быть обеспечена прочность в промежуточном возрасте (2 или 7 суток).
Таблица 6.12
Требования к свойствам цементов по ГОСТ 31108–2003
| Класс прочности цемента | Предел прочности на сжатие, МПа, в возрасте | Начало схватывания, мин, не ранее | |||
| 2 сут, не менее | 7 сут, не менее | 28 сут | |||
| не менее | не более | ||||
| 22,5Н | — | 11 | 22,5 | 42,5 | 75 |
| 32,5Н | — | 16 | 32,5 | 52,5 | |
| 32,5Б | 10 | — | |||
| 42,5Н | 10 | — | 42,5 | 62,5 | 60 |
| 42,5Б | 20 | — | |||
| 52,5Н | 20 | — | 52,5 | — | 45 |
| 52,5Б | 30 | — | |||
При назначении класса цемента по прочности учитывается только прочность цемента при сжатии, прочность при изгибе значения не имеет.
Методики определения активности портландцемента для установления марки или класса отличаются. Основные отличия заключаются в различном водоцементном отношении раствора, использовании песков с разным гранулометрическим составом, способе уплотнения раствора. В среднем активность цемента, определенная по ГОСТ 30744–2001, составляет 77…98% (в зависимости от марки цемента) активности, определенной по ГОСТ 310.4–81. На практике удобно пользоваться таблицей соответствия между классами и марками цемента (таблица 6.13).
Таблица 6.13
Усредненное соотношение между марками цемента по ГОСТ 10178–85 и классами цемента по ГОСТ 31108–2003
| Класс цемента по ГОСТ 31108–2003 | 22,5 | 32,5 | 42,5 | 52,5 |
| Марка цемента по ГОСТ 10178–85 | 300 | 400 | 500; 550 | 550; 600 |
Согласно ГОСТ 10178–85, условное обозначение цемента должно состоять из наименования вида цемента, марки по прочности, обозначения максимального содержания добавок в цементе, обозначения быстротвердеющего цемента, номера стандарта. Пример условного обозначения портландцемента марки 500, бездобавочного:
ПЦ 500–Д0 ГОСТ 10178–85.
Согласно ГОСТ 31108–2003, условное обозначение цементов должно включать: наименование цемента, сокращенное обозначение цемента, включающее обозначение типа и подтипа цемента и вида добавки, класс прочности, обозначение подкласса, номер стандарта. Пример условного обозначения портландцемента класса 42,5 быстротвердеющего, бездобавочного:
Портландцемент ЦЕМ I 42,5Б ГОСТ 31108–2003.
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 595; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!