Требования к портландцементу и шлакопортландцементу

⇐ ПредыдущаяСтр 83 из 209Следующая ⇒

В соответствии с ГОСТ 10178 основными нормируемыми свойствами цемента или портландцемента являются: прочность (марка) цемента, тонкость помола, водопотребность (нормальная густота цементного теста), сроки схватывания, равномерность изменения объема. При необходимости оценивают и другие свойства: плотность и насыпную плотность, тепловыделение, стойкость в различных условиях среды и т.п.

Тонкость помола — один из факторов, определяющих быстроту твердения и прочность цементного камня. Обычный портландцемент измельчают довольно тонко — остаток на сите № 008 (4900отв/см²) не должен превышать 15%, что соответствует удельной поверхности цемента 2500...3000 см²/г.

Водопотребность портландцемента характеризуется количеством воды (% массы цемента), которое необходимо для получения цементного теста нормальной густоты, т. е. заранее заданной стандартной консистенции, определяемой погружением в тесто цилиндра пестика прибора Вика. Водопотребность зависит от минералогического состава и тонкости помола цемента и для бездобавочного портландцемента колеблется в пределах 22...26 %.

Сроки схватывания и равномерность изменения объема цемента определяют на тесте нормальной густоты. Начало схватывания цементного теста должно наступать не ранее 45 мин, а конец схватывания — не позднее 10 ч. Сроки схватывания определяют с помощью прибора Вика путем погружения иглы этого прибора в тесто нормальной густоты. Для получения нормальных сроков схватывания при помоле клинкера вводят добавку двуводного гипса, а в случае необходимости — специальные добавки — замедлители или ускорители схватывания.

Процесс твердения цементного камня сопровождается объемными деформациями: набуханием при твердении в воде, усадкой при твердении на воздухе. Эти неизбежные изменения объема учитываются в производстве строительных работ, предусматривая устройство усадочных швов. Неравномерное изменение объема цементного камня при твердении связано с наличием в клинкере свободных оксидов кальция и магния, которые при гидратации расширяются, вызывая местные деформации. По стандарту равномерность изменения объема определяют в образцах-лепешках, изготовленных из теста нормальной густоты, которые через 24 ч предварительного твердения кипятят 3 ч в воде. Лепешки не должны деформироваться, на них не допускаются радиальные трещины. Цемент, не обладающий равномерностью изменения объема, нельзя применять в строительстве.

Прочность (активность) портландцемента является главным свойством, характеризующим его качество. В зависимости от предела прочности при сжатии и с учетом предела прочности при изгибе стандартных образцов-балочек через 28 сут твердения портландцемент разделяют на марки: 400, 500, 550, 600 (см. табл. 3.9). Фактическую прочность, полученную при испытании на осевое сжатие половинок указанных образцов, называют активностью цемента.

Таблица 3.9

Требования к прочности (активности) портландцемента и шлакопортландцемента

Обозначение вида цемента*	Гаранти-рованная марка	Предел прочности, МПа (кгс/см²), не менее
при изгибе в возрасте, сут	при сжатии в возрасте, сут

ПЦ-Д0,ПЦ-Д5,		—	4,4 (45)	—	29,4 (300)
ПЦ-Д20, ШПЦ		—	5,4 (55)	—	39,2 (400)
		—	5,9 (60)	—	49,0 (500)
		—	6,1 (62)	—	53,9 (550)
		—	6,4 (65)	—	58,8 (600)
ПЦ-Д20-Б		3,9 (40)	5,4 (55)	24,5 (250)	39,2 (400)
		4,4 (45)	5,9 (60)	27,5 (280)	49,0 (500)
ШПЦ-Б		3,4 (35)	5,4 (55)	21,5 (220)	39,2 (400)

*Примечание:

Условное обозначение цемента по ГОСТ 10178 должно состоять из:

- наименования вида цемента – ПЦ (портландцемент), ШПЦ (шлакопортландцемент);

- марки цемента;

- обозначения максимального содержания добавок в портландцементе: Д0, Д5, Д20 - без минеральных добавок, с минеральными добавками до 5 и до 20%, соответственно (содержание доменного гранулированного или электротермофосфорного шлака в шлакопортландцементе составляет от 20 до 80%).

Для цементов, обладающих специальными свойствами, к условному обозначению добавляются следующие буквы:

- для быстротвердеющего цемента — Б;

- обозначения пластификации и гидрофобизации цемента — ПЛ, ГФ;

- обозначения цемента, полученного на основе клинкера нормированного состава (предназначен для транспортных сооружений) - Н;

В конце условного обозначения цемента ставится обозначение стандарта – ГОСТ 10178.

Пример условного обозначения портландцемента марки 500, без минеральных добавок, полученного на основе клинкера нормированного состава:

ПЦ 500-Д0-Н ГОСТ 10178-85*.

Прочность цемента при нормальных условиях твердения наиболее интенсивно нарастает в первые 7 сут твердения. Уже к 3 сут она составляет 30...50 %, а к 7 сут —60...80 % от прочности на 28 сутки. В дальнейшем рост прочности замедляется, но, при благоприятных условиях, продолжается длительное время (месяцы, годы), следуя зависимости, близкой к логарифмической.

По эффективности при пропаривании цемент делится на три группы, требования к которым приведены в табл. 3.10.

Важным, но не нормируемым свойством цемента является его тепловыделение при твердении, которое зависит от минералогического состава и тонкости помола и составляет через 7 сут твердения приблизительно 170...340 кДж/кг цемента. При полной гидратации 1 кг С₃А выделяет 1090 кДж, C₃S —670 кДж, C₄AF — 570 кДж и C₂S — 353 кДж теплоты. При изготовлении тонких бетонных конструкций теплота гидратации быстро рассеивается и не вызывает существенного разогрева бетона. При возведении массивных бетонных конструкций (плотины, фундаменты, толстые стены и т. д.) возможно повышение температуры до 50 °С и более, что может вызвать значительные перепады температур в наружных и внутренних зонах, возникновение температурных напряжений, которые нередко являются причиной появления трещин в бетоне. В некоторых случаях, например при бетонировании конструкций в холодное время, повышенное тепловыделение играет положительную роль, способствуя поддержанию положительной температуры бетона.

Таблица 3.10

Требования к пределу прочности цементов после пропаривания

(ГОСТ 10178)

Группа по эффективности пропаривания	Вид цемента	Предел прочности при сжатии после пропаривания, МПа (кгс/см²), для цемента марок
			550-600
	ПЦ ШПЦ	Более 23 (230) Более 21 (210)	Более 27 (270) Более 25 (250)	Более 32 (320) Более 30 (300)	Более 38 (380) —
	ПЦ ШПЦ	От 20 до 23 (от 200 до 230) От 18 до 21 (от 180 до 210)	От 24 до 27 (от 240 до 270) От 22 до 25 (от 220 до 250)	От 28 до 32 (от 280 до 320) От 26 до 30 (от 260 до 300)	От 33 до 38 (от 330 до 380) —
	ПЦ ШПЦ	Менее 20 (200) Менее 18 (180)	Менее 24 (240) Менее 22 (220)	Менее 28 (280) Менее 26 (260)	Менее 33 (330) —

Примечание: для портландцемента и шлакопортландцемента режим пропаривания принят одинаковым в соответствии с ГОСТ 310.4; общая продолжительность 12—13 ч при температуре 80°С.

Массовая доля ангидрида серной кислоты (SO₃), характеризующая содержание гипса в цементе, должна соответствовать требованиям таблицы 3.11.

При производстве цемента для интенсификации процесса помола допускается введение технологических добавок, не ухудшающих качества цемента, в количестве не более 1 %, в том числе органических не более 0,15 % массы цемента. Следует, однако, учитывать, что применение цементов, измельчённых с интенсификаторами помола, нежелательно в бетонах, содержащих пластифицирующие и воздухововлекающие добавки, т.е. в бетонах, предназначенных для транспортного строительства. Применение подобных цементов в указанных бетонах вызывает неконтролируемое изменение свойств бетонной смеси.

То же относится и к пластифицированному и гидрофобному цементу.

Таблица 3.11

Требования к содержанию в цементе ангидрида серной кислоты

(ГОСТ 10178)

Обозначение вида цемента	SO₃, % по массе
	не менее	не более
ПЦ 400-Д0, ПЦ 500-Д0, ПЦ З00-Д5, ПЦ 400-Д5, ПЦ 500-Д5, ПЦ 300-Д20, ПЦ 400-Д20, ПЦ 500-Д20.	1,0	3,5
ПЦ 550-Д0, ПЦ 600-Д0, ПЦ 550-Д5, ПЦ 600-Д5, ПЦ 550-Д20, ПЦ 600-Д20, ПЦ 400-Д20-Б, ПЦ 500-Д20-Б	1,5	4,0
ШПЦ 300, ШПЦ 400, ШПЦ 500, ШПЦ 400-Б	1,0	4,0

Согласно ГОСТ 10178, допускается введение в цемент пластифицирующих или гидрофобизирующих поверхностноактивных добавок в количестве не более 0,3 % массы цемента в пересчете на сухое вещество добавки.

Подвижность цементно-песчаного раствора состава 1:3 из пластифицированных цементов всех видов должна быть такой, чтобы при водоцементном отношении, равном 0,4, расплыв стандартного конуса был не менее 135 мм.

Гидрофобный цемент не должен впитывать в себя воду в течение 5 мин от момента нанесения капли воды на поверхность цемента.

Эффективность применения технологических добавок, а также отсутствие отрицательного влияния их на свойства бетона должны быть подтверждены результатами испытаний цемента и бетона.

Согласно ГОСТ 10178, для бетона дорожных и аэродромных покрытий, мостовых конструкций, железобетонных напорных и безнапорных труб, железобетонных шпал, стоек опор высоковольтных линий злектропередач, контактной сети железнодорожного транспорта и освещения следует поставлять цемент, изготовляемый на основе клинкера нормированного состава с содержанием трехкальциевого алюмината (С₃А) в количестве не более 8 % по массе.

Для этих изделий по согласованию с потребителем необходимо поставлять один из следующих видов цемента:

ПЦ 400-Д0-Н, ПЦ 500-Д0-Н - для всех изделий;

ПЦ 500-Д5-Н - для труб, шпал, опор, мостовых конструкций независимо от вида добавки. Для напорных труб необходимо поставлять цемент I или II группы по эффективности пропаривания;

ПЦ 400-Д20-Н, ПЦ 500-Д20-Н - для бетона дорожных и аэродромных покрытий при применении в качестве добавки гранулированного шлака не более 15 %.

Начало схватывания портландцемента для бетона дорожных и аэродромных покрытий должно наступать не ранее 2 ч, портландцемента для труб — не ранее 2 ч 15 мин от начала затворения цемента. По согласованию изготовителя с потребителем допускаются иные сроки схватывания.

Удельная поверхность портландцемента с добавкой шлака для бетона дорожных и аэродромных покрытий должна быть не менее 280 м²/кг.

Массовая доля щелочных оксидов (Na₂O и К₂О) в пересчете на Na₂О (Na₂O + 0,658К₂О) в цементах, предназначенных для изготовления массивных бетонных и железобетонных сооружений с использованием реакционноспособного заполнителя, устанавливается по согласованию с потребителем. В портландцементе, предназначенном для дорожных одежд и искусственных сооружений массовая доля щелочных оксидов допускается не более 0,8 и 0,6, соответственно (ОСТ 218.2.001-2002).

Согласно Европейскому стандарту EN 197-1 цементы подразделяются на три класса стандартной прочности на сжатие, определяемой в соответствии с EN 196-1 в возрасте 28 суток: 32,5; 42,5 и 52,5. Механические и физические требования к цементам, выпускаемым по данному престандарту, приводятся в табл.3.12.

Таблица 3.12

Механические и физические требования к цементам, выпускаемым по Европейскому стандарту EN 197-1

Прочность на сжатие, МПа	Начальное время схватывания, мин	Расширение, мм
Класс	Прочность в раннем возрасте	Стандартная прочность
2 дня	7 дней	28 дней
32,5	--	³16	от 32,5 до 52,5	³60	£10
32,5R*	³10	-
42,5	³10	-	от 42,5 до 62,5
42,5R	³20	-
52,5	³20	-	³52,5	³45
52,5R	³30	-

*Примечание: индексом R обозначаются быстротвердеющие цементы

Дата добавления: 2016-01-05; просмотров: 67; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 78 79 80 81 828384 85 86 87 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!