Свойства вяжущих веществ

ЦЕМЕНТЫ. Основным св-м явл-ся прочность. Колеблется 30-60 МПа при сжатии и 4,5-6,5 МПа при изгибе. В стр-ве применяют Ц марок 300, 400, 500, 550, 600. Действительную прочн Ц наз-т его активностью. Исп-ие при проектировании показателя активности ц-а обесп-т более точные рез-ты и экономию ц-а. Повышение прочности Ц на 1 МПа приводит к снижению расхода Ц на 2..5 кг/м³. Ц-ая пром-ть выпуск-т в основном марки 400,500,550, а по особому заказу – М600. Прочн ц-а высоких марок нарастает быстрее, чем ц-ов низких марок. Поэтому ц-ы высоких марок явл-ся не только высокопрочными, но и быстротвердеющими. Прим-ие таких ц-ов обесп-т быструю распалубку к-ций и сокращает сроки их изгот-ия. При длит-ом хранении ц-а – снижение прочн ц-а. Особенно, если недостаточно защищен от действия влаги и CO₂. При исп-ии лежалого ц-а время перемешивания бе см ↑ в 2-4 раза или прим-т активацию ц-а (повторное измел-ие).

Норм. густота -это кол-во воды, выраженное в % к массе ц-а, необх-мое для получения теста опр-ой пластичности, определяемую требованиями стандарта на спец-ом приборе (пестик прибора Вика не д. доходить на 5-7 мм до пластинки, на кот установлено кольцо с цем-м тестом). Для ПЦ НГ=22…27%, для ППЦ=30% и более. НГ ↑ при добвалении в ц при помоле тонкомолотых добавок (трепела, опоки). Наименьш. НГ имеют чисто клинкерные ц-ы. НГ опр-т для формирования стандартного цем-го теста и пор-ия др св-в (в 1 оч-сроков схват-ия). НГ влияет на подв-ть Б смеси. Чем меньше НГ, тем меньше водопотр-ть Б смеси, необх-мая для достижения определенной подвижности (жесткости) смеси. Сокращение расхода воды приводит к ↓ расхода ц-а.

Сроки схватывания – это физ-хим хар-ка ц-а, кот выражается в двух периодах времени с момента затворения его водой в тесто, кот наз-т началом и концом схват-ия (загустевания). Оба периода времени опр-ся прибором Вика по глубине погружения стандартной иглы в тесто НГ, помещенное в кольцо прибора. Начало схват-ия указ-т продолжит-ть времени, в теч кот. м. без ущерба для качества производить технологические операции по формованию и уплотнению р-рной и бе смеси на основе данного ц-а. Конец схват-ия указ-т на приближение и завершение критич-го времени, когда технолог-ие операции д.б. закончены. По стандарту для ПЦ начало схват-я не ранее 45 мин, конец не позднее 10 ч с момента затворения Ц водой. Сроки схв-я можно регулир-ть путем доб-ия химич. доб (н-р, гипс), ср. схв-я ↓ также при ↑ t и ↓ В/Ц. При высокой температуре может наступить ложное схватывание Ц (преждевременное загустевание Б смеси, кот. при дальнейшем перемешивании вновь разжижается). Это возможно, когда к потребителю поступил ц с завода-изгоовителя без вылеживания (магнезинирования). В таком ц содержится полув. Гипс или даже ангидрит, кот образ-ся в р-те дегидратации двув-го гипса при помоле горячего клинкера. Для нейтрализации ложного схв-ия в бе см вводят в неб. кол-ве СДБ или др ПАВ и ↑ время перемешивания бе см.

Тонкость помола ц-а опр-ся просеиванием навески через сито №008 (размер ячеек=80мкм), через кот должно проходить не менее 85% общей массы ц-а. Средн. размер частиц ц-а при этом 15..20 мкм. Тонкость помола хар-т также уд. поверхностью зерен, содержащихся в 1 г ц-а. Уд поверх-ть опр-т на приборе Товарова (аналог–ПСХ). Ц средн. кач-ва имеет уд. пов-ть 2500 см²/г, а высокого кач-ва-3500 см²/г.

Истинная плотность ПЦ без добавки = 3,05…3,15 г/см³. Насыпная плотность в рыхлом (свеженасыпанном) сост-ии = 900-100 кг/м³, в уплотненном (слежавшемся) сост-ии = 1300 см²/г.

Экзотермия – выделение тепла при схв-ии и тв-ии ц-а. 1 кг ц-а М300 с момента затворения выдел-т в бе за 7 сут >170 кДж, М400 - > 210 кДж. Тепловыделение зав-т от мин состава ц-а, типа введенных доб и тонкости помола. Наиб. тепловыдел-ие у С₃А и С₃S.

ИЗВЕСТЬ.В стр-ве прим-т негашеную изв СаО и гашеную Са(ОН)₂. По кач-ву ((СаО+MgO)активных) изв. Делится на 3 сорта: I-90%; II-80%; III-70%. Различ-т изв: быстрогасящуюся (<20 мин) и медленногосящ (>20мин). При тв-ии на воздухе известковых р-ров и бе в возр 20сут достиг-т 0,5-3 МПа, а при автоклав. обработке (p=8атм, t=175°) до 50МПа за счет образ-ия гидросиликатов Са при Са(ОН)₂+SiO₂.

ГИПСОВЫЕ ВЯЖУЩИЕ.Хар-ся высокой водопотр-тью (55-60%) и сравнит-но низкой прочн (2-7МПа). Виды гипсового вяж: α–модификация (получ обработкой в автоклаве, высокопрочный гипс), β –модификация (тепловая обработка при t=140-170⁰С, обычный строительный гипс). Сущ-т 12 марок (по прочн) от Г-2 до Г-25, в стр-ве исп-ют Г-4…Г-7. Гипс увеличивается в объеме при твердении. Плотность гипса низкая =1200-1500 кг/м3 из-за высокой пористости (30-60%). Гипс обладает высокой гигроскопичностью, те способностью поглащать влагу из воздуха. При увлажнении гипс в 2-3 раза снижает прочность и обладает высокой ползучестью.Все гипсовые в.в. быстросхват-ся (2-20мин) и быстротвердеющие. Замедлители схват-ия гипса: столярный клей, СДБ, борная к-та. Плохо сцепляется с заполнителем и сталью, хорошо- с древесиной

КОМПОЗИЦИОННЫЕ ВЯЖУЩИЕ. Внихк основному вяжущему компонентудобавляют спец добавки и активные минеральные компоненты, в том числе обладающие вяж св-вами, т.о. добиваются улучшения реологических св-в, прочности и др. Н-р, это ВНВ (вяж низкой водопотр-ти).

31. Бетон с тонкомолотыми добавками. Литой бетон.

Молотые минеральные добавки вводятся или на цементных заводах или при приготовлении бет.см. на заводах ЖБИ в целях экономии Ц высоких марок и обеспеч-ия при этом необх-ой пластичности смеси и плотности бетона. Эти добавки вводят также для увеличения эффекта автоклавной обработки бе. Тогда добавка рассматривается как составляющая часть вяжущего вещ-ва.

Применение тонкомолотых добавок рационально: 1.Когда по условию прочности м/о допустить большее В/Ц, чем требуется по условию долговечности бе; 2.Когда прочность бе м. обеспечить при меньшем расходе Ц, чем треб-ся по условию плотности бе.

Для удовлетворения требований к бе необх-мо выдержать 2 условия:

1) Отношение X₁=В/(Ц+Д) – д.б. не ниже значения, установленного традиционным способом определения min расхода Ц для получения нерасслаиваемой плотной бе см (опр-т по графикам, таблицам), что обеспечивает необх-мую плотность бе;

2) Отношение Х₂=В/Ц – д.б. не больше значения, определенного по формулам: В/Ц=(A·R_ц)/(R_б+А·0,5R_ц) – при В/Ц>0,4;

В/Ц=(A₁·R_ц)/(R_б–А₁·0,5R_ц) – при В/Ц<0,4, что обеспеч-т необх. прочн бе.

Для первого случая (В/Ц > треб-мого значения для долговечности): Х₂>X₁, Х₁≤В/(Ц+Д); Х₂≤В/Ц. Одновременное удовлетворение условий и плотности, и прочности достиг-ся при: X₁(Ц+Д)=Х₂·Ц_В; Откуда: Д=[Ц·(Х₂-Х₁)]/Х₁ – расход добавки; где Ц - расход ц-а, обеспеч-щий получение бе заданной прочности кг/м³.

Для 2го случая: Х₁(Ц+Д)=Х₂·Ц_В; Ц_В=(Ц+Д)·(Х₁/Х₂).

Литой бетон. Прим-ие литых бе смесей (ОК>21см) оказыв-ся целесообразным при необх-ти бетонирования сложных конфигураций с густой арматурой с целью значит-го ↓ трудоемкости и сроков изгот-ия. Литой бе готовят при высоком расходе воды, что треб-т уделять особое внимание предупреждению расслаивания бе смеси. Для его предотвращения: 1.исп-т цементы, обладающие достаточной водоудерживающей способностью (ПЦ М400-500, БТЦ); 2.прим-т супер- или гиперпластификаторы на поликарбоксилатах, воздухововлекающие или водоудерживающие добавки.; 3.ограничивают значение В/Ц, чтобы избежать расслоения ц-го теста (В/Ц критич. не д. превышать 1,8НГ с воздухововлек-ми доб); 4. ↑ содержание песка в бе смеси, повышая значение коэф раздвижки зерен на 0,1-0,2. Водоудерживающую способность ц-го теста м оценить по максим-му знач-ию В/Ц_крит, при кот еще не наблюд-ся его расслоение (В/Ц_крит=1,65НГ). При опр-ии состава бе, опр-т В/Цистинное и сравнивают его с В/Цкрит. Т.е. д соблюдаться условие:

В/Ц_ист = В/Ц - В_П·n - В_Щ·m ≤ В/Ц_крит, где В_П и В_Щ – водопотр-ти П и Щ; n=П/Ц; m=Щ/Ц. В литом бе для экономии ц-а целесообразно исп-ть СП и комплексные доб на их основе, композиционные в.в., дисперсные наполнители, МКЗ, органо-минеральные добавки. На МКЗ с повыш дозировкой СП получают литые бе с прочн 100 и > МПа.

Во всех случаях прим-ия литых бе смесей следует уделить особое внимание экономии ц-а, соответствующим образом выбирая исх-ые м-лы и используя все известные приемы по сокращению расхода ц-а в бе!!!

БИЛЕТ № 9

5Вяжущие вещества низкой водопотребности

Вяж. низкой водопотребности (ВНВ) положили начало развитию технологии композиционных вяж. в-в. Совместный помол ПЦ с повышенной дозировкой суперпластификатора и в ряде случаев с АМД позволили получить ВНВ с самыми различными св-ми.

Вид в.в.	Состав в.в.	НГ, %	Прочн при сжатии, МПа
ПЦ	Мин.комп.
ПЦ		-
ВНВ 100		-
ВНВ 50
ВНВ 30

Помол повышает уд. пов-ть Ц до 4-5 тыс. см²/г. Суперпластификатор уменьш-т норм. густоту (водопотр-ть) до 14-21% и повышает прочность бе почти в 2 раза, ускоряет его твердение, улучш-т реологические св-ва Ц и бе смеси. Реологические св-ва ц-го теста, оцениваемые по его норм. густоте, оказывают существенное влияние не только на подвижность бе смеси, но и на прочность бе, приготовленного на этом цементе.

График – Относит-ое увеличение прочн-ти ц-а при относительном уменьш-ии НГ ц-а.

Цементы с меньшей НГ позволяют получать изопластичные (*изо=равные) бе смеси из-за пониженного В/Ц, что обесп-т бОльшую ρ структуры бе и его прочн.

Для полного тверд-ия ц-а необходимо 15-17% воды от массыц-а (такое кол-во воды вступает в хим. реакцию гидратации минералов ц-го клинкера), значит ниже этого показателя снижать дозировку воды нельзя. Вся «лишняя» вода сверх химически-связанной обеспечивает требуемую подвижность бе смеси для ее укладки, но уменьшает прочность и долговечность бе.

Эффект сухой добавки суперпласт-ра, введенный при помоле Ц, выше, чем введение ее непосредственно в Б смесь (в Ц возможно бОльшее введение суперпл-ра, чем в Б. смесь, когда молекулы воды, занимая часть поверхн-ти зерен ц-а, уменьшают дозу суперпл-ра на их пов-ти).