Активные минеральные добавки. Смешанные цементы, их свойства

Активные минеральные добавки вводят в состав цементов для улучшения их строительно-технических свойств, они могут быть природными и искусственными.

К природным активным минеральным добавкам относят некоторые осадочные горные породы (диатомит, трепел, естественно обожженные глинистые породы).

В качестве искусственных активных минеральных добавок используют побочные продукты и отходы промышленности: доменные шлаки, топливные золы и шлаки.

Портландцемент с минеральными добавками (ПЦД) получают измельчением клинкера, минеральных добавок и гипса. Предельно допустимое содержание минеральных добавок в цементе не должно превышать 20%. При этом практически сохраняются все свойства портландцемента, кроме морозостойкости (она несколько ниже), а некоторые свойства улучшаются (больше водостойкость, меньше тепловыделение, более высокая сопротивляемость коррозии первого вида). При его получении экономится портландцементный клинкер, что способствует снижению себестоимости цемента. Марки такого цемента те же, что и у портландцемента: 400, 500, 550 и 600. ПЦД успешно применяют в строительстве вместо портландцемента, за исключением случаев, когда требуется высокая морозостойкость. Портландцемент с минеральными добавками имеет разновидности: быстротвердеющий портландцемент ПЦД-Б и сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками — СПЦД. Такие цементы выпускают М400 и 500 и применяют практически наравне с быстротвердеющим и сульфатостойким портландцементом.

Шлакопортландцемент (ШПЦ) изготовляют так же, как и пуццолановый портландцемент, но в качестве активной минеральной добавки используют доменные гранулированные шлаки, содержание которых должно быть не менее 21 % и не более 80% от массы цемента.По химическому составу доменные шлаки в основном состоят из CaO, SiO2, A12O3 и отчасти MgO, суммарное содержание которых достигает 90...95%.Если основные шлаки измельчить и смешать с водой, то они схватываются и затвердевают, т. е. обладают самостоятельными вяжущими свойствами. Шлакопортландцемент выпускают трех марок: 300, 400, 500. Шлакопортландцемент несколько светлее портландцемента. Плотность его в зависимости от содержания шлака колеблется в пределах 2800-3000 кг/м3. Начало схватывания должно быть не ранее 45 мин, а конец — не позднее 10 ч.

Пуццолановый портландцемент — гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и во влажных условиях. Пуццолановый портландцемент изготовляют путем совместного тонкого помола клинкера, содержащего не более 8 % С3А, необходимого количества гипса и активной минеральной добавки 20...40 %, или тщательным смешиванием тех же материалов, измельченных раздельно, выпускается МЗОО, 400и особенно эффективно применяется при строительстве подводных и подземных бетонных и железобетонных частей сооружений, когда от них требуется большая водонепроницаемость, высокая водостойкость.

Портландцементы с добавками ПАВ получают путем совместного помола портландцементного клинкера, гипса и небольшого количества (0,1-0,3% от массы цемента) добавок поверхностно-активных веществ (ПАВ). Назначение добавок ПАВ сводится к повышению пластичности цементного теста, при том же содержании воды, либо к снижению водопотребности смеси и расхода цемента при сохранении подвижности и прочности бетона. 2 вида:

Пластифицированный портландцемент получают при помоле клинкера с добавкой гидрофильно-пластифицирующих веществ (0,15-0,25% массы цемента). В качестве такой добавки используют лигносульфонат технический (ЛСТ). Адсорбируясь на поверхности зерен цемента, лигносульфонат кальция улучшает их смачивание водой. Образующиеся слои воды обеспечивают гидродинамическую смазку зерен, уменьшая трение между ними, и одновременно препятствуют их слипанию, благодаря чему повышается пластичность цементного теста.

Гидрофобный портландцемент получают, вводя при помоле клинкера 0,1-0,3% мылонафта, асидола, окисленного петролатума, синтетических жирных кислот. Молекулы гидрофобизирующих веществ имеют асимметрично-полярное строение и состоят из полярной группы и неполярной. Эти молекулы в процессе помола адсорбируются на поверхности цементных зерен, ориентируясь полярной группой к поверхности цементного зерна, а углеводородным радикалом наружу, придавая цементу гидрофобные (водоотталкивающие) свойства.

29. Глиноземистый цемент: сырье, производство, свойства и применение в строительстве.

Глиноземистый цемент — быстротвердеющее, нормально схватывающееся вяжущее вещество, получаемое тонким измельчением обожженной до сплавления (t =1500-1600° С) или спекания (t=1250° С) смеси бокситов и извести (известняка) с преобладанием в готовом продукте алюминатов кальция.

Основным минералом глиноземистого цемента является однокальциевый алюминат СаО*Аl203. Для производства глиноземистого цемента способом спекания тонкоизмельченная и тщательно перемешанная сырьевая смесь боксита и известняка обжигается в шахтных или вращающихся печах.

Этот цемент выпускается трех марок 400, 500 и 600. При твердении глиноземистого цемента в короткий промежуток времени выделяется большое количество теплоты.(376 кДж/кг). Это приводит к значительному повышению температуры камня и может быть полезным при ведении работ в зимнее. Однако сильное повышение температуры в бетонных массивах вызывает трещинообразование. Плотность глиноземистого цемента 3100—3300 кг/м3, насыпная объемная масса в рыхлом состоянии 1000—1300 кг/м3.

Бетоны на глиноземистом цементе водостойки, воздухостойки, морозостойки. Применяется глиноземистый цемент при скоростном строительстве, аварийных работах, зимнем бетонировании. Высокая жаростойкость глиноземистого цемента, позволяет изготавливать бетоны, успешно работающие при t до 1700°С. В минеральном составе клинкера глиноземистых цементов преобладает однокальциевый алюминат (20- 30%), определяющий основные свойства вяжущего: СаО • Аl2О3 (СА) Кроме того, в нем присутствуют алюминаты СА2, С12А7; двухкальциевый силикат C2S