Активность и марка портландцемента

Активность и марки портландцемента: какие бывают и способы их определения?

Какие существуют марки портландцемента? Какие способы определяют активность и марки цемента? Что влияет на активность и марки портландцемента?

Цементы бывают различных марок, изготавливаются из различного сырья, имеют различные свойства и качества.

По исходному сырью различают цементы, изготовленные на основе:

• портландцементного клинкера;
• глиноземистого (высокоглиноземистог­ о) клинкера;
• сульфоалюминатного (-ферритного) клинкера.

По назначению (сфере использования) цементы бывают общестроительные и специальные.

Также цементы разделяются по скорости твердения (нормальнотвердеющие и быстротвердеющие) и срокам схватывания (медленносхватывающи­ еся- начало схватывания более 2 ч, нормальносхватывающи­ еся — от 45 мин до 2 ч, быстросхватывающиеся — менее 45 мин.)

В целом цементы должны изготавливаться в соответствии с требованиями ГОСТ 30515-97.

Самой важной характеристикой любого цемента является такой показатель как активность, характеризующий прочностные качества материала.

Определение марки цемента производится еще на цементном заводе в специальных лабораториях различными методами. Для этого изготавливаются несколько прямоугольных образцов из смеси цемента, песка и воды в необходимой пропорции. После схватывания, затвердевания и высыхания они подвергаются испытанию на изгиб и сжатие.

Для придания цементу различных дополнительных свойств в их состав вводятся различные добавки и маркируются следующим образом- д0, д20, д80 и показывает процентное соотношение добавок к чистому клинкеру в партии цемента. Далее в маркировке следует информация о самих добавках:

• ПЦ – обычный портландцемент;
• ШПЦ – шлакопортландцемент, содержащий добавки более 20% по сравнению с клинкерной составной частью;
• БЦ – белый цемент, используемый для отделочных работ;
• ВРЦ – водонепроницаемый расширяющийся цемент. Используется для заделки швов в гидротехнических сооружениях. Характеризуется быстрым временем схватывания (от 4 до 10 мин);
• Н – нормированный цемент (изготавливается с применением клинкера строго нормированного состава;
• ПЛ – пластифицированный цемент (обладает повышенной морозостойкостью);
• ГФ – гидрофобный цемент. Этот вид цемента, благодаря тому, что он не впитывает воду в течение 5 мин, можно перевозить на значительные расстояния, он не так боится сырости, как обычный портландцемент. Кроме того, гидрофобный цемент обладает высокой пластичностью и морозостойкостью;
• Б – быстротвердеющий цемент (используется для срочных ремонтных работ).

И в заключение, хочу добавить, что в зависимости от условий и сроков хранения активность цемента меняется и в худшую сторону.

Активность и марка портландцемента

ВОДОПОТРЕБНОСТЬ. Указанные процессы твердения портландцемента могут протекать при определенном количестве воды. Для прохождения химических реакций необходимое количество воды колеблется в пределах 15-18 % от веса цемента, однако с точки зрения технологии производства работ такого количества воды недостаточно, чтобы получить пластичное тесто, которое можно было бы уложить в дело. Поэтому на практике к цементу добавляют больше воды, нежели это требуется для химических реакций.

Естественно, что излишняя вода будет испаряться и образовывать в затвердевшем цементном камне поры тем больше, чем больше будет несвязанной воды в тесте или растворе, а это, в свою очередь, будет сказываться отрицательно на прочности материала. Как видно, здесь возникает два противоречия: с одной стороны, чтобы получить тесто с высокой пластичностью, удобное в работе, необходимо большее количество воды, с другой стороны, чтобы была высокая прочность структуры, следует брать меньшее количество воды. В связи с этим практически берется такое оптимальное количество воды, чтобы удовлетворить этим двум условиям.

Это количество воды для цемента определяется показателем «нормальная густота» цементного теста. «Нормальная густота» цементного теста — это такое состояние теста с оптимальным содержанием воды, при котором пестик стандартного прибора погружается в него на определенную глубину (точнее, не доходит до пластинки на 5-7 мм). Ряд свойств цемента определяется на тесте «нормальной густоты», что служит одновременно и для сравнимости результатов испытаний. Нормальная густота цементного теста выражается в процентах и для портландцемента находится в пределах от 25 до 28 %.

Твердение цемента сопровождается изменением его объема. Если процесс протекает на воздухе, то происходит усадка за счет испарения воды, а при твердении в воде происходит обратное явление — набухание. Особенно опасна усадка, в результате которой в отвердевшем бетоне или растворе могут появляться трещины. Для предупреждения усадочных деформаций твердение бетона, особенно в первый период, должно проходить во влажных условиях. Если вода испарится, то твердение цемента практически прекращается.

СРОКИ СХВАТЫВАНИЯ. По сути, это технологическое свойство, которое характеризует период коллоидации цементного теста при твердении. В этот период тесто начинает терять свою пластичность (удобоукладываемость). В практике строительства, чтобы уложить бетонные или растворные смеси с наименьшими затратами труда, сделать это необходимо до потери цементным тестом его пластических свойств. Различают начало схватывания и конец.

За начало принимается время от момента затворения цемента водой до того момента, когда игла стандартного прибора не доходит до пластинки при испытании на 1-2 мм. Обычно это время наступает для портландцемента не ранее 45 мин. Конец схватывания характеризуется временем от момента затворения до того времени, когда игла будет входить в тесто не более 1 мм. Это время согласно стандарту должно наступать не позднее 10 ч.

На сроки схватывания могут оказывать влияние различные факторы. Так, например, с понижением температуры окружающей среды сроки схватывания замедляются, а при повышении — наоборот. Количество воды затворения также оказывает замедляющее действие на сроки схватывания при ее увеличении. Замедление схватывания происходит при введении в цемент пластифицирующих и гидрофобных добавок. Добавки же ускорители твердения, напротив, сокращают сроки схватывания.

ВОДОУДЕРЖИВАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ. При затирании цемента водой можно наблюдать, что некоторые цементы полностью удерживают воду в период схватывания, у других же отделяется небольшой слой разной толщины. Если учесть, что водоцементное отношение (В/Ц) в бетонах всегда превышает установленное при определении нормальной густоты цементного теста, то станет ясно, что величина водоотделения может быть значительной. От него во многом зависит однородность бетона и сцепление раствора с крупным заполнителем.

При послойной укладке бетона в верхней части слоев будет скапливаться большое количество свободной воды, что приведет к неоднородности бетона по толщине и как следствие — неравномерной прочности, явлению нежелательному, особенно проявляющемуся в массивных сооружениях. Кроме того, сцепление между слоями такого бетона будет пониженным. Испарения этой воды из бетона вызывают дополнительное образование пор, способствующих диффузии агрессивной воды вглубь бетона.

Уменьшение водоотделения может быть достигнуто за счет введения в цемент при помоле клинкера гидравлических добавок (трепелы, опоки и др.) и поверхностно-активных веществ (сульфитно-спиртовая барда (ССБ) и др.).

Следует отметить, что водоотделение в цементах иногда играет положительную роль. Например, при уплотнении тонкостенных конструкций методом вакуумирования или изготовлении железобетонных труб методом центрифугирования.

РАВНОМЕРНОСТЬ ИЗМЕНЕНИЯ ОБЪЕМА. При твердении цементных образцов происходят различные изменения их объема. Как было сказано ранее, если образцы твердеют на воздухе, то появляется воздушная усадка, а при твердении в воде, наоборот, происходит набухание. Впрочем, эти явления практически не вызывают неравномерного изменения объема образцов. Другое дело, когда в цементе содержится много свободной извести, которая находится в состоянии пережога и вызывает при гидратации искривление поверхности образцов и появление в них волосяных трещин.

Неравномерность изменения объема цемента может также вызываться наличием в цементе зерен периклаза (оксида магния), а также большого количества добавки гипса. Следует отметить, что проявление неравномерного изменения объема при твердении цемента частично устраняется при выдерживании клинкера на складе перед помолом. Кроме того, неравномерность снижается или вовсе исчезает при введении в портландцемент активных гидравлических добавок.

ПРОЧНОСТЬ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА. До сих пор мы говорили о процессах, происходящих при твердении портландцемента, тем не менее, строителя в основном интересует вопрос прочности в абсолютных единицах и изменение ее во времени.

Прочность портландцемента характеризуется маркой цемента, которая оценивается пределами прочности при сжатии и изгибе. По этим двум показателям цемент разделяется на марки. Марка цемента устанавливается по пределу прочности при изгибе образцов балочек 4 х 4 х 1 6 см и при сжатии их половинок, изготовленных из пластичного раствора состава 1 : 3 (одна часть цемента и три части нормального песка по массе) и хранившихся во влажных условиях при температуре 20±3 °С до момента испытания в течение 28 суток.

Фактический предел прочности при сжатии в возрасте 28 суток называется активностью цемента. По стандарту портландцемент выпускается четырех марок: 400, 500, 550 и 600, для которых установлены определенные пределы прочности при сжатии и изгибе.

СТОЙКОСТЬ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА ПО ОТНОШЕНИЮ К ДЕЙСТВИЮ ВОД, СОДЕРЖАЩИХ АГРЕССИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА, или коррозия поортландцеменьного кам. Открытие портландцемента способствовало бурному строительству гидротехнических сооружений, однако вскоре было замечено, что бетонные сооружения на основе портландцемента стали разрушаться, разрушался цементный камень. Этот вид разрушений был назван «коррозией портландцементного камня», которая происходила при действии на бетон различных вод. Большие исследования по выявлению причин коррозии и разработке мероприятий по борьбе с ней были проведены французом Ле Шателье, немецким ученым Михаэлисом и русским В. М. Москвиным. По предложению проф. В. М. Москвина коррозия портландцементного камня разделена на три вида:
1) разрушение цементного камня пресными проточными водами;
2) разрушение в кислой среде;
3) разрушение минерализованными водами (морская среда).

Разрушение цементного камня в проточной воде происходит при фильтрации воды через поры камня, которая растворяет и вымывает гидроксид кальция из камня, делая последний сильно пористым телом с резким понижением прочности цементной связки в бетоне.

Образование в цементном камне гидроксида кальция — основной сотставляющеи воздушной извести — происходит в результате гидролиза пригидратации C₃S и C₂S по реакциям:
2(3CaO·SiО₂) + 6Н₂О = 3CaO·2SiО₂·3H₂О + 3Ca(OH)₂.
2(2CaO·SiО₂) + 4Н₂О = 3CaO·2SiО₂·3H₂О + Са(ОН)₂.
Если учесть, что в портландцементе суммарное содержание C₃S и C₂S в среднем колеблется около 60 %, то содержание гидроксида кальция в цементном камне будет составлять около 25 % по массе, т. е. четверть всей массы цементной связки бетона, поэтому и неудивительно, что бетон может в результате выщелачивания прийти в негодность.

Внешне проявление первого вида коррозии заключается в появлении на поверхности бетона белого налета в виде высолов. Профессор В. П. Скрыльников в связи с этим удачно назвал этот вид коррозии — «белая смерть цемента».

Проявление выщелачивания извести из камня можно определить и обработкой поверхности фенолфталеином, в результате чего обработанная поверхность окрасится в малиновый цвет. — Наиболее эффективным способом борьбы с этим видом коррозии является использование для бетонов специальных видов цементов, содержащих активные минеральные добавки, например пуццолановый цемент и др.

Второй вид коррозии может проявляться в различных формах. В виде общекислотной, углекислотной, магнезиальной, органо-кислотной коррозии и коррозии под действием минеральных удобрений. Общим для этого вида разрушений является то, что различные кислоты, вступая во взаимо действие с продуктами гидратации цемента, образуют водорастворимые соли, которые еще легче растворяются и вымываются из цементного камня, чем гидроксид кальция.

Остановимся подробнее на углекислотной коррозии и коррозии от минеральных удобрений как наиболее распространенных и опасных.

Углекислотная коррозия возникает в основном от действия углекислоты воздуха, содержание которой значительно превышает другие виды кислот. При затвердевании бетона до проектной прочности на воздухе углекислота, содержащаяся в воздухе, взаимодействует с гидроксидом кальция, переводя последний в карбонат кальция. То же самое может происходить и в затвердевшем бетоне при эксплуатации в водах, содержащих углекислоту (например, в болотистых или грунтовых). В дальнейшем при изменении концентрации углекислоты в среде работы бетона происходит процесс взаимодействия карбоната кальция с углекислотой по реакции СаСО₃ + СО₂+Н₂О = Са(НСО₃)₂ с образованием соли кислого углекислого кальция, которая еще легче растворяется и выщелачивается, чем сам гидроксид кальция. Примером такого разрушения бетона может служить случай с малым искусственным дорожным сооружением в Улан-Удэ, пришедшим в негодность после годичной
эксплуатации.

Если учесть, что в бетонах возможно использование и заполнителей из карбонатных пород, то создаются дополнительные условия для образования легкорастворимой соли, и тогда применение только специальных цементов в бетонах не обеспечит надежной защиты от разрушения. Необходимым в этом случае будет дополнительная обработка поверхности бетона водозащитными слоями, например, пропитка битумными или полимерными составами поверхностных слоев бетона, соприкасающихся с агрессивной средой.

Теперь о коррозии под действием минеральных удобрений. Из всех видов минеральных удобрений наиболее вредными являются аммиачные удобрения — аммиачная силитрат и сульфат аммония, которые в своем составе содержат нитрат аммония NH₄NO₃, который действует на гидроксид кальция по реакции
Са(ОН)₂ + 2NH₄NO₃ + 2Н₂О = Ca(NО3)₂·4H₂О + 2NО₃,
образуя нитрит кальция, хорошо растворимый в воде и легко вымываемый
из бетона.

Третий вид коррозии портландцементного камня наблюдается при действии грунтовых вод, содержащих минеральные соли, или в морской воде. Этот вид коррозии часто называют сульфатной коррозией, т. к. морская вода содержит в своем составе обязательное количество сернокислых соединений типа RSO₄. Сульфатные соединения вступают в реакции с гидроксидом кальция, образуя сернокислый кальций по уравнению RSО₄ + Са(ОН)₂ = CaSО₄ + R(OH)₂.

Сернокислый кальций помимо образования по реакции непосредственно может содержаться как в морских, так и в грунтовых водах. При насыщении пор цементного камня водой, насыщенной сернокислым кальцием, последний вступает во взаимодействие с С3АН6, образуя гидросульфоалюминат кальция по следующей реакции:
3CaSО₄ + ЗСаО·А1₂О₃·6Н₂О + 25Н₂О = 3CaO·Al₂О₃·3CaSО₄·31H₂О.

Образуясь в порах цементного камня, это соединение при определенных пределах концентрации переходит в перенасыщенное состояние и начинает выкристаллизовываться: при этом увеличивается в объеме в 3,0-3,5 раза, создает большие давления на стенки пор, разрушает цементный камень. Образующиеся кристаллы гидросульфоалюмината кальция по виду напоминают бациллу, что и дало название этому виду коррозии — «цементная бацилла».

Третий вид коррозии является наиболее опасным, т.к. разрушение бетона происходит сразу по всему объему изделия. Примером разрушения от действия минерализованных вод может служить Баку — Шолларский водопровод протяженностью 182 км, построенный в 1917 г. В результате воздействия грунтовых вод, содержащих большое количество сульфата кальция, 147 км его уже в 1925 г. полностью вышло из строя.

Поскольку причиной разрушения в цементном камне является наличие гидроксида кальция и трехкальциевого гидроалюмината, то, казалось бы, — убрать эти соединения из цемента и этим решится вопрос коррозии сам по себе. Тем не менее, практически этого добиться невозможно, т. к. это повлекло бы за собой полное отсутствие C₃S. Поэтому наука пошла по другому пути в борьбе с коррозией, а именно по пути, как указывалось раньше, создания специальных видов цементов, стойких против указанных видов коррозии. К таким цементам относятся пуццолановый и сульфатостойкий портландцементы.

Активность и марка портландцемента

ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ И ШЛАКОПОРТЛАНДЦЕМЕНТ

Portland cement and portland blastfurnace slag cement. Specifications

МКС 91.100.10
ОКП 57 3100, 57 3290,
57 3310, 57 3320

Дата введения 1987-01-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством промышленности строительных материалов СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 10.07.85 N 116

Изменение N 2 принято Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС) 20.05.98

За принятие изменения проголосовали:

Наименование органа государственного управления строительством

Министерство градостроительства Республики Армения

Минстройархитектуры Республики Беларусь

Агентство строительства и архитектурно-градостроительного контроля Республики Казахстан

Государственная инспекция по архитектуре и строительству при Правительстве Киргизской Республики

Министерство территориального развития, строительства и коммунального хозяйства Республики Молдова

Госстрой Республики Таджикистан

3. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 5683-86

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

Номер пункта, приложения

3.1, приложение А

Вводная часть, 1.2, 4.1

6. ИЗДАНИЕ (декабрь 2004 г.) с Изменениями N 1, 2, утвержденными в апреле 1988 г., ноябре 1998 г. (ИУС 8-88, 3-99), Поправкой (ИУС 6-2001)

ПЕРЕИЗДАНИЕ (по состоянию на октябрь 2008 г.)

Настоящий стандарт распространяется на цементы общестроительного назначения на основе портландцементного клинкера.

Стандарт не распространяется на цементы, к которым предъявляются специальные требования и которые изготовляются по соответствующим стандартам и техническим условиям.

Классификация, термины и определения — по ГОСТ 30515.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Цемент должен изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическим регламентам, утвержденным в порядке, установленном министерством-изготовителем.

1.2. По вещественному составу цемент подразделяют на следующие типы:

— портландцемент (без минеральных добавок);

— портландцемент с добавками (с активными минеральными добавками не более 20%);

— шлакопортландцемент (с добавками гранулированного шлака более 20%).

(Измененная редакция, Изм. N 2).

1.3. По прочности при сжатии в 28-суточном возрасте цемент подразделяют на марки:

— портландцемент — 400, 500, 550 и 600;

— шлакопортландцемент — 300, 400 и 500;

— портландцемент быстротвердеющий — 400 и 500;

— шлакопортландцемент быстротвердеющий — 400.

Примечание. Допускается с разрешения минстройматериалов выпускать портландцемент с минеральными добавками марки 300.

1.4. Условное обозначение цемента должно состоять из:

— наименования типа цемента — портландцемент, шлакопортландцемент. Допускается применять сокращенное обозначение наименования — соответственно ПЦ и ШПЦ;

— марки цемента — по п.1.3;

— обозначения максимального содержания добавок в портландцементе по п.1.6: Д0, Д5, Д20;

— обозначения быстротвердеющего цемента — Б;

— обозначения пластификации и гидрофобизации цемента — ПЛ, ГФ;

— обозначения цемента, полученного на основе клинкера нормированного состава, — Н;

— обозначения настоящего стандарта.

Пример условного обозначения портландцемента марки 400, с добавками до 20%, быстротвердеющего, пластифицированного:

Портландцемент 400-Д20-Б — ПЛ ГОСТ 10178-85

Допускается обозначение (за исключением случаев поставки цемента на экспорт):

ПЦ 400-Д20-Б — ПЛ ГОСТ 10178-85

(Поправка. ИУС N 6-2001).

— гипсовый камень по ГОСТ 4013. Допускается применение фосфогипса, борогипса, фторогипса по соответствующей нормативно-технической документации;

— гранулированные доменные или электротермофосфорные шлаки по ГОСТ 3476 и другие активные минеральные добавки по соответствующей нормативно-технической документации;

— добавки, регулирующие основные свойства цемента, и технологические добавки по соответствующей нормативно-технической документации.

1.6. Массовая доля в цементах активных минеральных добавок должна соответствовать значениям, указанным в табл.1.

Активная минеральная добавка, % по массе

доменные гранулированные и электротермофосфорные шлаки

осадочного происхождения, кроме глиежа

прочие активные, включая глиеж

Допускается замена части минеральных добавок в цементах всех типов добавками, ускоряющими твердение или повышающими прочность цемента и не ухудшающими его строительно-технические свойства (кренты, сульфоалюминатные и сульфоферритные продукты, обожженные алуниты и каолины). Суммарная массовая доля этих добавок не должна быть более 5% массы цемента.

(Поправка. ИУС N 6-2001).

1.7. Предел прочности цемента при изгибе и сжатии должен быть не менее значений, указанных в табл.2.

при изгибе в возрасте, сут

при сжатии в возрасте, сут

Изготовитель должен определять активность при пропаривании цемента каждой партии .

1.2-1.7. (Измененная редакция, Изм. N 1).

1.9. Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, а конец — не позднее 10 ч от начала затворения.

1.10. Тонкость помола цемента должна быть такой, чтобы при просеивании пробы цемента сквозь сито с сеткой N 008 по ГОСТ 6613 проходило не менее 85% массы просеиваемой пробы.

ПЦ 400-Д0, ПЦ 500-Д0, ПЦ 300-Д5, ПЦ 400-Д5,
ПЦ 500-Д5, ПЦ 300-Д20, ПЦ 400-Д20, ПЦ 500-Д20

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

ШПЦ 300, ШПЦ 400, ШПЦ 500, ШПЦ 400-Б

1.12. Допускается введение в цемент при его помоле специальных пластифицирующих или гидрофобизирующих поверхностно-активных добавок в количестве не более 0,3% массы цемента в пересчете на сухое вещество добавки.

Пластифицированный или гидрофобный цемент должен поставляться по согласованию изготовителя с потребителем.

Пластифицированный или гидрофобный цемент не должен поставляться потребителям, использующим суперпластификаторы при приготовлении бетонных смесей.

Подвижность цементно-песчаного раствора состава 1:3 из пластифицированных цементов всех типов 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.

(Измененная редакция, Изм. N 1; Поправка. ИУС N 6-2001).

1.13. 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.

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

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.14. Для бетона дорожных и аэродромных покрытий, железобетонных напорных и безнапорных труб, железобетонных шпал, мостовых конструкций, стоек опор высоковольтных линий электропередач, контактной сети железнодорожного транспорта и освещения должен поставляться цемент, изготовляемый на основе клинкера нормированного состава с содержанием трехкальциевого алюмината ( ) в количестве не более 8% по массе.

Для этих изделий по согласованию с потребителем должен поставляться цемент одного из следующих типов:

— 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 должен поставляться цемент I или II группы по эффективности пропаривания согласно приложению А;

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

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

1.15. Массовая доля щелочных оксидов ( и ) в пересчете на ( +0,658 ) в цементах, предназначенных для изготовления массивных бетонных и железобетонных сооружений с использованием реакционно-способного заполнителя, устанавливается по согласованию с потребителем.

1.18. Изготовитель должен испытывать цемент на наличие признаков ложного схватывания равномерно по мере отгрузки, но не менее чем 20% отгруженных партий.

(Введен дополнительно, Изм. N 1).

2. ПРАВИЛА ПРИЕМКИ

2.1. Приемку цемента производят по ГОСТ 30515.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

2.2. Группы цемента по эффективности пропаривания приведены в приложении А.

(Введен дополнительно, Изм. N 2).

3. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

3.1. Определение физико-механических свойств цементов производят по ГОСТ 310.1 — ГОСТ 310.4.

3.2. Химический анализ клинкера и цемента производят по ГОСТ 5382.

При этом массовую долю в клинке* оксида магния ( ) устанавливают по данным приемочного контроля производства.
______________________
* Текст документа соответствует оригиналу. — Примечание изготовителя базы данных.

3.3. Вид и количество добавок в цементе определяют по методике головной организации по государственным испытаниям цемента в пробе, отобранной на заводе-изготовителе.

3.5. Наличие признаков ложного схватывания цемента проверяют по методике головной организации по государственным испытаниям.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3.6. (Исключен, Изм. N 1).

4. УПАКОВКА, МАРКИРОВКА, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ

4.1. Упаковку, маркировку, транспортирование и хранение цемента производят по ГОСТ 30515.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

5. ГАРАНТИИ ИЗГОТОВИТЕЛЯ

5.1. Изготовитель гарантирует соответствие цемента всем требованиям настоящего стандарта при соблюдении правил его транспортирования и хранения при поставке в таре в течение 45 сут после отгрузки для быстротвердеющих и 60 сут — для остальных цементов, а при поставке навалом — на дату получения цемента потребителем, но не более чем 45 сут после отгрузки для быстротвердеющих и 60 сут — для остальных цементов.

Разд.5. (Измененная редакция, Изм. N 1).

Технические характеристики портландцемента

Плотность в насыпном, рыхлом состоянии составляет

1000…1100 кг/м3, а в уплотненном состоянии 1600…1700 кг/м3.

Истинная плотность (плотность вещества, из которого состоит портландцемент) в зависимости от вида и количества добавок колеблется в пределах 2,9…3,2 г/см3.

Тонкость помола портландцемента должна быть такой, чтобы при просеивании через сито № 008 (размер отверстий 0,08 мм) остаток на сите составлял не более 15% от взятой навески. Характеристикой тонкости помола цемента является и удельная поверхность общая площадь поверхности всех частиц 1 г цемента, которая для обычных портландцементов составляет 2500…3000 см2/г. С увеличением тонкости помола цемента увеличивается площадь соприкосновения цемента с водой, одновременно большее количество новообразований переходит в раствор, ускоряется схватывание и твердение цемента, особенно в начальный период. Однако увеличение дисперсности выше оптимальной приводит к увеличению водопотребности, а это влечет за собой снижение прочности, повышенную усадку, склонность к трещинообразованию. Тонкомолотые цементы быстрее теряют активность.

Водопотребность это количество воды, необходимое не только для гидратации цемента, но и для придания цементному тесту определенной подвижности. Водопотребность цементного теста – это количество воды для достижения условной стандартной консистенции, нормальной густоты, составляет 22…30% от массы цемента. Водопотребность цементов зависит от их минералогического состава, тонкости помола, наличия активных минеральных добавок, наличия пластифицирующих добавок в цементе и ряда других факторов.

Из составляющих портландцемента наибольшей водопотребностью обладает трехкальциевый алюминат, а наименьшей двухкальциевый силикат. Как уже указывалось выше, увеличение тонкости помола повышает водопотребностъ цементов. При введении активных минеральных добавок осадочного происхождения (диатомита, трепела, опоки) водопотребность цемента повышается и может достигнуть 32…37%. Резко снижают водопотребность пластифицирующие добавки.

Сроки схватывания для портландцемента установлены следующие: начало схватывания не ранее 45 мин и конец не позднее

10 ч от начала затворения водой. Сроки схватывания цемента зависят от минералогического состава цемента и прежде всего от содержания трехкальциевого алюмината и двуводного гипса, который вводится при помоле клинкера для замедления схватывания, от тонкости помола цемента, его водопотребности, температуры.

Равномерность изменения объема при твердении определяется на образцах в виде лепешек, приготовленных из теста нормальной густоты. Равномерность изменения объема это отсутствие трещин при твердении цемента. Причиной неравномерности изменения объема может явиться присутствие в цементе свободного оксида кальция и свободного оксида магния (см. стр. 47). После предварительного выдерживания в течение 24 ч в воздушновлажных условиях и последующего твердения в кипящей воде в течение трех часов лепешки не должны иметь радиальных трещин, сетки мелких трещин и искривлений. При проведении опыта на равномерность изменения объема следует помнить, что при твердении образцов в сухих условиях (особенно в начальный период твердения) могут появиться усадочные трещины. Их появление должно быть абсолютно исключено обеспечением влажного начального твердения.

Усадка цемента (цементного теста, цементного камня) это уменьшение линейных размеров и объема при твердении. Усадочные деформации всегда обнаруживаются при твердении цемента, особенно при твердении на воздухе. Причиной усадки является испарение лишней воды, сближение частиц геля. Количество воды, необходимое для получения теста достаточной пластичности, значительно превосходит количество воды, нужное для реакций гидратации цемента: для химических реакций требуется около 15% воды. Кроме сближения частиц цементного камня из-за испарения свободной воды в цементном тесте-камне происходит уплотнение новообразований контракция, что также влечет за собой усадку. Величина усадки зависит от минералогического состава цемента, тонкости помола, начального водоцементного отношения, длительности твердения цемента. В начальные сроки твердения на усадку, прежде всего, влияет трехкальциевый алюминат ЗСаО·Al2O3. Конечная усадка будет тем больше, чем выше содержание в цементе двухкальциевого силиката 2СаО·SiO2, поскольку при твердении С2S образуются наиболее мелкие, гелевидные частицы, уплотняющиеся и кристаллизующиеся весьма длительное время.

Увеличение тонкости помола цемента, так же как и увеличение водоцементного отношения, приводит к росту усадочных деформаций. Более длительное водное твердение также приводит к увеличению усадки в поздние сроки твердения: это объясняется тем, что создаются условия для длительного твердения гидратированного двухкальциевого силиката.

Если при твердении бетона не обеспечены условия влажного твердения, вследствие быстрого испарения воды в начальный период твердения, когда цементный камень не обладает еще достаточной прочностью для сопротивления усадочным напряжениям, могут образоваться трещины, что недопустимо в бетонных конструкциях. Поэтому твердеющий портландцемент (цементный бетон)

должен находиться во влажных условиях, особенно в первые сроки твердения, для предотвращения преждевременного испарения воды и образования усадочных трещин. Уменьшают усадку заполнители песок, щебень, гравий, как бы создавая остов, скелет раствора или бетона.

При твердении бетона в воде вначале наблюдается некоторое увеличение в объеме набухание; при последующем водном твердении, особенно длительном, происходят усадочные деформации.

Твердение портландцемента сопровождается выделением тепла, которое зависит от минералогического состава цемента (табл. 11), от скорости гидратации, наличия в цементе активных минеральных добавок, которые понижают экзотермию цементов. Наибольшее количество тепла выделяет трехкальциевый алюминат С3А, затем трехкальциевый силикат С3S. Наименее экзотермичный минерал двухкальциевый силикат С2S. Выделение тепла связано со скоростью гидратации: быстротвердеющие минералы более экзотермичны.

Когда возводятся сооружения с небольшим поперечным сечением, то выделяющееся при твердении тепло сравнительно быстро отдается в окружающее пространство и не вызывает значительного повышения температуры конструкции. Выделение тепла при зимнем бетонировании даже желательно, так как это препятствует замораживанию бетона. При возведении же массивных сооружений внутри них могут развиваться значительные температуры (до

80…90°С). В результате между внутренними и наружными частями сооружения создается разность температур, и возникают внутренние напряжения, которые могут вызвать образование трещин. Поэтому для строительства массивных сооружений нельзя применять высокоэкзотермичные цементы.

Активность и марка портландцемента. Активность и марку портландцемента определяют испытанием образцов-балочек размером 4х4х16 см, приготовленных строго по стандарту из раствора пластичной консистенции состава 1:3 со стандартным песком, через 28 сут нормального водного хранения. Образцы-балочки вначале испытываются на изгиб, а затем половинки балочек на сжатие. Результат испытания на сжатие является показателем активности цемента.

По прочности на изгиб и сжатие определяется марка цемента. Портландцемент подразделяется на марки 400, 500, 550 и 600. Допускается по договоренности с заказчиком выпускать портландцемент с минеральными добавками марки 300. Предел прочности портландцемента при изгибе и сжатии для различных марок цемента и его разновидностей должен быть не менее значений, указанных в табл. 12.