• способность образовывать с водой однородную клеящую массу, переходящую в искусственный камень.
6.2. Воздушные вяжущие
К воздушным минеральным вяжущим относятся вещества, продукты гидратации которых обладают низкой водостойкостью, особенно по отношению к действию проточной воды. Это простые по составу материалы, как правило, интенсивно взаимодействующие с водой.
Воздушную известь получают из таких кальциевых карбонатных пород, как известняк (СаС03) и доломит (СаС03 • MgC03), содержащих не более 6 % глинистых примесей. Их обжигают при температуре 900…1100 °С они разлагаются с выделением углекислого газа. Продукт обжига — оксид кальция (СаО) и является воздушной известью, которую за высокое тепловыделение при гидратации (гашении) называют известъюкипелкой.
На воздухе при затворении водой образуются кристаллы гидрооксида кальция Са(ОН)2, а за счет их реакции с углекислым газом воздуха — кальцита СаС03, которые обеспечивают прочность известковому камню (1...7 МПа).
Качество извести оценивают по следующим показателям:
|
|
• тонкость помола — остаток на ситах должен быть не более 1,5 % (02) и 15 % (008);
• содержание химически активных по отношению к воде компонентов СаО и MgO — активной примеси (50-90 %);
• температура и время гашения извести;
• содержание примесей.
В зависимости от содержания примеси MgO и, следовательно, химической активности известь подразделяют на кальциевую (содержащую MgO до 5 %), магнезиальную (5...20 %) и доломитовую (20...40 %); по времени гашения — быстро гасящуюся (до 8 мин), средне гасящуюся (до 25 мин) и медленно гасящуюся (более 25 мин); по максимальной температуре гашения — низкоэкзотермическую (до 75 °С) и высокоэкзотермическую (более 75 °С).
Примесями в извести являются зерна недообожженного сырья (СаС03) — «недожог» и оплавленные с поверхности зерна СаО — «пережог». Первые снижают активность и качество извести, а вторые вызывают появление «дутиков» - вздутий и трещин на оштукатуренной поверхности, так как замедленный процесс гашения, сопровождаемый ростом температуры, увеличением объема и, следовательно, возникновением деформаций, происходит в уже затвердевшем составе.
В строительстве известь используют для получения красочных составов, штукатурных и кладочных сложных растворов. С целью повышения водостойкости изделий и расширения области их использования на основе извести получают смешанные гидравлические известковые вяжущие: известково-пуццолановые, известково-шлаковые и известково-кремнеземистые. В известково-пуццолановые и известково-шлаковые, кроме пуццолановых (опока, диатомит и шлаковых добавок), для регулирования сроков схватывания вводят до 5 % гипса. На их основе производят низкомарочные бетоны для подводного и подземного бетонирования. Это связано с их низкой морозостойкостью, а в случае пуццолановой добавки — и воздухостойкостью. Известково-шлаковое вяжущее более эффективно при изготовлении заводских изделий по пропарочной технологии, так как в этом случае в процессе гидратации участвует и шлаковая составляющая.
|
|
Наиболее широкое применение нашли известково-кремнеземистые вяжущие, на основе которых по автоклавной технологии (давление до 1,6 МПа, температура до 203 °С) получают силикатные изделия: стеновые мелкоштучные материалы (кирпичи, камни, аналогичные по размерам и форме керамическим), плотные бетоны для несущих конструкций (плит перекрытий, колонн и т.д.) и высокопористые ячеистые блоки (за счет введения пено- и газообразующих добавок), которые, в зависимости от средней плотности, могут применяться для возведения ограждающих конструкций или получения изделий теплоизоляционного и акустического назначения.
При использовании силикатных изделий учитывают их пониженную водо-, термо- и коррозионную стойкость.
Гипсовые вяжущие. Технология получения и использование гипсовых вяжущих основаны на способности сырья — природного гипса (CaS04 • 2Н20) — легко отдавать кристаллизационную воду уже при 123 °С и переходить в химически активное по отношению к воде состояние (CaS04 • 0,5Н2О). Из химически активного гипса за счет реакции гидратации и присоединения кристаллизационной воды получают искусственный гипсовый камень (CaS04 ■ 2Н20).
Строительный гипс представляет собой мелкокристаллический материал, требующий для получения гипсового теста определенной пластичности от 50 до 70 % воды. Для высокопрочного крупнокристаллического гипса, полученного в автоклавах при температуре 123°С, количество воды сокращается до 30...50 %. В связи с тем, что на реакцию гидратации расходуется до 19 % воды, прочность камня на основе высокопрочного гипса вследствие более высокой плотности составляет 30...40 МПа, а строительного гипса — до 25 МПа. Максимальная прочность гипсового камня определяется водогипсовым отношением (В/Г), которое зависит от размера и формы кристаллов минерального вяжущего.
Качество гипсовых вяжущих оценивают по тонкости помола, срокам схватывания и прочности. Сроки схватывания являются временным показателем, фиксирующим процесс загустевания гипсового теста определенной пластичности (нормальной густоты)с подобранным расходом воды — начало схватывания — и образования гипсового камня — конец схватывания. При соответствии этих значений требованиям стандарта, по пределу прочности на сжатие (МПа) с учетом прочности на изгиб образцов, твердевших два часа в воздушно-сухих условиях, вяжущему присуждают марку.
В зависимости от требуемых свойств готового продукта сырье подвергают термообработке при температуре 123... 160°С, получая полуводные низкообжиговые вяжущие (CaS04 ■ 0,5Н2О): строительный и высокопрочный гипс — или при 600... 1000 °С — безводные (CaS04) высокообжиговые вяжущие: ангидритовый цемент и эстрихгипс.
Низкообжиговые вяжущие характеризуются быстрым набором прочности, низкой водостойкостью.
Наиболее широкое применение в строительстве нашел строительный гипс, на основе которого по прокатной технологии изготавливают гипсоволокнистые (ГВЛ) и гипсокартонные (ГКЛ) листы, используемые в качестве отделочного листового материала для выравнивания стен (сухая штукатурка), выполнения потолков и модульных трансформируемых каркасных перегородок. Использование листового картона с внутренним слоем из гипсового камня (ГКЛ) или дисперсное (мелковолокнистое) армирование гипсового камня по всему объему волокнами растительного происхождения (ГВЛ) обеспечивают гвоздимость и снижают хрупкость изделий. В зависимости от условий эксплуатации помещения применяют влагостойкие (ГКЛВ), огнестойкие (ГКЛО) и влагоогнестойкие (ГКЛВО) листовые материалы, получаемые путем введения добавок и использования декоративных пленочных покрытий.
|
|
Высокая пористость гипсовых изделий и способность очень точно воспроизводить форму и рельефный рисунок за счет расширения при твердении на 1 % обусловили применение гипса для получения акустических (звукопоглощающих) и архитектурно-художественных изделий.
К достоинствам гипсового камня, содержащего кристаллизационную воду, относится высокая огнестойкость. Это свойство обусловило его использование при производстве огнезащитных плит и строительных растворов. Кроме того, применение гипсовых изделий в жилищном строительстве обеспечивает создание комфортных условий проживания, связанных с высокой гигроскопичностью и способностью гипсового камня регулировать влажность воздуха в помещении за счёт её поглощения или отдачи.
Для повышения водостойкости гипсовых изделий увеличивают их плотность, полируют лицевую поверхность или обрабатывают ее пленкозащитными и гидрофобными смесями, а также изменяют состав вяжущего за счет дополнительного введения тонкомолотых гидравлических добавок искусственного или природного происхождения (портландцемента, доменного шлака, зол, природных пуццоланов). Полученные смешанные гипсовые вяжущие: гипсоцементно-шлаковые (ГЦШВ) и гипсоцементно-пуццола-новые (ГЦПВ) — приобретают свойства гидравлических вяжущих, а изделия на их основе — повышенную водостойкость (коэффициент размягчения не ниже 0,65), пониженные морозо- и воздухостойкость. Это обуславливает их применение, аналогичное высокопрочному гипсу, при изготовлении санитарно-технических кабин, монолитных полов в общественных зданиях и на предприятиях легкой промышленности с обработкой поверхности составами, повышающими водостойкость и износостойкость покрытия.
|
|
Высокообжиговые гипсовые вяжущие обладают пониженной химической активностью, медленным схватыванием, повышенной водостойкостью, прочностью до 20 МПа. Для ускорения процесса твердения в ангидритовый цемент, полученный при температуре 600...700°С, вводят известь.
При температуре 900... 1000°С безводный сульфат кальция частично разлагается на оксид кальция (СаО) и серный газ (S03), следовательно, выпускаемый эстрихгипс представляет собой двухкомпонентный продукт, состоящий из смеси CaS04 и СаО. Основное назначение этих вяжущих — выполнение монолитных или мозаичных (в сочетании с плитами из горных пород) полов; изготовление путем введения в состав смеси пигментов полированных плит искусственного мрамора, применяемых для отделки пола и стен в зданиях общественного назначения; получение штукатурных, кладочных растворов и легких бетонов.
Магнезиальные воздушные вяжущие: каустический магнезит (MgO) и каустический доломит (MgO + СаС03) — получают путем термообработки магнезита (MgC03) или доломита (MgG03 • СаС03) при температуре 700...800°С. В связи с их невысокой химической активностью по отношению к воде, при получении изделий для ускорения процесса гидратации используют растворы солей (MgCl2, MgS04).
Контролируемыми показателями качества являются: тонкость помола, сроки схватывания, марка по прочности. Прочность на сжатие каустического магнезита составляет 40...60 МПа, каустического доломита — 10...30 МПа. Снижение активности последнего объясняется присутствием неразложившегося при термообработке инертного по отношению к воде кальцита.
Наиболее широко эти вяжущие применяют в сочетании с древесными отходами разной степени измельчения для выполнения теплых огнестойких монолитных полов на предприятиях легкой промышленности, а также для изготовления ксилолитовых крупноразмерных плит, которые в зависимости от состава и степени уплотнения могут быть использованы в качестве внутренних перегородок или теплоизоляции строительных конструкций.
Жидкое стекло представляет собой водный раствор силиката калия (Si02 • К20) или натрия (Si02 • Na20), полученный в автоклаве в результате воздействия насыщенного водяного пара на продукт сплавления кремнезема (Si02) с карбонатом калия (натрия) или сульфатом натрия (калия) при температуре 1300... 1400 °С.
Вяжущие свойства раствора оценивают плотностью, вязкостью и модулем стекла (2,6...4,0), который равен отношению числа грамм-молекул кремнезема к одному грамм-молю оксида калия или натрия. С увеличением модуля клеящие свойства раствора и стойкость изделий к кислотам повышаются.
На основе жидкого стекла получают многокомпонентное воздушное вяжущее специального назначения — кислотостойкий цемент, в состав которого дополнительно входят тонкомолотый кислотостойкий наполнитель (кварцевый, базальтовый, андезитовый) и добавка — ускоритель твердения (кремнефтористый натрий). Из него изготавливают кислотостойкие бетонные конструкции (с пластиковой арматурой). Термостойкость до 1000°С и огнестойкость позволяют применять составы на основе этого вяжущего для производства огнезащитных и жаростойких растворов и бетонов.
Жидкое стекло является также основой для силикатных красок, кислотостойких мастик и составов, используемых с целью уплотнения и укрепления (силикатизации) грунтов на строительных площадках.
6.3. Гидравлические вяжущие
Гидравлические вяжущие представляют собой тонкомолотые порошки, состоящие в основном из силикатов (kCaO•nSi02), алюминатов (nCaO•mAl203) и ферритов (nCaO•mFe203) кальция, которые, взаимодействуя с водой, образуют прочный водостойкий искусственный камень.
Минералогический состав гидравлических вяжущих представляют в виде оксидов. Например, силикат кальция записывают СаО • Si02 (сокращенно CS), трехкальциевый алюминат — ЗСаО • А1203 (С3А), гидросиликат кальция — 2СаО • Si02 • 2Н20 (C2SH2).
Способность гидравлических вяжущих образовывать в результате реакции с водой прочный камень оценивают по показателю активности, равному прочности (кгс/см2) образцов состава Ц: П = 1: 3, твердевших 28 суток в нормальных условиях (температура 18...20°С, влажность 95...98 %).
К гидравлическим вяжущим относятся: гидравлическая известь, которая занимает промежуточное положение между воздушными и гидравлическими вяжущими, романцемент, разновидности портландцемента и специальные виды цементов.
Гидравлической известью называют тонкомолотый продукт обжига мергелистых известняков, содержащих до 20 % глинистых примесей, при температуре 900...1000 °С.
Качество гидравлической извести определяют по тонкости помола, срокам схватывания (начало — 0,5...2 ч, конец — 8... 16 ч), равномерности изменения объема и активности. Активность косвенно оценивают по гидравлическому (основному) модулю (ГМ), равному отношению процентного содержания по массе оксида кальция к сумме оксидов, входящих в состав минералов:
В зависимости от полученного значения различают силъногидравлическую (ГМ = 1,7.„4,5) и слабогидравлическую (ГМ = 4,'5...9) известь. При ГМ > 9 известь приобретает свойства воздушного вяжущего.
Прочность изделий на гидравлической извести различной активности колеблется от 1,7 до 5 МПа.
Основное применение этого вяжущего — штукатурные и кладочные растворы, низкомарочные легкие и тяжелые бетоны, эксплуатируемые как в сухих, так и во влажных условиях.
С целью усиления гидравлических свойств вяжущего (ГМ = = 1,1... 1,7) и исключения из его состава свободного оксида кальция используют мергели, содержащие не менее 25 % глинистых примесей. При помоле спекшегося при 1000... 1100°С продукта для обеспечения заданных сроков схватывания (начало — не ранее 20 мин, конец — не позднее 24 ч) вводят двуводный гипс в количестве 3...5 %. Полученный романцемент применяют для изготовления строительных растворов, бетонных стеновых камней и мелких блоков прочностью до 15 МПа, используемых при возведении наземных и подземных конструкций.
Портландцемент и его разновидности. Портландцементом называют тонкомолотый материал, полученный совместным измельчением клинкера (продукта спекания при температуре 1400... 1500°С известково-глинистой смеси в соотношении по массе 3: 1 или мергелистых пород) и гипса (3...5 %). В зависимости от влажности исходного сырья применяют мокрый или сухой способ производства. При мокром способе помол и перемешивание сырья до получения однородного пластичного шлама влажностью до 45 % производят непосредственно в мельницах, затем шлам поступает в шламбассейн, где его состав корректируют путем введения добавок, и во вращающиеся горизонтальные печи на обжиг. Действие высокой температуры вызывает испарение воды, разложение сырья и образование новых, химически активных по отношению к воде, минералов. После обжига клинкер подают в специальные холодильники для быстрого охлаждения продукта с целью сохранения химически активной стеклофазы. В завершение клинкер мелют совместно с гипсом или гипсосодержащими отходами и минеральными добавками. К достоинствам мокрого способа можно отнести простоту корректировки состава, что позволяет получать разнообразные по свойствам цементы.
При сухом способе тонкомолотое сырье подогревают отходящими газами и подают на обжиг в вертикальные шахтные печи. Исключение процесса испарения воды делает эту технологию менее энергозатратной.
Минералогический состав цемента включает четыре основных минерала:
• алит (ЗСаО•Si02, C3S) —45...60%,
• белит (2СаО • Si02, C2S) — 10...30 %,
• целит (ЗСаО • А1203, С3А) —5...12 %,
• четырехкальциевый алюмоферрит (4СаО•А1203•Fe203, C4AF) - 10...20 %.
Свойства цемента определяют процентным содержанием этих минералов, которые по своей химической активности, тепловыделению и скорости твердения располагаются в порядке убывания следующим образом: С3А —> C3S — > C4AF —> C2S.
При смешивании портландцемента с водой составляющие его минералы гидратируют с образованием новых кристаллических соединений, обуславливающих твердение цементного теста и прочность искусственного камня. Состав новообразований зависит от минералогического состава цемента, влажности и температуры окружающей среды. Продукт гидратации алита — гидрооксид кальция, растворяясь в воде, образует насыщенный щелочной раствор, который обеспечивает стабильность не только образованных кристаллических гидратных соединений, но и коррозионную стойкость арматуры при эксплуатации железобетонных конструкций.
В результате частичного перехода воды при гидратации в химически связанное состояние (до 20 % от массы цемента) происходит усадка цементного камня, вызывающая появление на его поверхности микротрещин. Испарение воды из материала, приводит к образованию открытых капиллярных пор, понижающих не только прочность, но и морозостойкость, водонепроницаемость искусственного материала. Для повышения его эксплуатационных свойств необходимо обеспечить влажностные условия твердения (влажность не менее 95...98 %) и снизить расход воды с одновременным вводом пластифицирующих добавок для обеспечения необходимой пластичности смеси.
К недостаткам цементного камня, кроме усадки, относится ползучесть, которая проявляется в увеличении деформаций под влиянием длительно действующих, постоянных по величине нагрузок. Снижение ползучести растворов и бетонов достигается за счет введения жесткого недеформируемого заполнителя и снижения расхода цемента.
В зависимости от природы воздействия в процессе эксплуатации цементный камень может подвергаться физической или химической коррозии. В первом случае разрушение происходит под действием высокой температуры (свыше 300°С) или циклических температурно-влажностных изменений, во втором — под влиянием агрессивных сред. В зависимости от состава и механизма действия для цементного камня опасны:
• фильтрация воды с вымыванием наиболее растворимого гидрооксида кальция, что приводит к снижению щелочности среды и, как следствие, разрушению кристаллических новообразований, уменьшению прочности (коррозия выщелачивания);
• действие кислот, сопровождаемое образованием гелеобразных, непрочных или растворимых соединений, вызывающих резкое падение прочности (кислотная коррозия);
• действие сульфатосодержащих вод приводит к разрушению структуры материала, которая происходит за счет накопления в порах по всему объему крупнокристаллических продуктов реакции между цементным камнем и агрессивной средой (сульфатная коррозия);
• контакт с солесодержащими растворами (NaCl, Na2C03 и др.) вызывает, при наличии испарения влаги с поверхности изделия и капиллярного подсоса, кристаллизацию соли в поровом пространстве материала, что приводит к росту внутренних напряжений и деформаций, растрескиванию искусственного камня и потере им прочности (солевая коррозия).
С целью придания портландцементу заданных свойств изменяют состав клинкера, регулируют степень измельчения и вводят в мельницу при помоле органические и минеральные добавки. Цементные заводы выпускают вяжущие в широком ассортименте. Наибольший объем составляют портландцементы с минеральными гидравлическими добавками (шлаковыми и пуццолановыми). При содержании добавок до 20 % получают рядовой портландцемент (ПЦ), при увеличении содержания доменного шлака с 21 до 60 % — шлакопортландцемент (ШПЦ), пуццолановых добавок (диатомит, золы, вулканический пепел) с 21 до 40 % — пуццолановый портландцемент (ППЦ). В связи с уменьшением содержания химически активного составляющего (клинкера) эти цементы обладают замедленным твердением, низким тепловыделением и меньшей морозостойкостью, а в случае пуццоланового — и меньшей воздухостойкостью. К положительным свойствам этих вяжущих можно отнести повышенные водо- и солестойкость, а также термостойкость (до 700 °С) шлакопортландцемента. Рациональное применение этих цементов — подводное и подземное бетонирование, жаростойкие бетоны (ШПЦ); получение сборных конструкций при оптимальном режиме твердения — термовлажностная обработка (ТВО). При введении в качестве добавок кремнезема, известняка, доломита (до 30 %) получают безусадочный наполненный цемент низких марок, который применяют для штукатурных растворов.
Следующие по объему выпуска и значимости — портландце-менты с органическими поверхностно-активными добавками. Механизм действия добавок заключается в их способности адсорбироваться на поверхности цементных зерен. В результате при использовании гидрофобных добавок получают гидрофобный портландцемент (ГФ), гидрофильных — пластифицированный портландцемент (ПЛ). Преимущества ГФ портландцемента: длительное хранение без снижения технических показателей и повышенная водостойкость, поэтому его используют при возведении гидротехнических сооружений, дорожных покрытий. ПЛ портландцемент применяют для повышения пластичности смеси без увеличения расхода воды или для увеличения прочности, морозостойкости, водонепроницаемости при снижении расхода воды и сохранении заданной пластичности.
Для усиления пластифицирующего эффекта в мельницу при помоле клинкера вводят добавки суперпластификаторы и получают вяжущее низкой водопотребности (ВНВ), позволяющее сократить водопотребность цемента до 18-20%.
Декоративные растворы и бетоны получают с использованием белого и цветного портландцементов. Необходимая степень белизны обеспечивается жесткими требованиями по содержанию красящих примесей (соединений марганца и железа) в сырье. Цветные портландцементы получают за счет добавления пигментов к белому портландцементу.
При возведении конструкций, эксплуатация которых связана с действием сульфатосодержащих грунтовых вод и других сред (фундаменты, дамбы, плотины и т.д.), во избежание сульфатной коррозии применяют специальный сулъфатостойкий портландцемент (СПЦ). Его получают путем тщательной корректировки минералогического состава, в котором содержание С3А ограничено до 5 %, C3S — до 50 %, сумма С3А + C4AF — до 22 %.
Получение монолитных конструкций, особенно при низких положительных температурах, а также высокая энергоемкость технологии производства сборного железобетона с использованием термовлажностной обработки требуют применения высокоэффективного быстротвердеющего портландцемента (БПЦ). Это, как правило, цементы высоких марок (500...700), получаемые за счет увеличения содержания наиболее активных по отношению к воде минералов C3S и С3А и тонкости помола (с 3000 до 5000 см2/г), что позволяет обеспечивать до 70 % марочной прочности в трехсуточном возрасте естественного твердения.
Тампонажный портландцемент применяют для цементирования холодных (22 ± 2 °С) и горячих (75 + 3 °С) нефтяных и газовых скважин. Для придания специфических свойств (замедленного схватывания, солестойкости, повышенной плотности цементного камня) в их состав вводят от 10 до 70 % минеральных добавок (шлак, кварцевый песок, известняк).
6.4. Специальные вяжущие
Специальные виды цементов отличаются от портландцемента используемым сырьем, технологией изготовления и, как следствие, наличием специфических свойств. К этому классу относят глиноземистый, безусадочный, напрягающий, расширяющийся и шлакощелочной цементы.
Глиноземистый цемент получают обжигом до плавления смеси бокситов или высокоалюминатных шлаков и известняка при температуре 1500...1600 °С. Вследствие преобладания в его составе высокоактивных алюминатов кальция, цемент в первые сутки твердения набирает до 90 % марочной прочности, а спустя трое суток — марку 400, 500, 600. Применение этого гидравлического вяжущего приводит к высокому тепловыделению при твердении, морозо-, коррозионно- и термостойкости (до 1400 °С). Поэтому глиноземистый цемент используют при выполнении аварийных бетонных работ, получении долговечных конструкций, работающих в сложных условиях действия мороза и агрессивных сред, и жаростойких бетонов с температурой эксплуатации до 1200 °С. Этот цемент нельзя использовать при бетонировании в жарком климате, термообработке и возведении массивных монолитных конструкций из-за опасности растрескивания бетона.
В зависимости от соотношения компонентов составы на глиноземистом цементе с добавками гипса и гидроалюминатов кальция используют для получения безусадочного, напрягающего и расширяющегося цементов. Первый используют для омоноличивания стыков в крупнопанельном домостроении, второй — при получении труб и изготовлении емкостей для хранения жидкостей, третий — при производстве преднапряженных железобетонных конструкций, что связано со способностью многокомпонентного вяжущего при гидратации расширяться в свободном состоянии на 3...4 %. Если этот процесс происходит в замкнутом объеме, ограниченном формой, бетону передается определенное напряжение, что приводит его в сжатое (преднапряженное) состояние, позволяющее повысить его прочность на изгиб и растяжение.
Шлакощелочной цемент получают путем помола доменного шлака и щелочесодержащего компонента или затворением тонкомолотого шлака концентрированным щелочным раствором. При измельчении шлака возможно введение добавок стеклобоя (до 40 %) или глинистых материалов в естественном или обожженном состоянии (до 25 %). Вследствие высокой щелочности составы на этом гидравлическом вяжущем могут твердеть при отрицательных температурах, в автоклавах и пропарочных камерах нормального давления. Активность (марка) цемента составляет 400...1000 кгс/см2. Бетоны на этом цементе обладают повышенной водо-, морозо- и коррозионной стойкостью, а также способностью увеличивать прочность при эксплуатации во влажной среде, поэтому наиболее рационально применение их в дорожном и гидротехническом строительстве.
Согласно стандарту качество цементов оценивают по основным и рекомендуемым показателям.
К основным относятся:
• химический, вещественный и минералогический состав;
• предел прочности на сжатие и изгиб через 28 суток естественного твердения;
• нормальная густота цементного теста (НГ) — водоцементное отношение (%), при котором достигается нормируемая пластичность, необходимая для определения сроков схватывания и равномерности изменения объема;
• равномерность изменения объема в процессе гидратации;
• активность цемента при пропаривании (для портландцементов с минеральными добавками);
• удельная эффективная активность естественных радионуклидов.
К рекомендуемым относятся показатели общего характера (сроки схватывания, тонкость помола) и специального назначения (коррозионная стойкость, содержание свободного СаО, термостойкость, гидрофобность и т.д.).
На основании полученных результатов, которые должны соответствовать требованиям стандарта, цементу присваивают марку (М300, М400, М500, М600) - численно равную среднеарифметической величине предела прочности на сжатие (кгс/см2) с учетом прочности на изгиб, а также класс цемента по прочности на сжатие при гарантированной обеспеченности 95%, который должен быть соответственно равным 22,5; 32,5; 42,5; 52,5 (МПа).
ЛЕКЦИЯ 7. Бетоны
7.1. Общие сведения
Бетон на неорганических вяжущих веществах представляют собой композиционный материал, получаемый в результате формования и твердения рационально подобранной бетонной смеси, состоящей из вяжущего вещества, воды, заполнителей и специальных добавок. Состав бетонной смеси должен обеспечить бетону к определенному сроку заданные свойства (прочность, морозостойкость, водонепроницаемость и др.).
Бетон является главным строительным материалом, который применяют во всех областях строительства. Технико-экономическими преимуществами бетона и железобетона являются: низкий уровень затрат на изготовление конструкций в связи с применением местного сырья, возможность применения в сборных и монолитных конструкциях различного вида и назначения, механизация и автоматизация приготовления бетона и производства конструкций. Бетонная смесь при надлежащей обработке позволяет изготавливать конструкции оптимальной формы с точки зрения строительной механики и архитектуры. Бетон долговечен и огнестоек, его плотность, прочность и другие характеристики можно изменять в широких пределах и получать материал с заданными свойствами. Недостатком бетона, как любого каменного материала, является низкая прочность на растяжение, которая в 10-15 раз ниже прочности на сжатие. Этот недостаток устраняется в железобетоне, когда растягивающие напряжения воспринимает арматура. Близость коэффициентов температурного расширения и прочное сцепление обеспечивают совместную работу бетона и стальной арматуры в железобетоне, как единого целого. Это основное свойство железобетона как композиционного материала. В силу этих преимуществ бетоны различных видов и железобетонные конструкции из них являются основой современного строительства.