Где применяют сульфатостойкий цемент. Сульфатостойкий цемент что это такое.

Все виды цемента значительно отличаются по своему минералогическому и химическому составу, поскольку источники и пропорции сырьевых материалов различны.

Где применяют сульфатостойкий цемент

Соли серной кислоты (сульфаты), содержащиеся в почве или воде, вступают в реакцию с гидроксидом кальция и глинистыми компонентами цементной пасты, когда они вступают в контакт с бетоном. Это приводит к постепенному разрушению конструкции. Интенсивность этого процесса зависит в основном от количества глинистых составляющих.

сульфатостойкий цемент

При производстве коррозионно-стойких бетонных смесей такого типа в качестве вяжущего используется специальный сульфатостойкий цемент (ГОСТ 22266-2013).

Виды цемента

Классификация по составу

По своему составу сульфатостойкие цементы делятся на 4 типа:

  • ЦЕМ I — портландцемент;
  • ЦЕМ II/А — смесь портландцемента с добавками (содержание до 20%);
  • ЦЕМ II/B — смесь портландцемента с добавками (содержание от 21 до 35%);
  • ЦЕМ III/A — шлакопортландцемент (содержание шлака от 36 до 65%).

В качестве дополнительных компонентов используются доменный шлак, пуццолан, их смеси с микрокремнеземом.

Классификация по прочности

Цементы делятся на категории и 2 подкатегории, в зависимости от прочности на сжатие, сульфатостойкие цементы выпускаются только 4 типов.

Таблица 1. Минимальная прочность на сжатие сульфатостойких цементов (МПа).

Класс Подкласс 2 сутки 7 сутки 28 сутки
32,5 Н 16 32,5
Б 10 32,5
42,5 Н 10 42,5
Б 20 42,5

Подкатегории: Н — нормального твердения; Б — быстрого твердения.

Маркировка сульфатостойкого цемента

Тип цемента указан на боковой стороне каждого мешка. Если материал упакован в мягкие контейнеры, используется несмываемая краска или заполненная этикетка помещается в специальный пакет.

Где применяют сульфатостойкий цемент

Цемент, упакованный в небольшие прозрачные мешки, маркируется обычным способом или этикетка помещается между слоями полиэтилена. Если несколько мешков упакованы в общий контейнер, то этикетка должна быть помещена и на последний с указанием количества упаковок.

На цементе должны быть указаны наименование цемента, вид, тип добавок, класс прочности и подкласс. Для материала с повышенной стойкостью к воздействию сульфатных солей добавляется СС — сульфатостойкий. Маркировка дополняется стандартом, в соответствии с которым изготовлен цемент.

Пример: сульфатостойкий портландцемент ЦЕМ II/А-П 32,5Н СС ГОСТ 22266-2013 Выражение: Материал на основе портландцемента с добавлением до 20% пуццолана, класс прочности 32,5, нормального схватывания, сульфатостойкий, свойства в соответствии с требованиями ГОСТ 22266-2013.

Кроме того, особые свойства материала могут быть достигнуты путем добавления специальных добавок или снижения содержания определенных компонентов:

  • ПЛ — пластифицированный;
  • ГФ — гидрофобизированный;
  • НЩ — низкощелочной.

Эти свойства могут дополнять друг друга — например: слабощелочная пластификация (NL PL).

Особенности

Сульфатостойкий цемент производится на основе тонкоизмельченного портландцементного клинкера, смешанного с гипсом, и является частным случаем обычного портландцемента с особенностью повышенной сульфатостойкости.

К качеству клинкера, используемого для производства сульфатостойкого цемента, предъявляются особые требования. Например, строго регламентируется его химический состав:

  • концентрация трехкальциевого силиката не более 50%;
  • концентрация алюмината – не более 5%;
  • глиноземный модуль – должен быть более 0,7%;
  • совместное содержание C3A+C4AF – менее 22%.

Эти ограничения вводятся для защиты получаемой микроструктуры от сульфатной коррозии.

Использование

Применение сульфатостойких цементов оправдано при строительстве сооружений, подверженных агрессивному воздействию окружающей среды.

Подробнее:

  • сильные морозы и перепады температур;
  • частые атмосферные осадки и перепады влажности, затопления, приливы и отливы, паводок, грунтовые воды;
  • движение грунта, его просаживание или, наоборот, вспучивание;
  • воздействие агрессивных химических жидкостей, например, грунтовые воды с нестабильным составом;
  • сейсмическая активность.
  Гаражные ворота своими руками: пошаговая инструкция изготовления монтаж. Как сделать ворота в гараж?

Итак, наиболее распространенными областями применения сульфатостойких цементов являются:

  • цинк-сульфатные мостовые сваи;
  • гидротехнические сооружения, работающие с морской или океанической водой;
  • подводные и подземные массивы;
  • морские и речные молы;
  • железобетонные сооружения;
  • конструкции с повышенной напряженностью.

Разновидности сульфатостойкого цемента

Рассмотрим основные виды сульфатостойких цементов в зависимости от их состава:

  • Портландцемент без добавок. Введение минеральных и инертных добавок в этот вид цемента недопустимо. Является универсальным материалом, стоек к перепадам температуры и влажности.
  • Шлакопортландцемент. Основной добавкой является гранулированный доменный шлак, он перемалывается вместе с клинкером и составляет 40—60% от общего объема смеси. Шлак, используемый в качестве добавки, должен соответствовать норме на присутствие в нем оксида алюминия – не более 10-12%. Слабое место шлакопортландцемента – неустойчивость к замораживанию.
  • Портландцемент с добавлением минеральных добавок. В качестве минеральных добавок может быть использован шлак в количестве 15-20% от общего объема, пуццолан, комбинация пуццолана или микрокремнезема со шлаком. Минеральные добавки обычно составляют 5-10%. Этот вид сульфатостойкого цемента обладает отличной стойкостью к замораживанию и перепадам влажности.
  • Пуццолановый портландцемент. Содержит в своем составе смесь из доменного шлака и пуццоланов. Пуццоланами называются активные минеральные добавки вулканического происхождения, такие как, например, пепел или пемза. В отличие от портландцемента более стоек к сульфатной коррозии, но при этом хуже переносит резкие перепады температур и перепады влажности.

Естественные природные и искусственные факторы воздействия на бетоны

Действия на открытые бетонные элементы несколько отличаются от факторов, влияющих на долговечность нижерасположенной части бетонных конструкций — отсюда и весьма условное разделение на две основные группы действий.

Надземная часть

Виды воздействий на открытые части железобетонных изделий:

  1. Атмосферные явления и естественные природные процессы в виде осадков, изменений температуры воздуха, количества циклов замораживания и оттаивания, явлений приливов, отливов, паводков, затоплений;
  2. Деформационные явления температурного характера — вспучивание грунтов от мороза, естественная либо технологическая деформация грунтов от нагрузок; действие агрессивных жидкостей и газов нефтепродуктов, кислот.

Подземная часть

Подземные части железобетонных конструкций подвергаются многочисленным индивидуальным и систематическим воздействиям разрушительного характера:

  • морозное пучение грунтов;
  • сейсмические природные явления;
  • давление и неравномерность уровня грунтовых вод;
  • нестабильный и нерегулируемый химический состав подземных вод.

Маркировка сульфатостойкого цемента

Тип цемента указан на боковой стороне каждого мешка. Если материал упакован в мягкие контейнеры, используется несмываемая краска или заполненная этикетка помещается в специальный пакет.

Цемент, упакованный в небольшие прозрачные мешки, маркируется обычным способом или этикетка помещается между слоями полиэтилена. Если несколько мешков упакованы в общий контейнер, то этикетка должна быть помещена и на последний с указанием количества упаковок.

На цементе должны быть указаны наименование цемента, вид, тип добавок, класс прочности и подкласс. Для материала с повышенной стойкостью к воздействию сульфатных солей добавляется СС — сульфатостойкий. Маркировка дополняется стандартом, в соответствии с которым изготовлен цемент.

Пример: сульфатостойкий портландцемент ЦЕМ II/А-П 32,5Н СС ГОСТ 22266-2013 Выражение: Материал на основе портландцемента с добавлением до 20% пуццолана, класс прочности 32,5, нормального схватывания, сульфатостойкий, свойства в соответствии с требованиями ГОСТ 22266-2013.

Кроме того, особые свойства материала могут быть достигнуты путем добавления специальных добавок или снижения содержания определенных компонентов:

  • ПЛ — пластифицированный;
  • ГФ — гидрофобизированный;
  • НЩ — низкощелочной.
  Какие бывают размеры листа поликарбоната, выбор материала, монтаж. Какой толщины бывает поликарбонат?

Эти свойства могут дополнять друг друга — например: слабощелочная пластификация (NL PL).

Специальный цемент и модифицирующие добавки

Присутствие в воде солей и сульфатов, которые могут вызвать разрушение бетона, заставило производителей цемента искать способы защиты материала.

Для повышения влагостойкости железобетонных изделий и конструкций можно использовать более высокие марки бетона или специальные добавки.

Читайте также: Крепление кровли к стенам из легкого бетона: выбор крепежа для стеновой решетки.

Для борьбы с воздействием агрессивных химических компонентов воды разработаны специальные виды бетона и бетонных изделий. Одним из самых распространенных видов является сульфатостойкий бетон — он может быть изготовлен из обычных видов цемента с модифицирующими добавками.

Более надежным и практичным вариантом является использование в качестве вяжущего для агрессивостойкого бетона специального портландцемента — сульфатостойкого цемента.

Вид

Эти виды цемента используются для производства сульфатостойкого бетона:

Основные свойства сульфатостойкого бетона следующие:

Цемент

Процент частиц, оставшихся после просеивания через сито с размером ячеек 80 мкм, не должен превышать 15 %.

Область применения определяется преимуществами цемента.

Цемент

Смеси используются для строительства объектов, которые подвергаются негативному воздействию окружающей среды:

  • морозы или резкое повышение температуры;
  • регулярные атмосферные осадки, повышение влажности, приливные и подземные воды;
  • вспучивание или усадка грунта;
  • воздействие агрессивных веществ, содержащихся в сточных водах;
  • землетрясения.

Сульфатостойкий бетон используется для строительства фундаментов, гидротехнических сооружений, опор мостов, железобетонных крышек колодцев, плотин рек и озер.

Маркировки

При покупке сульфатостойкого портландцемента обращайте внимание на марку, указанную на упаковке. Этот параметр отражает прочность материала на сжатие. Портландшлаковый цемент делится на классы М300, 400 и 500. М400 и М500 можно найти на упаковке раствора с минеральными добавками. Цемент без добавок маркируется М400, пуццолановый — М300, 400.

При длительном хранении наблюдается потеря прочности — за полгода этот показатель может снизиться на 10 %.

Применение

Благодаря основным компонентам портландцемента, которые можно охарактеризовать как устойчивые к воздействию неблагоприятных физических факторов и вредных химических соединений, конструкции, созданные с его использованием, долговечны и прочны.

Портландцемент используется в производстве сульфатостойкого бетона и при изготовлении следующих конструкций:

  • сульфатостойкие сваи;
  • железобетонные сооружения;
  • мостовые опоры;
  • гидротехнические постройки.

Особое внимание следует уделить сульфатостойким сваям, чтобы понять, что они собой представляют. Сваи — это изделия, изготовленные из крупных стержней портландцемента. В основном они используются для усиления конструкций и поддержки фундаментов зданий.

Качество этих изделий оказывает большое влияние на долговечность и безопасность зданий. Сваи закапываются глубоко в землю. Они устойчивы к воздействию влаги, осадков, грунтовых вод и химических компонентов почвенного покрова. В основном они используются при строительстве больших мостов, гидротехнических сооружений и плотин.

Сульфатостойкий бетон может быть изготовлен даже из обычного цемента, если в раствор добавлены минеральные добавки. Однако при изготовлении сульфатостойкого бетона лучше использовать портландцемент. Это повышает прочность конструкции на всех этапах — от процесса бетонирования до гарантированной защиты в течение всего срока службы железобетонного изделия.

Состав клинкера

Клинкер — это промежуточный продукт в производстве портландцемента. Впервые он появился в 1817 году, когда французский инженер Луи Вика изобрел цементный клинкер. Это полезное открытие впоследствии способствовало созданию искусственного цемента (портландцемента) в 1840 году.

  Все о целлофане. Из чего делают целлофан.

Сульфатостойкий цемент изготавливается из измельченных компонентов клинкера, которые состоят из минералов. При производстве материала необходимо учитывать точную дозировку всех необходимых компонентов. Конечный продукт обычно содержит 5 % глины и 50 % силиката. Причиной такого соотношения является высокая доля сульфатных соединений, уже присутствующих в самих слоях почвы и в воде осадков.

Сульфаты начинают разлагаться, вступая в реакцию с глиной, искажая саму структуру. По этой причине в сырьевом материале — портландцементе — должна присутствовать лишь небольшая доля глинистой фазы.

На основной состав клинкера влияет не только сырье, но и условия производства. Во время обжига сырья в материал случайным образом попадают примеси. Этот фактор приводит к изменчивому фазовому составу клинкера. К последним относятся основные минералы алит и белит.

  • Алит представляет собой важный минерал, имеющий большое значение в составе клинкера. Он быстро затвердевает и имеет высокую прочность. Алит проявляет большую активность в соединении с водой.
  • Белит по своей реакции менее активен в отличие от алита. Также его тепловыделение меньше в два раза чем у главного минерала клинкера – алита. Белит медленно застывает и за счет этого обеспечивает высокую прочность материала.

Что касается последнего катастрофического эффекта, то кристаллизация оставляет свой след в виде выраженного объемного набухания бетонного блока. Иногда действие сульфатов приводит к образованию гипса, который также способствует сильному разбуханию камня и постепенному разрушению зданий.

Вредное воздействие сульфатов на железобетонные конструкции происходит тогда, когда почва и сама конструкция попеременно высушиваются и увлажняются. Примером этого является постоянно меняющийся уровень воды в реке. В случае с сульфатостойкими бетонными сваями, изготовленными из сульфатостойкого цемента, при таком воздействии влаги происходит медленная эрозия структуры материала и разрушение конструкции вплоть до полного разрушения.

При выборе подходящего цемента следует тщательно изучить его основной состав. Следует отметить, что для каждого типа грунта требуется определенный тип цемента.

Как сделать?

Сульфатостойкий цемент может быть получен двумя способами:

  • изготавливают цементный раствор со специальными добавками из минеральных веществ;
  • применение особой цинк-сульфатной цементно-песчаной смеси, изготовленной промышленным способом, которая отличается долговечностью и гарантирует защиту сооружения во время всего периода эксплуатации.

При производстве строительных растворов необходимо соблюдать точное соотношение составляющих компонентов.

Если минеральные добавки во много раз превышают нормальную пропорцию, прочность раствора значительно снижается, соответственно увеличивается хрупкость конструкций, что приводит к их разрушению. Сульфатостойкий цементный раствор должен соответствовать основным правилам государственных стандартов.

Использование портландцемента — дорогостоящий процесс, поэтому он применяется не так часто, как соответствующий обычный цемент. Однако сульфатостойкий цемент просто невозможно сравнить с обычным цементным раствором.

Кроме того, долговечность портландцемента во много раз выше, чем у обычных материалов. Следует отметить, что ключевые свойства цемента полностью оправдывают его высокую стоимость.

Сульфатостойкий цемент надежно защищает здания и сооружения от воздействия влаги и мороза и увеличивает долговечность конструкций. Он также способен значительно улучшить качество обычного цементного раствора, позволяя такому строительному материалу прослужить дольше обычного установленного срока.

В следующем видео вы найдете информацию о том, как правильно замешивать цементный раствор.

Оцените статью
Ремонт до и после