пуцолановий портландцемент

Пуцолановий портландцемент випускається у нас в кількості близько 5 млн. Т. Для виробництва пуццолан - вих портландцементів застосовуються різні види ак-тивних мінеральних добавок. На цементних заводах Артемівському, Кричевського, Броценском, Акмянском, Гіганті і ін. Застосовується Артемівський трепел з 'активністю близько 300 мг / г; Вольська опока тієї ж активності використовує-ся на Вольських цементних заводах, а баканская опока з активністю близько 250 мг / г - Новоукраїнський цемент-ними заводами. Олексіївський завод споживає місць-ву опоку активністю близько 250 мг / г, Сенгилеевской завод - місцевий трепел активністю близько 300 мг / г. Для виробництва білого портландцементу на Щуров - ському і Таузском цементних заводах витрачають кісатіб - ський диатомит з активністю близько 300 мг / г, среднеазі-АТСК заводи - глієжі з низькою активністю 30-50 мг / г. Вулканічні туфи з активністю 50-70 мг / г примі-ються на далекосхідних заводах; пемзи і туфи при-мірно тієї ж активності - на Закавказької групі це-цементних заводів, вітофіри з активністю близько 70 мг / г - на Семипалатинському заводі. Зола ТЕЦ викорис-зуется в якості добавки до портландцементу на Ангар-ському комбінаті.

Технологічна схема виробництва пуцоланових портландцементов звичайна. Вона полягає в сушінні активної мінеральної добавки і подачі її в установ-леному кількості в цементні млини для сумісних-ного помелу з клінкером при прийнятій дозуванні гіпсу. Сушка матеріалу при температурах, що не перевищують 479-573 К, помітно не впливає на активність добавок. Однак наші дослідження показали, що якщо в балаканині-ле є глинисті домішки, то сушка при 873-973 К кілька підвищує його активність; раціональна тим-пература сушки для добавок вулканічного походжу-дення повинна встановлюватися на основі експериментальних-тальних досліджень.

Твердіння пуцоланових портландцементов происхо-дит в результаті сукупного впливу процесів гідра-тації клінкерної частини (клінкерних фаз) і реакцій хімічної взаємодії гідратних новообразова-ний з активними компонентами добавки. В першу оче-редь взаємодіють добавки з гідроксидом кальцію, присутнім в рідкій фазі твердіє системи. Цей процес йде, як правило, повільно. Досліджень-ня показали, що при раціональному змісті, напри-заходів 30% трепелу в цементі, гідроксид кальцію ще пів-ністю не буде пов'язане з кремнеземом трепелу навіть приблизно через рік. Реакція ця протікає при тверде-ванні цементу в воді або в сильно вологому середовищі; про-тівопоказано твердіння в початковий період на повітрі, так як може призвести до пересихання цементного кам-ня, що сповільнить або навіть перерве цю реакцію. В твердіє пуцолановому портландцементе концентрації-ція вапна в рідкій фазі внаслідок її зв'язування активною добавкою знижується. Це сприяє фор-мування нізкоос'новних гідросилікатів кальцію CSH (B), з відношенням С. S до 0,8, бо, як уже відзначатимуть-лось, основність гідросилікату кальцію (С. S) залежить від концентрації гідроксиду кальцію в рідкій фазі.

Пуцолановий портландцемент багато в чому відрізняє-ся від портландцементу. Щільність його кілька мен-ше і дорівнює 2,7-2,9 г / см3, тому при однаковій до-зіровке по масі він дає більший вихід розчину або бетону. М'які оихль! е добавки - трепел та діатоміт в складі цементу збільшують нормальну густоту це-цементних тесту до 35% замість 24-26%; добавки вулканізаційних-ного походження і штучні підвищують нормальну густоту в меншій мірі. Це призводить до збільшення водопотребности бетонної суміші на пуццо - Лановий портландцементах, що трохи сповільнює наростання міцності бетону. По термінах схоплювання пуццолановиє цементи не відрізняються від портландцем-мента. Оскільки реакційна здатність активних добавок вулканічного походження, а також гліе - жа збільшується з дисперсністю, тонкість помелу пуццоланового портландцементу з цими добавками повинна бути підвищеною. При використанні пухких порід, наприклад трепелу, питома поверхня цемен-та зростає іноді в процесі подрібнення за рахунок дисперсності добавки, а не клінкерної частини, що сле-дует враховувати при виробництві цих цементів.

Пуцоланові портландцементу відрізняються кілька уповільненим твердением при нормальній температурі в перші терміни і при випробуванні в розчині-рах пластичної консистенції не досягають показників міцності на стиск, характерних для вихідних порт-ландцементов до 28-ми діб. При твердінні у вологість-них умовах або в воді міцність пуццоланового портландцементу в часі підвищується і перевищує міцність вихідного портландцементу не тільки на з-гинув, але і на стиск. Наші дослідження показали, що при активному клінкері, раціональному змісті до-надбавки та гіпсу і особливо при вельми багнистому помоле можна істотно підвищити міцність цементу.

Для нормального росту міцності необхідно забезпе-чити високу вологість середовища в початковий період твердіння цементу, після чого він може тверднути на 'повітрі, зростання міцності при цьому буде менше. За воздухостойкость він поступається портландцементу. Падіння температури приблизно нижче 283 К різко уповільнює ско-кість його твердіння, що викликає необхідність в штучному обігріві. Пропарювання прискорює твер-дення бетонів на пуцоланових портландцементах, одна-ко якщо в подальшому бетон буде тверднути під вологість-т 'них умовах або в воді, доцільно застосовувати тепловологу обробку.

Утворені в результаті хімічного зв'язування гідроксиду кальцію набряклі гідросилікати кальцію заповнюють мікропори в розчинах і бетонах, що викли-кість ущільнення їх структури і надає їм водонепро-ніцаемость. Тим самим в значній мірі устра-вується можливість вилуговування вільної вапна під напором води.

Пуцоланові портландцементу мають підвищений-ної сполучною здатністю, надають розчинним і бетонних сумішей велику пластичність і відпо-венно удобообрабативаемос'ть, не відрізняються від портландцементу за показниками зчеплення з арматурою в залізобетоні. Водовідділення в цементних розчинах і бетонах помітно зменшується при м'яких добавках (тре-пеле і ін.). При гідратації пуцоланових портландцем-ментів спостерігається незначне виділення тепла, ніж у портландцементу; заміна 30-40% клінкеру добавкою викликає зменшення екзотермії, але непропорційний-но кількості добавки, так як при рівномірному рас-пределеніе її частинок в цементі клінкерні зерна раз-рухаються, що сприяє більш глибокої їх гідра-тації.

Тепловиділення залежить від хіміко-мінералогічного - го складу вихідного клінкеру, активності добавки і тонкості помелу цементу. Тому кількість тепла, що виділяється при гідратації пуцоланових портланд-цементів, не піддається хоча б приблизного предвари-тельному розрахунку і має встановлюватися експери-ментальних шляхом. Пуцоланові портландцементу відрізняються підвищеною усадкою, яка, так само як і тепловиділення, залежить від ряду факторів. Помітне збільшення усадки пов'язано з підвищенням водопотреб- Іост при застосуванні м'яких пухких добавок - тре-співала і ін.

Пуцоланові портландцементу характеризуються більшою здатністю до пластичної деформації у вологих умовах при постійній температурі, ніж портландцемент, причому бетони на цих цементах отли-зустрічаються високою трещиностойкостью, що особливо цінно для масивних бетонних гідротехнічних споруд. Пуцоланові портландцементу надають розчинів і бетонів кілька знижену морозостійкість, в осо-сті, коли багаторазовим (більше 100 циклів) попе-ремінним заморожуванням і розморожуванням відчувають ще недостатньо міцний Раствоп або бетон в ранній термін твердіння. У випадку використання пуцоланових порт-ландцементов, в яких містяться активні міні- 'ральних добавки з щільною структурою, що не збільшую щие водопотребность бетону, морозостійкість понижу-ється менш помітно. Це відбувається тоді, коли мороз 'впливає на тривалий час тверділи бетон з уже по-щення щільністю і міцністю, наприклад шести-місячного терміну твердіння.

Пуцолановий портландцемент випускається марок 300, 400 і застосовується головним чином в спорудах, які зазнають впливу прісних вод: в підводних конструкціях при будівництві річкових гідротехнічних-ських споруд (порти, канали, греблі, шлюзи і 'т. П.); в водопровідних спорудах; при строительст-ве тунелів та інших підземних споруд, при про-ходку шахт і т. п .; при кладці фундаментів і підвалів цивільних і промислових будівель. Оскільки Пуц-цолановий портландцемент відрізняється зниженою воз-духопроніцаемостью, недоцільно застосовувати його 'для надземних залізобетонних споруд в умовах повітряного твердіння. Швидке висихання цементу мо-же призупинити його твердіння і викликати сильні вуса-дочно явища. Не можна використовувати пуццолановий портландцемент для частин споруд, що знаходяться в зоні змінного дії води і піддаються постійному зволоженню і висиханню, заморожування і відтавання.

Одне з важливих властивостей пуцоланових портландцем-ментов- підвищена сульфатостойкость через незначну-ного змісту незв'язаного гідроксиду кальцію і підвищеної водонепроникності. Тому пуццола - нові портландцемент у нас віднесені до сульфато - стійким, що регламентуються ГОСТ 22266-76 на "це-менти сульфатостойкие» (див. Гл. 6). Випускаються ці цементи на 40 заводах країни.

В умовах необхідності економити паливно-енер-гетіческіе ресурси, чому сприяє заміна клінкеру 'відповідними промисловими відходами, сущест-венно підвищилася значимість проблеми застосування, зокрема, золи-винесення теплових електростанцій в якост-стве активної мінеральної добавки для виробництва' пуцоланових портландцементов.

Зольні цементи. Зольні цементи є різно-видність пуцоланових портландцементов, що рег-тіруемих чинним ТУ 34-70-10347-81. Їх отримують спільним помелом або змішанням портландцемент-ного клінкеру і золи-винесення при невеликій добавці гіп-са. Зола-винесення є попутним продуктом спалювання деяких видів твердого палива в пилоподібному перебуваючи-ванні і вловлюється електрофільтрами і іншими уст-ройствамі. Її частинки бувають грубо-і тонкодісперс-ними і можуть містити невеликі кількості НЄСГР - застарілих палива, що є шкідливим компонентом.

Знижена водопотребность зольних цементів спо-собствует підвищення водонепроникності і в біль-шинстве випадків також сульфатостійкості бетону. Ви-стало, що нові гідратів фази, що утворилися в результаті хімічної взаємодії портлаідцемсн- 'та з золою, відносно швидко карбонизируют, що підвищує міцність цементного каменю. Продукти гід-ратаціі основних зол-винесення утворюються за звичайною для портландцементу схемою і містять еттрінгіт, порт - лаідіт і відповідну кількість гелю С-S-Н [93]. В сучасних умовах, коли необхідні малоенер-гоемкіе технології, виробництво і застосування зольних цементів вельми доцільно [12]. Відомо будівництво багатьох гідротехнічних споруд,-жений у нас і за кордоном з частковою заміною порт-ландцемента золою-винесення. У значних обсягах при-змінює золи ТЕС Ангарський цементний завод і в срав-ково обмеженій кількості ще дев'ять цемент-них заводів.