Виды, состав и применение сульфатостойких цементов

Опасность сульфатов для бетона

Сульфаты – соли серной кислоты (H2SO4), широко распространённые в природе и в избытке имеющиеся в морской воде, грунтовых водах и других минеральных источниках. Они способствуют развитию III типа коррозии бетона. Такой тип разрушения происходит при образовании в теле бетона — в порах и капиллярах малорастворимых солей. Такое образование приводит к давлению на бетонный камень и его разрушению. Сульфаты, попадая в бетон, взаимодействуют с продуктами гидратации цемента и образуют комплексные различные соли, самой опасной из которых является гидросульфоалюминат кальция (ГСАК).

Опасность ГСАКа заключается в том, что он, взаимодействуя с водой, присоединяет 30-32 её молекулы и расширяется в объёме и разрывает структуру камня. Это образование (ГСАК) возникает как результат реакции гидроалюминатов цементного камня с гипсом, который поступил в бетон в виде растворов или образовался от реакции сульфатов и гашёной извести Ca(OH)2.

Высокая концентрация двухвалентных анионов SO42- в воде и C3A (трёхкальциевый алюминат) в цементе, непременно будут приводить к образованию гидросульфоалюмината кальция.

Особенно высока концентрация сульфатов в морской воде, достигающая 2500-2700 мг/л.

Образующийся ГСАК расширяется и ломает структуру бетонного камня, потому что, связывая молекулы H2O, он увеличивается в объёме в 1.63 раза, а когда взаимодействует ещё и с C3A и Ca(OH)2, то увеличение объёма ещё больше – в 2.27 раза. Расширенный состав ГСАКа может вымываться водой и будут образовываться разрывы сплошности в теле бетона. Так происходит коррозия бетона III типа, когда продукты коррозии, иначе говоря, образование гидросульфоната кальция и гашёная известь вымываются водами, которые контактируют с конструкциями.

Производство и состав

Технология изготовления сульфатостойкого портландцемента и цемента обычного отличается очень незначительно, но необходима организация более жесткого технического контроля. Эти вяжущие получаются после одновременного тонкого помола гипса и портландцементного клинкера. В качестве применяемых минеральных добавок используют электротермофосфорные и гарнулированные доменные шлаки объем которых составляет 10-20%, а для сульфатостойкого шлакопортландцемента от 40 до 60%. В качестве активных добавок применяют осадочные породы объемом от 5 до 10%.

Большое значение имеет состав клинкера применяемого при производстве. В нем должно быть не больше 50% трехкальциевого силиката, не больше пяти — трехкальциевого алюмината. Глиноземный модуль должен быть 0,7 или более. Нужно учесть, что сумма C3A+C4AF в клинкере должна быть не больше 22%. В состав включают оксид магния и оксид алюминия по 5%. Требования, предъявляемые к сырью, предопределяются необходимостью подготовки клинкера с нормированным химико-минералогического составом. В составе глинистой составляющей рекомендуется применять опоку или трепел.

Активные добавки не применяются, и только при достижения соглашения между заказчиком и поставщиком и при наличии благоприятных условий работы можно внести их незначительное количество при производстве помола. Все добавки должны соответствовать требованиям ГОСТов. Активные минеральные добавки — 6269-54, а добавки шлаков — 3476-60. Для повышения сопротивляемости сульфатостойких видов цемента в их состав вводят поверхностно-активные. По рекомендациям ГОСТ 970-61 для этой цели используют мылонафт или сульфитно-спиртовую барду, и после этого получает название гидрофобного или пластифицированного.

Применение в строительстве

Рекомендуется использование для производства монолитных бетонных и железобетонных конструкций для строительства гидротехнических сооружений и конструкций, которые подвергаются сульфатной агрессии и работают в подводном положении под воздействием морской и океанской воды.

Целесообразно применение при изготовлении бетонных и железобетонных конструктивных элементов, включая и предварительно напряженные, которые впоследствии станут частью сооружений моловых опор, морских и речных молов, а так же любых разновидностей строительных сооружений которые подвержены попеременному увлажнению и высыханию. В связи с пониженным содержанием тепловыделяющих компонентов и пониженной экзотермией допускается применение при строительстве наружной зоны гидротехнических сооружений с большой массой.

Приобретение

Купить сульфатостойкий цемент несложно: производители реализуют его через биржи, через оптовые торговые организации, а закупка через биржи, например Московскую Фондовую Биржу, позволяет значительно сэкономить на стоимости приобретаемого материала, особенно если покупатель готов приобретать навалом и партией от 300 тонн. Цена в этом случае колеблется от 3 030 до 3 730 рублей за тонну. Закупка фасованного или более мелкими партиями повлечет возрастание цены.

Рекомендуем:
	Как выбрать хороший цемент для разных целей? По этому вопросу люди, не имеющие профильного образования, могут спорить бесконечно. А профессионал, прежде чем …
	Схемы и способы производства цемента — полный обзор Данный строительный материал без преувеличения является самым востребованным. Цемент используется как сам по себе (в …
	Цена за мешок цемента 50 кг Индивидуальное или иное строительство предполагает подготовку сметы для рационального использования бюджета, где указано точное количество …

Подписка на новости

Как расшифровать маркировку цемента

Цемент – это вяжущий порошок, применяемый для изготовления стройматериалов, строительства зданий и других конструкций. Производится из клинкера, известняка, различных минералов и гипса.

От состава и пропорций компонентов зависит область использования, характеристики и свойства цемента. Наиболее распространенным является портландцемент.

Для его производства к глине добавляется известняк.

Характеристики цементного порошка

На цементную конструкцию, которая уже затвердела, постоянно воздействует окружающая среда. Так, если она расположена на улице, то на нее попадают осадки, соли. Она замерзает и оттаивает.

Чтобы улучшить устойчивость к коррозии, к цементному порошку на этапе производства добавляются полимерные добавки. Они уменьшают степень микропористости, делая материал более надежным.

От такого параметра как тонкость помола зависит не только цена вяжущего компонента, но и его качество. Чем меньше фракции, тем лучше получится исходный материал.

Процесс затвердевания мелкофракционного портландцемента происходит значительно быстрее, чем порошка с крупными частицами.

Чтобы цемент имел оптимальные характеристики, смешиваются разные фракции.

Один из главных параметров, на который следует обращать внимание при выборе портландцемента, – это степень морозоустойчивости. Чем больше циклов замораживания и оттаивания он может выдержать, тем дольше прослужит построенная из него конструкция, и тем меньше ремонта она будет требовать

От этой характеристики полностью зависит область применения цемента. Каждый раз, когда бетон замерзает, вода, содержащаяся в нем, расширяется и разрушает его изнутри.

Чтобы улучшить степень морозоустойчивости, в цементный порошок вносятся минеральные добавки, например, абиетат натрия или нейтрализованный древесный пек.

Различается цемент и по прочности. Для определения марки приготавливается раствор из одной части цементного порошка и трех частей кварцевого песка. Все тщательно перемешивается до однородной консистенции и заливается в форму.

Через 28 суток тестовый образец укладывается под пресс и давится. Давление, при котором он начал разрушаться, и является его маркой. Для ее определения тестируется 6 пробников. Из 4 лучших вычисляется среднее арифметическое.

Полученный результат считается его маркой по прочности. Измеряется этот показатель в МПа и кг/см2.

Еще одна характеристика, от которой зависит область применения цементного порошка – время схватывания. Этот параметр особенно важен в условиях, где требуется аварийный ремонт или в холодном климате.

При оптимальных условиях и правильном замешивании цементный раствор схватывается через 45 минут.

Что представляет из себя сульфатостойкий цемент

Сульфатостойкий цемент — материал, значительно расширяющий возможности использования бетонных растворов при строительстве для агрессивных условий. Потребность в нем диктуется объективными обстоятельствами, когда обычные бетоны разрушаются при эксплуатации. Требования к материалу нормируются государственными и международными стандартами.

Что представляет из себя материал

Сульфатостойкий цемент представляет собой коррозионностойкий материал, в состав которого вводятся специальные добавки (алюминаты и силикаты) для повышения стойкости к агрессивным воздействиям. Имеет специфическую область применения, когда присутствуют воды с большим содержанием сульфатов и отмечается циклическое воздействие воды в больших количествах.

Высокая концентрация сульфатов во влажной среде провоцирует сульфатную коррозию. При этом процессе в химическую реакцию вступают бетонные компоненты, что ведет к образованию цементного камня внутри и к выпадению солевых кристаллов на стенках. Структура бетона нарушается и он разрушается. Разрушительное воздействие оказывает на бетон и циклическая влага — постоянные циклы высушивания и обильного увлажнения, замораживания и оттаивания. Именно поэтому был разработан цемент, стойкий к сульфатной коррозии.

Виды материала

Пуццолановый цемент. Его основу составляет доменный шлак и вулканические породы (пуццоланы). Среди последних компонентов выделяются туф, пемза, вулканический пепел. Это активные минеральные добавки, обеспечивающие сульфатостойкость. Данный материал не предназначен для условий с циклической влажностью.

Портландцемент с повышенной стойкостью к сульфатам. Изготавливается с добавлением в марку М400 минеральных добавок. Материал медленно затвердевает с постепенным набором прочности и пониженным выделением тепла при схватывании. Применять его можно в любых эксплуатационных условиях.

Портландцемент с повышенным содержанием сульфатостойких минеральных веществ. Содержание добавок составляет 6-10%. Выпускается материал марок М400 и М500. Отличается он повышенной морозостойкостью и устойчивостью к циклической влажности.

Сульфатостойкий шлакопортландцемент. Это смесь доменных шлаков с клинкером из портландцемента с добавлением алюминатов

Важное требование — шлак не должен состоять более чем из 10% оксида алюминия. Выпускается материал марок М300 и М400. Имеет высокую сульфатостойкость, но боится морозов

Имеет высокую сульфатостойкость, но боится морозов.

Помимо подразделения по составу, рассматриваемый цемент имеет градацию по прочности на сжатие. Данный показатель вводится в маркировку — от М200 до М500.

Состав

По технологии производства стойкий к сульфатам цемент не отличается от изготовления обычного. По сути, оба материала являются тонкодисперсным порошком с вяжущими способностями. Структура обеспечивается особым режимом сушки и тщательным помолом в бункерах специальных мельниц. Различие обеспечивается нужным составом смеси.

Основу минеральных добавок составляют доменные шлаки электротермофосфорного или гранулированного типа. Обычно их содержание колеблется в интервале 10-22%, а для стойкого к сульфатам шлакопортландцемента — 42-55%. Активные составляющие — добавки из горных пород осадочного типа. Они вводятся в количестве 6-12%.

Для обеспечения повышенной стойкости к агрессивным воздействиям особые требования выдвигаются к составу используемого клинкера. Содержание в нем трехкальциевого силиката не должно превышать 52%, трехкальциевого алюмината — не более 6%, а C3A+C4AF — не более 23%. В состав входят оксиды алюминия и магния, но не более 4-5%. Глиноземный модуль клинкера превышает 0,7. В глинистый компонент портландцемента рекомендуется вводить опоку и трепел.

Основу клинкера составляют алит или белит. В первом случае обеспечивается ускоренное затвердение и быстрый набор прочности. Белит характеризуется длительным схватыванием, но конечная прочность превышает алит.

Активные добавки применяются с большой осторожностью. Чрезмерное их содержание способно ухудшить технические характеристики цемента. По ГОСТу повышение стойкости к сульфатам достигается введением поверхностно-активных веществ

Так гидрофобные, пластифицированные материалы имеют добавки в виде мылонафта или спиртово-сульфитной барды

По ГОСТу повышение стойкости к сульфатам достигается введением поверхностно-активных веществ. Так гидрофобные, пластифицированные материалы имеют добавки в виде мылонафта или спиртово-сульфитной барды.

Плюсы и минусы

Портландцемент обладает сильными и слабыми сторонами.

Для начала стоит рассмотреть, какие преимущества имеет данный материал:

• Следует отметить прекрасные прочностные характеристики портландцемента. Именно поэтому его чаще всего используют в изготовлении монолитных железобетонных конструкций и других подобных объектов.
• Портландцемент является морозостойким. Ему не страшны низкие температуры. В подобных условиях материал не подвергается деформации и не покрывается трещинами.
• Этот материал является водонепроницаемым. Он не страдает от контакта с сыростью и влагой.
• Портландцемент можно использовать даже при строительстве фундамента в условиях сложных грунтов. Для таких условий используется сульфатостойкий раствор.
• Существует несколько разновидностей портландцемента – каждый покупатель может подобрать для себя оптимальный вариант. Можно приобрести быстротвердеющий или среднетвердеющий состав.
• Если вы приобрели действительно качественный портландцемент, то можно не беспокоиться о его последующей усадке и деформации. После монтажа на нем не образовываются трещины и другие подобные повреждения.

Недостатков у портландцемента не так много. Как правило, они связаны с низкокачественными растворами, которых сегодня в магазинах находится очень много.

Среди них можно выделить следующие:

Во время своего полного затвердевания низкокачественный материал подвержен деформациям. Это необходимо учитывать при работе

Также следует предусмотреть все усадочные швы.
Данный раствор нельзя назвать экологически чистым, так как в его составе, кроме натуральных, находится множество химических компонентов.
Работать с портландцементом следует осторожно, так как при контакте с ним можно заработать химический ожог и раздражение. По словам специалистов, в условиях долгого контактирования с этим материалом возможно заработать рак легких.

К сожалению, сегодня многие покупатели сталкиваются с некачественными растворами портландцемента. Этот продукт должен соответствовать ГОСТу 10178-75. В противном случае смесь может оказаться не такой прочной и надежной.

Что такое сульфатостойкий цемент?

Сульфатостойкий цемент представляет собой «вяжущий» строительный материал на основе клинкера, силиката и трехкальциевого алюмината

При изготовлении цемента данного вида, особое внимание уделяется точной дозировке компонентов

В готовом продукте содержание алюмината не должно быть больше 5%, а силиката 50%. Подобное соотношение получено методом проб и ошибок. Как известно в природной среде находится большое количество сульфатных соединений, которые вступая в реакцию с трехкальциевым гидроалюминатом вызывают сульфатную коррозию и разрушение конструкции.

В связи с этим исходное сырье для производства сульфатостойкого цемента должно содержать минимальное количество железа. Кроме того сульфатостойкий цемент обладает пониженной скоростью затвердевания, пониженным тепловыделением  и повышенной плотностью в твердом состоянии (положительные факторы).

Область применения

Благодаря компонентам входящим в состав сульфатостойкого цемента, конструкции, изготовленные на его основе, характеризуются как «весьма устойчивые к неблагоприятным природным и вредным химическим факторам» – сооружения не разрушаются от переменчивой влаги и перепадов температуры. В связи с этим сульфатостойкие цементы экономически целесообразно примять для производства и возведения:

• Ответственных бетонных и железобетонных конструкций;
• Предварительно напряженных конструкций;
• Гидротехнических сооружений работающих в условиях сульфатной коррозии при переменном уровне воды;
• Производства свай;
• Строительства опор мостовых переходов и опор молов подвергающихся воздействию минерализованных вод.

Другими словами, данный строительный материал получил широкую популярность в странах, где климатические условия и состояние грунтов диктуют свои законы строителям.

Виды сульфатостойкого цемента

В зависимости от состава и назначения сульфатостойкий цемент подразделяется на ряд видов

Важно! При покупке того или иного вида сульфатостойкого «связующего». Следует предварительно ознакомиться с составом и назначением, так как для определенного вида грунта и подземных вод необходим «свой» вид цемента

В зависимости от состава компонентов сульфатостойкий цемент делят на:

• Сульфатостойкий портландцемент;
• Сульфатостойкий портландцемент с минеральными присадками;
• Сульфатостойкий шлакопортландцемент;
• Пуццолановый портландцемент.

В соответствии с показателями прочности различают три марки цемента: 400, 500 и 600.

Классификация и обозначения

4.1 Классификация цементов по типам, классам и подклассам прочности должна соответствовать ГОСТ 30515 с дополнительным обозначением сульфатостойкости «СС» и таблице 1 настоящего стандарта.

4.2 По вещественному составу цементы подразделяют на типы:

ЦЕМ I СС — сульфатостойкий портландцемент;

ЦЕМ II/А СС и ЦЕМ II/В СС — сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками;

ЦЕМ Ill/A СС — сульфатостойкий шлакопортландцемент.

4.3 Типы, классы и подклассы прочности сульфатостойких цементов, а также разрешенные к применению добавки — основные компоненты цемента указаны в таблице 1.

Таблица 1

Наименование цемента	Тип цемента	Применяемые классы и подклассы прочности	Разрешенные минеральные добавки — основные компоненты
Сульфатостойкий портландцемент	ЦЕМ I СС	32,5Н; 32,5Б; 42,5Н; 42,5Б	Не допускаются
Сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками	ЦЕМ II/А-Ш СС ЦЕМ II/В-Ш СС	32,5Н; 32,5Б; 42,5Н	Доменный гранулированный шлак
	ЦЕМ II/А-П СС		Пуццолана
	ЦЕМ II/А-К(Ш-П) СС ЦЕМ II/А-К(Ш-П,МК) СС		Смесь шлака с пуццоланой или микрокремнеземом
Сульфатостойкий шлакопортландцемент	ЦЕМ Ill/A СС	32,5Н; 32,5Б; 42,5Н	Доменный гранулированный шлак
Примечание — Типы, классы и подклассы прочности — по ГОСТ 31108.

4.4 Условное обозначение цемента должно состоять:

— из наименования цемента по 4.2 и таблице 1;

— обозначения типа цемента по таблице 1;

— класса и подкласса прочности;

— обозначения сульфатостойкости «СС»;

— обозначения настоящего стандарта.

Пример условного обозначения сульфатостойкого портландцемента класса прочности 42,5 быстротвердеющего:

Сульфатостойкий портландцемент ЦЕМ I 42,5Б СС ГОСТ 22266-2013.

То же условного обозначения сульфатостойкого портландцемента с добавкой пуццоланы класса прочности 32,5 нормальнотвердеющего:

Сульфатостойкий портландцемент с пуццоланой ЦЕМ II/А-П 32,5Н СС ГОСТ 22266-2013.

Допускается опускать в условном обозначении цемента его наименование.

Пример условного обозначения 1:

ЦЕМ I 42,5Б СС ГОСТ 22266-2013.

Пример условного обозначения 2:

ЦЕМ II/А-П 32,5Н СС ГОСТ 22266-2013.

Условные обозначения пластифицированных или гидрофобизированных цементов должны дополнительно включать в себя обозначение пластификации «ПЛ» или гидрофобизации «ГФ», помещаемые перед номером настоящего стандарта.

Пример условного обозначения пластифицированного сульфатостойкого портландцемента класса прочности 42,5 нормальнотвердеющего:

Сульфатостойкий портландцемент ЦЕМ I 42,5Н СС ПЛ ГОСТ 22266-2013 или ЦЕМ I 42,5Н СС ПЛ ГОСТ 22266-2013.

То же гидрофобизированного сульфатостойкого портландцемента с содержанием шлака от 20% до 35%, класса прочности 32,5, нормальнотвердеющего:

Сульфатостойкий портландцемент со шлаком ЦЕМ II/В-Ш 32,5Н СС ГФ ГОСТ 22266-2013 или ЦЕМ II/В-Ш 32,5Н СС ГФ ГОСТ 22266-2013.

Условное обозначение цемента, в котором содержание щелочных оксидов не превышает 0,6% его массы, дополняют словом «низкощелочной» или обозначением «НЩ».

Пример условного обозначения сульфатостойкого портландцемента, класса прочности 32,5, быстротвердеющего, низкощелочного, пластифицированного:

ЦЕМ I 32,5Б СС НЩ ПЛ ГОСТ 22266-2013.

Клинкерные минералы и разрушение бетона

Все типы цементов значительно различаются по минералогическому и химическому составу, так как различны источники сырья и соотношение сырьевых материалов.

Четыре вида минералов

Учеными разных стран предпринимались попытки контролирования свойств цементов для точной классификации по видам назначения и исключения процедуры постоянных физических испытаний. Но попытка установления предельных соотношений и количеств, взятых за основу четырёх клинкерных материалов оказалась неудачной. Причина неудачи в том, что минералогический состав сырья не может быть достаточно точным, не учитывает потребные свойства цемента, а значит контрольные физические испытания цемента необходимы.

Основные клинкерные минералы

• C2S — двухкальциевый и C3S — трёхкальциевый силикаты;
• C4AF четырехкальциевый алюмоферит;
• С3А -трехкальциевый алюминат.

Механизм разрушения бетона

Взаимодействуя с содержащей сульфаты водой алюминат С3А. образуется гидросульфоалюминат кальция с дальнейшей кристаллизацией в структуре бетона. Это приводит к расширению объёма с последующим разрушением бетона.

Подобная кристаллизация чаще всего наблюдается при большом количестве циклов затопления бетона с последующим высушиванием. В первую очередь это относится к гидротехническим сооружениям — мостовым опорам, заглубленным сваям, подтопленным фундаментам.

Даже кристаллы высолов на кирпичной стене способны привести к ее разрушению. Арматура железобетона тоже подвержена аналогичным процессам, для защиты от них применяются антикоррозионные добавки.

Это интересно: Красивые вентилируемые фасады из керамогранита: преимущества установки для загородных домов

Как определяется сульфатостойкость

1. Заливают 15 формочек 25х25х254 мм цементно-песчаным раствором.
2. Через 24 часа извлекают образцы и помещают в воду на 27 суток.
3. После выдерживания в воде отбирают 12 образцов и снова помещают 6 — в воду, а остальные 6 — в 5 % раствор сульфата натрия.
4. В таком положении они находятся до 12 месяцев, причём контрольные образцы находятся в несменяемой дистиллированной воде, а испытуемые образцы – в растворе, который периодически меняют на свежий.
5. Периодически их извлекают и осматривают, фиксируя дефекты – сколы, трещины, изгибы образцов.

Все результаты обрабатываются по сложным формулам и в конце концов сводят в таблицу:

Но в этой таблице всё только про цементы. Так вот, сульфатостойкость бетона определяется в каждом конкретном случае в зависимости от агрессивности среды, в которой он будет находиться, т. е. конкретные показатели содержания ионов SO42- в воде. Проектные требования по водонепроницаемости, которые имеют классы W 4 – W20. По этим данным подбирают марку цемента по ряду таблиц в Своде Правил 28.13330. 2012 (Защита строительных конструкций от коррозии), который может быть использован для приготовления бетонной смеси в том или ином проекте. Как вы понимаете, сульфотостойкость бетонов очень сложная тема и по-простому с ней не разобраться.

Особенности

Гидротехнический бетон обладает рядом особенностей:

• его испытывают по прошествии 180, а не 28 дней;
• используют классы В10-В40, чаще всего — обычные или тяжелые бетоны;
• имеет водонепроницаемость четырех ступеней: от W2 до W8. Марка W2 не должна пропускать воду при напоре в 0,2 МПа, для других марок этот показатель: 0,4; 0,6; 0,8 Мпа;
• по стойкости к низким температурам есть 5 позиций: F50, 100, 150, 200, 300. Цифровое обозначение — это количество замерзаний/оттаиваний, после которых прочность уменьшится на 25%. Это требование применяется только к тому раствору, который будет подвергаться влиянию водных сред и мороза.

Что такое буровой цемент?

В соответствии со своим «народным» и Гостовским названием тампонажные цементы используются для герметизации пространства между пробуренным стволом скважины и обсадными трубами от грунтовых вод или разделения нефтегазоносных горизонтов.

Иногда, тампонажный цемент используют в качестве классического портландцемента в строительстве объектов промышленного и гражданского назначения.

Пример маркировки:

ПЦТ II-СС-50. Портландцемент Тампонажный сульфатостойкий с минеральными добавками, для низких или нормальных температур:

• ПТЦ и – портландцемент тампонажный;
• II – с минеральными добавками;
• СС – сульфатостойкий;
• 50 – для низких и нормальных температур (от 15 до 50 градусов Цельсия).

Маркировки сульфатостойкого цемента

Приобретая сульфатостойкий цемент, стоит уделить внимание маркировке на упаковке. Она означает максимальную прочность при сжатии

Основные распространенные марки – М300, М400, М500. Соответственно, прочность этих цементов будет составлять от 300 до 500 кг/см² (или от 30 до 50 МПа).

Своей максимальной прочности на сжатие цемент достигает на 28 сутки после заливки.

• Сульфатостойкий шлакопортландцемент бывает всех доступных маркировок – М300, М400 и М500.
• Портландцемент с добавлением минеральных добавок маркируется – М400 и М500.
• Портландцемент без добавок имеет маркировку – М400.
• Пуццолановый маркируется – М300 и М400.

Преимущества сульфатостойкого бетона

Комментариев:

Рейтинг: 17

• Разновидности бетона
• Сульфатостойкий цемент и его свойства
• Изготовление состава

Бетон сульфатостойкий относят к материалу, в свойства которого входит способность надежно защитить конструкцию от разрушительного воздействия воды с содержанием сульфатов, деформации грунта, температурных воздействий.

Сульфатостойкий состав увеличит долговечность конструкции, а также ее износостойкость и морозоустойчивость.

Разновидности бетона

Получить сульфатостойкий бетон можно 2 способами:

• используя обычный цемент с применением специальных добавок;
• применяя такой материал, как сульфатостойкий цемент.

Последний способ значительно превосходит первый по качеству и защищает конструкцию на всех стадиях постройки.

Разновидности цемента:

• портландцемент с примесью минеральных добавок;
• портландцемент;
• пуццолановый портландцемент;
• шлакопортландцемент.

Таблица марок и классов бетона.

Очень важным фактором качества в данном виде строительной смеси является соблюдение ГОСТа, ведь из-за неправильных пропорций существует вероятность увеличения хрупкости постройки и разрушения ее изнутри. В зависимости от прочности бетона на 28 сутки, идет подразделение его на марки: М300, М400, М500. Предназначение таких материалов — изготовление бетонных и железобетонных конструкций. Добавление в их состав таких веществ, как суперпластификаторы и воздухововлекающие добавки, повышают стойкость.

Производят сульфатостойкий портландцемент при помощи тонкого помола гипса или портландцементного клинкера, а выпускают с гранулированными минеральными добавками или без них. Без добавок идет маркировка М300, с добавками — М400, М500. При введении в состав мылонафта или сульфитно-спиртовой барды такой материал называется пластифицированный. Пуццолановый портландцемент используют в основном для постройки подводной части разных морских и океанических сооружений, потому что в нем тепловыделяющие минералы находятся в большем количестве, чем в обычном сульфатостойком цементе, который будет более эффективен в применении наземных частей конструкции.

В сульфатостойкий бетон добавляют такое минеральное вещество, как трехкальциевый алюминат, которого в составе должно быть не более 5%, чтобы в результате реакции с окружающей средой не возникла сульфатная коррозия. Одним из свойств данной строительной смеси является его не очень быстрое твердение, что приводит к медленному нарастанию прочности.

Компоненты бетонной смеси.

Оптимальной пропорцией цемента и песка является 1:3, для прочности состава специалисты советуют применять пластификаторы, а подвижность смеси определять расплывом стандартного конуса более 135 мм при водоцементном отношении 0,4. Если цемент считается гидрофобным, он не должен впитывать в себя воду на протяжении 5-6 минут после того, как нанесли несколько капель на пробу.

Чтобы изготовить сульфатостойкий бетон, потребуется:

• вода в необходимом количестве;
• гипсовый камень (ГОСТ 4013);
• портландцементный клинкер с нормированным составом.

При изготовлении есть возможность замены другими материалами, которые обязательно содержат в своем составе сульфат кальция, различных гранулированных и минеральных добавок. Если в состав входят электротермофосфорные шлаки, содержание в бетоне оксида алюминия не должно быть более 8%, в шлакопортландцементе запрещено превышение 12%.

https://youtube.com/watch?v=DHnSW0E8wYk

Главной особенностью сульфатостойкого бетона является его высокая стойкость, которая предотвращает проникновение воды даже при высоком гидростатическом давлении.

Общие сведения

Требования, которым должен соответствовать по нормативам гидротехнический бетон, технические характеристики и свойства материала регулируются ГОСТом 4795-53.

Виды

Бетон для гидротехнических сооружений может быть:

• По расположению относительно уровня воды – монолит может быть подводным (постоянно находится в воде) и надводным (расположен выше горизонта воды).
• По масштабу – бетон может быть массивным или немассивным.
• По особенностям размещения – наружные конструкции и те, что находятся во внутренней зоне.
• По силе воздействующего на конструкцию напора воды – сооружения напорные/безнапорные.

Во многом свойства и технические нормативные характеристики зависят от того, какой марки гидротехнический бетон, в каком объеме в состав входят нужные компоненты.

Выбор раствора осуществляют, исходя из эксплуатационных требований, типа конструкции (массивная, тонкостенная, сборная и т.д.), климатических условий местности размещения объекта и т.д.

Маркировка вида гидротехнического бетона:

• БНМ – для сооружения надводных массивных конструкций
• БГТ – актуален для зон, где горизонт воды переменный
• БПТ – смеси для создания подводных тонкостенных сооружений

Материалы

Для замеса гидротехнического бетона в виде вяжущего могут использоваться разные виды цемента, выбор которых зависит от условий эксплуатации: пластифицированный цемент, гидрофобный, пуццолановое вещество, обычный портландцемент, шлакопортландцемент, стойкий к сульфатам.

Тут нужно рассмотреть особенности каждой смеси. Пуццолановый цемент демонстрирует высокий уровень химической стойкости при нахождении в минерализованных/пресных водах, обладает повышенной плотностью монолита, низким тепловыделением.

Смесь из этого материала также характеризуется низким уровнем водоотделения, но одновременно и не очень хорошей стойкостью к морозу.

Пластифицированный и гидрофобный разновидности цемента используются для приготовления водонепроницаемых морозостойких растворов, что особенно актуально в суровом климате, зонах, где отмечено попеременное воздействие грунтовых вод. В процессе твердения таких смесей удается уменьшить теплоотдачу и понизить расход цемента на 8-10%.

Сульфатостойкий цемент подходит для конструкций, эксплуатируемых в особо жестких условиях, где есть химически агрессивные воды. Портландцемент со специальными минеральными добавками в составе и шлакопортландцемент актуальны для возведения надводных конструкций.

Мелкий и крупный заполнитель подбирают в соответствии с ГОСТом, с целью увеличения плотности раствора могут вводиться в состав микронаполнители (к примеру, зола-унос).

Для улучшения тех или иных свойств применяются:

• Пластификаторы (вводятся в раствор в объеме до 3%) – ГКЖ (кремний-органические добавки), СНВ (что расшифровывается как смола нейтрализованная воздухововлекающая), СЮБ (сульфатно-дрожжевая бражка), суперпластификатор С3.
• Разного типа уплотнители структуры (вводятся в смесь в объеме до 1%) – силикат натрия/калия, иногда селитра (нитрат кальция), нередко используется хлорное железо.
• Гидрофобные вещества (в объеме до 1%) – стеарат кальция/цинка, олеат натрия и другие.

Требования и технические условия

Независимо от марки и включенных в состав добавок, любой гидротехнический бетон по нормам должен обладать определенными качествами.

Основными являются: водостойкость, водонепроницаемость, не очень большое тепловыделение в процессе твердения, стойкость к низким температурам, минимальная усадка, максимально возможная стойкость к истиранию под напором воды и влаги, способность выдерживать немалые деформации и не разрушаться.

Основные показатели, которым должен соответствовать бетон:

• Прочность на сжатие – измеряется классом, гидротехническая смесь должна демонстрировать до В35
• Прочность на осевое растяжение – до Bt3.2
• Уровень водонепроницаемости – до W20
• Морозостойкость – до F600

Бетоны гидротехнического типа укладывают большими объемами и очень быстро. Поэтому, кроме всего прочего, они должны соответствовать еще и требованиям касательно тепловыделения при твердении.

В период гидратации раствор не должен сильно нагреваться, чтобы исключить термическую усадку и риск появления трещин в монолитах. Для этого в процессе приготовления смеси в бетон могут добавлять дробленый лед, охлажденный наполнитель.