Физико химические свойства цемента

Физические и химические свойства цементов по европейскому стандарту

По досягаемой прочности при сжатии после 28 дней твердения цемент делится на три класса прочности 32,5, 42,5 и 52,5. По скорости твердения (различная начальная прочность) цементы далее подразделяются на нормально твердеющие (буквенный код N = нормальный) и быстротвердеющие цементы (буквенный код R = быстрый). Кроме того, в соответствии с EN 196-3 ставятся требования по относительному удлинению образцов в соответствии с прибором Ле-Шателье (EN 196-3), который является мерой устойчивости и равномерности изменения объема цемента.

Таблица 1.15 Типы цементов и композиции в соответствии с EN 197-1

Основные типы Наименование 27 цементов (типы общих цементов) Вещественный состав цемента (процент от массы)
Основные компоненты Вспомогат-ельные компоненты
Клинкер Доменный шлак Микро-кремне зем Пуццолана Зола-уноса Обож-женный сланец Известняк
натуральный обож-женный кремниевая известковая
K S D P Q V W T L LL
CEM I ПЦ CEM I 95-100 0-5
CEM II ШПЦ CEM II/A-S 80-94 6-20 0-5
CEM II/B-S 65-79 21-35 0-5
ПЦ с добавкой микрокремнезема CEM II/A-D 90-94 6-10 0-5
ПЦ пуццолановый CEM II/A-P 80-94 6-20 0-5
CEM II/B-P 65-79 21-35 0-5
CEM II/A-Q 80-94 6-20 0-5
CEM II/B-Q 65-79 21-35 0-5
ПЦ с добавкой золы-уноса CEM II/A-V 80-94 6-20 0-5
CEM II/B-V 65-79 21-35 0-5
CEM II/A-W 80-94 6-20 0-5
CEM II/B-W 65-79 21-35 0-5
ПЦ с обожжен-ным сланцем CEM II/A-T 80-94 6-20 0-5
CEM II/B-T 65-79 21-35 0-5
Портланд-известковый цемент CEM II/A-L 80-94 6-20 0-5
CEM II/B-L 65-79 21-35 0-5
CEM II/A-LL 80-94 6-20 0-5
CEM II/B-LL 65-79 21-35 0-5
Портланд-композиционный цемент CEM II/A-M 80-94 <············································· 6-20 ·····································> 0-5  
CEM II/B-M 65-79 <············································· 21-35 ·····································> 0-5
CEM III ШПЦ CEM III/A 35-64 0-5
CEM III/B 20-34 0-5
CEM III/C 5-19 0-5
CEM IV Пуццола-новый цемент CEM IV/A 65-89 <························ 11-35 ························> 0-5
CEM IV/B 45-64 <························ 36-55 ························> 0-5
CEM V Компози ционный цемент CEM V/A 40-64 <············ 18-30 ···········> 0-5
а) Значения относятся к сумме основных и вспомогательных компонентов б) Количество микрокремнезема ограничено 10%   в) Для композиционных цементов CEM II/A-M и CEM II/B-M, для пуццолановых цементов CEM IV/A и CEM IV/B и для композиционных цементов CEM V/A и CEM V/B обозначение вида минеральных добавок – основных компонентов – должно быть указано в наименовании цементов.

свойства цемента

 

Разделение на классы и свойства представлены в таблице 1.16. В стандарте указаны также требования к химическому составу цемента — как потери при прокаливании, содержание нерастворимого остатка, содержание SO3, хлоридов и пуццолановых добавок стандартных цементов. Данные приведены в таблице 1.17.

Таблица 1.16Механические и физические требования к цементам EN 197-1

Класс прочности цемента Прочность при сжатии, МПа Начало схватывания не ранее, мин Равномерность изменения объема (расширение) не более, мм
Начальная прочность Нормированная прочность
2 сут 7 сут 28 сут
32,5N &#8805;16,0 &#8805;32,5 &#8804;52,5 &#8805;75 &#8804;10
32,5R &#8805;10
42,5N &#8805;10 &#8805;42,5 &#8804;62,5 &#8805;60
42,5R &#8805;20
52,5N &#8805;20 &#8805;52,5 &#8805;45
52,5R &#8805;30

Таблица 1.17Химические требования к цементам в соответствии с EN 197-1

свойства проверка по цемент все (d) класс прочности все Требования к (а) соответствует проверке
Потери при прокаливании EN 196-2 CEM I CEM III все &#8804;5,0%
Нерастворимого остатка EN 196-2b CEM I CEM III все &#8804;5,0%
  Содержание cульфатов (как SO3)   EN 196-2   CEM I CEM IIc CEM IV CEM V 32,5N 32,5R 42,5N &#8804;3,5%
42,5R 52,5N 52,5R &#8804;4,0%
CEM IIId все
Содержание хлоридов EN 196-21 все e все &#8804;0,10% f
Пуццоланы EN 196-5 CEM IV все Соответствует требованиям проверки
а) Требования приведены в процентах по массе цемента б) Определение растворимой в соляной кислоте и остаток карбоната натрия. в) цемент CEM II / В-Т может достигать содержание сульфата 4,5% (в виде SO3) включены для всех классов свойств. г) Цемент CEM III / C может содержать содержание сульфата до 4,5% (в виде SO3). д) Цемент СЕМ III может содержать более 0,10% хлорида, но в случае фактического содержания хлорида должен быть указан на упаковке или доставки. е) Для применения предварительно напряженного бетона могут цемента производятся более низким требованием. В этом случае значение 0,10% должно быть заменено на более низкое значение, чтобы указать в накладной.

Дата добавления: 2016-10-26; просмотров: 1135;

Похожие статьи:

Высокая морозостойкость цементного камня и бетонов — важнейшее свойство, в большой мере определяющее долговечность различных сооружений, особенно гидротехнических, дорожных, ирригационных.

При эксплуатации бетонных и железобетонных конструкций возможно попеременное замерзание и оттаивание их в водонасыщенном состоянии. Как известно, объем воды при переходе в лед увеличивается приблизительно на 10 %. Естественно, что вода в порах и капиллярах цементного камня при замерзании оказывает большое гидравлическое давление на их стенки, вызывая напряжения растяжения. Многократные теплосмены приводят к постепенному расшатыванию структуры цементного камня и бетона, объемному расширению, появлению трещин и снижению прочности.

Разрушительное действие попеременного замерзания и оттаивания усиливается в тех случаях, когда вода (например, морская) содержит значительное количество различных солей. Наконец, конструкции, находящиеся в напряженном состоянии, при прочих равных условиях подвержены более интенсивному разрушению.

Морозостойкость цементов и бетонов изучали в СССР О. Е. Власов, Г. И. Горчаков, Г. К. Дементьев, Ф. М. Иванов, А. И. Конопленко, В. М. Медведев, С. А.

Характеристики и свойства цемента

Миронов, В. М. Москвин, Н. А. Мещанский, Ю. А. Нилендер, Н. А. Попов, П. А. Ребиндер, Б. Г. Скрамтаев, Г. М. Ру-щук, В. В. Стольников, М. И. Хигерович, С. В. Шестоперов и др. Ими выявлены закономерности, связанные с этим свойством, разработаны рекомендации и требования к цементам и бетонам, обеспечивающие их высокую долговечность в условиях попеременного замерзания и оттаивания в водонасыщенном состоянии.

Как уже отмечалось, вода, заполняющая цементный камень и содержащая некоторое количество Са(ОНЬ и щелочных соединений в растворенном состоянии, начинает переходить в лед, в первую очередь, в крупных порах и полостях при температуре 0 и —1 °С. При дальнейшем понижении температуры системы лед начинает образовываться в капиллярах всеуменьшающегося диаметра. В наиболее тонких из них вода замерзает около —25°С, а в гелевых порах, по некоторым данным,— лишь при —70 °С. Под давлением замерзающей воды и льда на стенки пор и капилляров цементный камень значительно увеличивается в размерах. Это увеличение, особенно в области температур от —5 до —20 °С, достигает примерно 1—2 мм/м в зависимости от свойств цемента и значения В/Ц. При оттаивании объем уменьшается, не достигая, однако, первоначального.

Морозостойкость цементного камня зависит от значения его общей пористости и ее характера. Чем меньше общая пористость, тем выше морозостойкость цементного камня. Уменьшение общей пористости достигается, во-первых, снижением водоцементного отношения при изготовлении бетона, но не ниже 0,4 и, во-вторых, длительным твердением его до начала циклов попеременного замерзания и оттаивания, во время которого капиллярные поры заполняются гидратными новообразованиями.

Ранее отмечалось, что при В/Ц= 0,4…0,45 при значительной гидратации цементный камень почти не содержит капиллярных пор. Пористость его создается в основном гелевыми порами, заполненными водой в псевдотвердом состоянии. Отсюда следует, что бетоны высокой морозостойкости целесообразно готовить при В/Ц, не превышающих 0,45—0,5. При этом лучше всего применять портландцементы с пониженной водопотребностыо, а также вводить в них поверхностно-активные пластифицирующие (ССБ, СДБ, С-3 и др.)   и пластифицирующе-гидрофобизирующие (мылонафт, окисленный петрола-тум и др.) добавки, способствующие получению бетонных смесей требуемой подвижности при пониженном водосодержании.

Однако наличие капиллярной пористости в цементном камне, преимущественно в начальные сроки его твердения, особенно при В/Ц, превышающих 0,5—0,6, может сильно снижать его морозостойкость. В этом случае большое значение приобретает такой фактор, как характер пористости цементного камня. Очень важно, чтобы в цементном камне были равномерно распределенные мельчайшие сферические воздушные поры, замкнутые или частично сообщающиеся с капиллярами. Эти поры создаются с помощью воздухововлекающих (пенообразующих) добавок, вводимых в бетой в таком количестве, чтобы довести их объем в нем до 3—4 % общего объема бетона. Такие сферические поры играют роль запасных емкостей, в которые при расширении во время перехода в лед выдавливается из капилляров вода. Интересно отметить, что при замерзании цементного камня со значительным объемом воздушных пор наблюдается не увеличение, а такое уменьшение объема, которое соответствует температурному перепаду при соответствующем коэффициенте термического сжатия. При последующем же оттаивании объем цементного камня приближается к первоначальному. Воздухововлекающими добавками служат абиетат натрия, омыленный древесный пек и др., вводимые в количестве 0,1—0,25 %.

По экспериментальным данным, введение воздушных пузырьков в количестве до 3—4 % объема бетонов позволяет увеличивать морозостойкость бетонов с 200—400 до 1000—1600 циклов замораживания. Морозостойкость цементного камня повышается также при введении в него гидрофобизирующих добавок в количестве 0,075— 0,1 % массы цемента (мылонафт, олеиновая кислота и др.). Благоприятное влияние этих добавок объясняется тем, что они затрудняют подсос воды в камень и ее миграцию. Кроме того, они способствуют увеличению количества замкнутых пор, не заполняемых водой при обычном насыщении бетона.

Повышение морозостойкости может быть достигнуто также введением в бетонную смесь кремнийорганических соединений (ГКЖ-Ю, ГКЖ-П, ГКЖ-94) в количестве 0,05—0,28 % массы цемента. Положительное влияние двух первых соединений обусловлено вовлечением воздуха и гидрофобизацией внутренней поверхности пор цементного камня. При добавке же ГК.Ж-94 происходит выделение газов, образующих закрытые поры, поверхность которых также становится гидрофобной.

Таким образом, для повышения морозостойкости цементного камня и бетона применяют добавки: пластифицирующие, способствующие уплотнению камня вследствие уменьшения его водопотребности при сохранении подвижности; воздухововлекающие (пенообразователи); гидрофобизирующие.

Свойства цемента также существенно отражаются на морозостойкости бетонов. Исследования показывают, что повышенная морозостойкость обеспечивается алитовыми портландцементами, содержащими не более 6—8 % алюмината кальция. При этом надо строго подбирать оптимальное количество двуводного гипса в цементе с учетом содержания в нем СзА, а также степени измельчения. Иначе морозостойкость цемента при твердении уменьшается.

Активные и инертные добавки даже при содержании до 8—10 % снижают морозостойкость портландцементов. Тонкость помола цементов не должна превышать 3000— 4000 см2/г (по Товарову).

Следует также отметить отрицательное влияние пропаривания бетонов на морозостойкость цементного камня. Это объясняется разрушением тонкопористой структуры и образованием сообщающихся капилляров  и пор.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *