Справочная энциклопедия дорожника (том III) Дорожно-строительные материалы. Под редакцией Быстрова Н.В

Подождите немного. Документ загружается.

1 ПЦ

ШПЦ

Более 23

(230)

Более 21

(210)

Более 27

(270)

Более 25

(250)

Более 32

(320)

Более 30

(300)

Более 38

(380)

—

2 ПЦ

ШПЦ

От 20 до

23 (от 200

до 230)

От 18 до

21 (от 180

до 210)

От 24 до

27 (от 240

до 270)

От 22 до

25 (от 220

до 250)

От 28 до

32 (от 280

до 320)

От 26 до

30 (от 260

до 300)

От 33 до 38

(от 330 до

380)

—

3 ПЦ

ШПЦ

Менее 20

(200)

Менее 18

(180)

Менее 24

(240)

Менее 22

(220)

Менее 28

(280)

Менее 26

(260)

Менее 33

(330)

—

Примечание: для портландцемента и шлакопортландцемента

режим пропаривания принят одинаковым в соответствии с ГОСТ

310.4; общая продолжительность 12—13 ч при температуре 80°С.

Массовая доля ангидрида серной кислоты (SO

характеризующая содержание гипса в цементе, должна

соответствовать требованиям таблицы 3.11.

При производстве цемента для интенсификации процесса

помола допускается введение технологических добавок, не

ухудшающих качества цемента, в количестве не более 1 %, в том

числе органических не более 0,15 % массы цемента. Следует, однако,

учитывать, что применение цементов, измельчённых с

интенсификаторами помола, нежелательно в бетонах, содержащих

пластифицирующие и воздухововлекающие добавки, т.е. в бетонах,

предназначенных для транспортного строительства. Применение

371

подобных цементов в указанных бетонах вызывает неконтролируемое

изменение свойств бетонной смеси.

То же относится и к пластифицированному и гидрофобному

цементу.

Таблица 3.11

Требования к содержанию в цементе ангидрида серной кислоты

(ГОСТ 10178)

Обозначение вида цемента SO

, % по

массе

не

менее

не

более

ПЦ 400-Д0, ПЦ 500-Д0, ПЦ З00-Д5, ПЦ 400-Д5,

ПЦ 500-Д5, ПЦ 300-Д20, ПЦ 400-Д20, ПЦ 500-Д20. 1,0 3,5

ПЦ 550-Д0, ПЦ 600-Д0, ПЦ 550-Д5, ПЦ 600-Д5,

ПЦ 550-Д20, ПЦ 600-Д20, ПЦ 400-Д20-Б, ПЦ 500-

Д20-Б

1,5 4,0

ШПЦ 300, ШПЦ 400, ШПЦ 500, ШПЦ 400-Б 1,0 4,0

Согласно ГОСТ 10178, допускается введение в цемент пла-

стифицирующих или гидрофобизирующих поверхностноактивных

добавок в количестве не более 0,3 % массы цемента в пересчете на

сухое вещество добавки.

Подвижность цементно-песчаного раствора состава 1:3 из

пластифицированных цементов всех видов должна быть такой, чтобы

при водоцементном отношении, равном 0,4, расплыв стандартного

конуса был не менее 135 мм.

Гидрофобный цемент не должен впитывать в себя воду в

течение 5 мин от момента нанесения капли воды на поверхность

цемента.

Эффективность применения технологических добавок, а также

отсутствие отрицательного влияния их на свойства бетона должны

быть подтверждены результатами испытаний цемента и бетона.

372

Согласно ГОСТ 10178, для бетона дорожных и аэродромных

покрытий, мостовых конструкций, железобетонных напорных и

безнапорных труб, железобетонных шпал, стоек опор высоковольтных

линий злектропередач, контактной сети железнодорожного транспорта

и освещения следует поставлять цемент, изготовляемый на основе

клинкера нормированного состава с содержанием трехкальциевого

алюмината (С

А) в количестве не более 8 % по массе.

Для этих изделий по согласованию с потребителем необходимо

поставлять один из следующих видов цемента:

ПЦ 400-Д0-Н, ПЦ 500-Д0-Н - для всех изделий;

ПЦ 500-Д5-Н - для труб, шпал, опор, мостовых конструкций

независимо от вида добавки. Для напорных труб необходимо

поставлять цемент I или II группы по эффективности пропаривания;

ПЦ 400-Д20-Н, ПЦ 500-Д20-Н - для бетона дорожных и

аэродромных покрытий при применении в качестве добавки

гранулированного шлака не более 15 %.

Начало схватывания портландцемента для бетона дорожных и

аэродромных покрытий должно наступать не ранее 2 ч, портланд-

цемента для труб — не ранее 2 ч 15 мин от начала затворения

цемента. По согласованию изготовителя с потребителем допускаются

иные сроки схватывания.

Удельная поверхность портландцемента с добавкой шлака для

бетона дорожных и аэродромных покрытий должна быть не менее 280

/кг.

Массовая доля щелочных оксидов (Na

O и К

О) в пересчете на

О (Na

O + 0,658К

О) в цементах, предназначенных для

изготовления массивных бетонных и железобетонных сооружений с

использованием реакционноспособного заполнителя,

устанавливается по согласованию с потребителем. В

портландцементе, предназначенном для дорожных одежд и

373

искусственных сооружений массовая доля щелочных оксидов

допускается не более 0,8 и 0,6, соответственно (ОСТ 218.2.001-2002).

Согласно Европейскому стандарту EN 197-1 цементы

подразделяются на три класса стандартной прочности на сжатие,

определяемой в соответствии с EN 196-1 в возрасте 28 суток: 32,5;

42,5 и 52,5. Механические и физические требования к цементам,

выпускаемым по данному престандарту, приводятся в табл.3.12.

Таблица 3.12

Механические и физические требования к цементам, выпускаемым по

Европейскому стандарту EN 197-1

Прочность на сжатие, МПа Начально

е время

схватыва

ния, мин

Расширен

ие, мм

Класс Прочность в раннем

возрасте

Стандарт

ная

прочност

2 дня 7 дней 28 дней

32,5 -- 16 от 32,5 до

52,5

60

10

32,5R* 10 -

42,5 10 - от 42,5 до

62,5

42,5R 20 -

52,5 20 -

52,5 45

52,5R 30 -

*Примечание: индексом R обозначаются быстротвердеющие

цементы

3.3.4 Специальные виды цементов

При получении портландцементов с заданными специальными

свойствами используют следующие основные пути: 1) регулирование

минерального состава и структуры цементного клинкера,

оказывающих решающее влияние на строительно-технические

374

свойства цемента; 2) регулирование тонкости помола и зернового

состава цемента, влияющих на скорость твердения, прочность, тепло-

выделение и другие важнейшие свойства вяжущего; 3) изменение

вещественного состава портландцемента введением в него активных

минеральных и органических добавок, позволяющих направленно

изменять свойства вяжущего, экономить клинкер и расход цемента в

бетоне.

Дорожный портландцемент

Дорожный портландцемент предназначен для бетона дорожных

одежд и покрытий аэродромов, мостовых конструкций и других

ответственных сооружений и конструкций, используемых в

транспортном строительстве. Может также эффективно применяться

при изготовлении несущих элементов зданий и сооружений в

промышленном и гражданском строительстве. Требования к нему

установлены в ГОСТ 10178 (см. п.3.3.3). Дорожный портландцемент

изготавливается из клинкера нормированного минералогического

состава, как правило, без применения каких-либо активных

минеральных добавок или наполнителей – ПЦ 400-Д0-Н, ПЦ 500-Д0-Н

(допускается использовать цемент с минеральными добавками вида

ПЦ 500-Д5-Н для мостовых конструкций, труб, шпал, опор и ПЦ 400-

Д20-Н, ПЦ 500-Д20-Н для бетона дорожных и аэродромных покрытий

при применении в качестве добавки гранулированного шлака в

количестве не более 15%). Обладает замедленным началом

схватывания - не ранее 2 часов, что обеспечивает сохранение

подвижности бетонных смесей при их доставке на большие

расстояния.

Бетон на дорожном портландцементе характеризуется

повышенной прочностью и долговечностью, а дорожное покрытие из

375

цементного бетона по долговечности в 2-3 раза превосходит такое же

покрытие из асфальтобетона.

В настоящее время введён в действие ОСТ 218.2.001-2002

"Портландцемент для бетонов искусственных сооружений и дорожных

одежд Санкт-Петербургской кольцевой автомобильной дороги", в

котором имеется ряд уточнений к требованиям для дорожных цементов,

и введены некоторые новые требования, не нашедшие отражения в

ГОСТ 10178. Требования, содержащиеся в ОСТ 218.2.001-2002,

учитывают опыт применения цементобетона в транспортном

строительстве и могут рассматриваться в качестве общей

рекомендательной основы требований к портландцементам,

применяемым при строительстве не только Санкт-Петербургской КАД, но

и других транспортных сооружений.

Согласно ОСТ 218.2.001-2002, нормируется прочность цемента на

сжатие в возрасте 3 сут – не менее 19,6 МПа для марки 400 и не менее

24,5 МПа для марки 500. Начало схватывания установлено не ранее 2 ч

и не позднее 6 ч, тонкость помола по удельной поверхности – от 260 до

350 м

/кг, водоотделение – не более 30%. Содержание минеральных

добавок не допускается. Массовая доля оксида серы (VI) SO

– от 2 до 3

%. Содержание минерала С

А в клинкере – не более 5% в

портландцементе для искусственных сооружений и не более 7% в

портландцементе для дорожных одежд; массовая доля щелочных

оксидов в пересчёте на Na

O – не более 0,6% и не более 0,8% в

портландцементе для искусственных сооружений и дорожных одежд,

соответственно. Массовая доля MgO в клинкере – не более 4%,

массовая доля Cl в цементе – не более 0,1%.

Для дорожного портландцемента целесообразно нормировать

прочность в раннем возрасте – 1 или 2 сутки, что связано с

376

необходимостью производить нарезку температурно-усадочных швов.

Признаки ложного схватывания недопустимы.

В настоящее время в Госстрое РФ находится на рассмотрении

проект ГОСТ'а "Цементы дорожные. Технические условия".

Быстротвердеющий портландцемент

Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) отличается от

обычного более интенсивным набором прочности в первые 3 сут. В

соответствии с требованиями ГОСТ 10178 БТЦ марки 400 должен

иметь через 3 сут твердения в нормальных условиях предел

прочности при сжатии не менее 24,5 МПа, а БТЦ М500 — не менее

27,5 МПа. В дальнейшем рост прочности замедляется и к 28 сут

прочность БТЦ такая же, как обычного портландцемента М400 и 500.

Быстрое твердение БТЦ достигается использованием наиболее

реакционноспособного сырья, содержащего минимальное количество

вредных примесей (MgO, SO

, R

O), повышенным содержанием в

клинкере активных минералов (содержание C

S+С

А составляет

60...65%) и более тонкого помола цемента (удельная поверхность

3500...4000 см

/г).

При помоле БТЦ допускается введение активных минеральных

добавок осадочного происхождения (не более 10%) или доменных

гранулированных шлаков (до 20% от массы цемента).

Разновидностью быстротвердеющего цемента является

особобыстротвердеющий портландцемент (ОБТЦ), который

характеризуется не только большой скоростью твердения в

начальный период, но и высокой маркой (М600...700). Его изготовляют

тонким измельчением клинкера, содержащего C

S 65...68 % и С

А не

более 8 %, совместно с добавкой гипса, до удельной поверхности

377

4000...4500 см

/г и более. Введение минеральных добавок не

допускается.

Разработан также сверхбыстротвердеющий цемент (СБТЦ)

специального минералогического состава, который обеспечивает

интенсивное нарастание прочности уже в первые сутки его твердения

(через 6 ч — 10 МПа).

Интенсивность роста прочности бетона на быстротвердеющих

цементах возрастает в условиях тепловлажностной обработки

изделий при температуре 70...80°С. При этом через 4...6 ч удается

получить изделия с прочностью, соответствующей 70...80 % 28-

суточной.

Быстротвердеющие портландцементы целесообразно

применять при массовом производстве сборных железобетонных

изделий, а также при зимних бетонных работах. Их применение дает

возможность сократить расход цемента, длительность

тепловлажностной обработки или даже отказаться от нее, тем самым

увеличить оборот форм и сэкономить металл. Нельзя применять такие

цементы для бетонов массивных конструкций и подвергающихся

сульфоалюминатной коррозии.

Белый и цветные портландцементы

Белый и цветные портландцементы — это декоративные

вяжущие материалы, использование которых в строительстве

позволяет улучшить эстетический вид зданий и сооружений при

меньших затратах, чем с другими отделочными материалами.

Нормативные требования к белому портландцементу установлены в

ГОСТ 965, к цветным портландцементам – в ГОСТ 15825.

Белый портландцемент получают путем измельчения белого

клинкера совместно с добавками гипса и белого диатомита (до 6 %).

378

Серую окраску портландцементу придают фазы, содержащие

Fе

, поэтому для получения белого портландцемента необходимо

свести к минимуму их присутствие в клинкере.

Чтобы получить белый клинкер применяются карбонатные

породы и глины с малым содержанием оксидов железа (до 0,4...0,5%)

и марганца (до 0,005...0,15 %). Для повышения белизны клинкера его

подвергают отбеливанию, сущность которого заключается в

восстановлении присутствующего в клинкере Fе

до Fe

обладающей малой красящей способностью.

Основным показателем качества белого цемента как

декоративного материала является степень его белизны. По степени

белизны белый портландцемент разделяют на три сорта (первый,

второй и третий), а по прочности при сжатии — на М400 и 500.

Цветные цементы изготовляют путем совместного помола

белого клинкера и свето- и щелочестойких пигментов или

непосредственно из цветного цементного клинкера. Цветные

клинкеры, по предложению П. И. Боженова, получают, вводя в

сырьевые смеси небольшое количество (0,05...1%) оксидов некоторых

металлов (кобальта— коричневый цвет, хрома — желто-зеленый, мар-

ганца — голубой и бархатно-черный и др.).

Недостатком белых и цветных цементов, как правило, является

их низкая морозостойкость в связи с увеличенным содержанием

алюминатной фазы. Разработаны, тем не менее и белые

морозостойкие цементы, в которых специальными мерами снижено

количество минерала С

А. Такие белые морозостойкие цементы

можно применять в транспортном строительстве.

Тампонажные портландцементы

Тампонажные цементы применяют для цементировния

нефтяных и газовых скважин. Тампонажный портландцемент

379

изготовляют измельчением портландцементного клинкера и гипса с

добавками или без них. Тампонажные цементы на основе

портландцементного клинкера по вещественному составу в

зависимости от содержания и вида добавок подразделяют на:

тампонажный портландцемент бездобавочный, тампонажный

портландцемент с минеральными добавками и тампонажный

портландцемент со специальными добавками, регулирующими

свойства. Бездобавочный тампонажный портландцемент применяют в

условиях нормальных и умеренных температур (15 … 100

С) и

нормальной плотности цементного теста (1650 … 1950 кг/м

Требования по устойчивости к воздействию агрессивных пластовых

вод и объёмным деформациям при твердении не предъявляются. К

портландцементам с минеральными добавками или со специальными

добавками предъявляются требования по температуре применения,

по средней плотности цементного теста и устойчивости цементного

камня к агрессивному действию пластовых вод (сульфатная, кислая,

углекислая, сероводородная, магнезиальная агрессии). Нормативные

требования к тампонажным портландцементам установлены в ГОСТ

1581.

Сульфатостойкие цементы

Сульфатостойкий цемент отличается от обычного

портландцемента не только более высокой стойкостью к сульфатной

коррозии, но и пониженной экзотермией при твердении и повышенной

морозостойкостью. Требования к сульфатостойким цементам

содержатся в ГОСТ 22266.

По вещественному составу сульфатостойкие цементы

подразделяют на виды:

- сульфатостойкий портландцемент;

380