2.1.1 Вяжущие вещества

Для приготовления бетона должны применяться портландцемент (ПЦ), шлакопортландцемент (ШПЦ), соответствующий требованиям ГОСТ 10178-85. Это гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде или на воздухе. Он представляет собой порошок серого цвета, получаемый тонким помолом клинкера с добавкой гипса. Клинкер получают путем равномерного обжига до спекания тщательно дозированной сырьевой смеси, содержащей около 75…78% СаСО3 и 22…25% (СаО+Al₂O₃+Fe₂O₃). При помоле к цементному клинкеру можно добавлять 10…20% гранулированных доменных шлаков или активных минеральных (кремнеземистых) добавок. Добавки вводят при помоле клинкеров, чтобы придать цементу заданные свойства, а также для снижения расхода клинкера и удешевления цемента при сохранении или незначительном снижении его марки.

Цемент следует изготовлять в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическим регламентам, утвержденным в порядке, установленном министерством-изготовителем.

По вещественному составу цемент подразделяют на следующие типы:

портландцемент (без минеральных добавок);

портландцемент с добавками (с активными минеральными добавками не более 20 %);

шлакопортландцемент (с добавками гранулированного шлака более 20 %).

По прочности при сжатии в 28-суточном возрасте цемент подразделяют на марки: портландцемент - 400, 500, 550 и 600;

При производстве цементов применяют:

клинкер, по химическому составу соответствующий технологическому регламенту. Массовая доля оксида магния (MgО) в клинкере не должна быть более 5 %.

Для отдельных предприятий по перечню, установленному Минстройматериалов СССР, в связи с особенностью химического состава используемого сырья допускается содержание MgО в клинкере не более 6 % при условии обеспечения равномерности изменения объема цемента при испытаниях в автоклаве;

гипсовый камень по ГОСТ 4013. Допускается применение фосфогипса, борогипса, фторогипса по соответствующей нормативно-технической документации;

гранулированные доменные или электротермофосфорные шлаки по ГОСТ 3476 и другие активные минеральные добавки по соответствующей нормативно-технической документации;

добавки, регулирующие основные свойства цемента, и технологические добавки по соответствующей нормативно-технической документации.

Допускается замена части минеральных добавок во всех типах цемента добавками, ускоряющими твердение или повышающими прочность цемента

и не ухудшающими его строительно-технические свойства (кренты, сульфоалюминатные и сульфоферритные продукты, обожженные алуниты и каолины). Суммарная массовая доля этих добавок не должна быть более 5 % массы цемента.

Тонкость помола цемента должна быть такой, чтобы при просеивании пробы цемента сквозь сито с сеткой № 008 по ГОСТ 6613 проходило не менее 85 % массы просеиваемой пробы.

Допускается введение в цемент при его помоле специальных пластифицирующих или гидрофобизирующих поверхностноактивных добавок в количестве не более 0,3 % массы цемента в пересчете на сухое вещество добавки. 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.

Эффективность применения технологических добавок, а также отсутствие отрицательного влияния их на свойства бетона должны быть подтверждены результатами испытаний цемента и бетона. Для бетона дорожных и аэродромных покрытий следует поставлять цемент, изготовляемый на основе клинкера нормированного состава с содержанием трехкальциевого алюмината (С₃А) в количестве не более 8 % по массе.

Для этих изделий по согласованию с потребителем необходимо поставлять один из следующих типов цемента: 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 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 м²/кг.

Истинная плотность портландцемента 3,1 г/см³, насыпная плотность в рыхлом состоянии 1100…1300 кг/м³, а в уплотненном состоянии 1400…1700 кг/м³, угол естественного откоса 41…42⁰, водопотребность для получения цементного теста нормальной густоты НГ=22…26%. Тонкость помола портландцемента может характеризоваться и удельной поверхностью его порошка, которая обычно составляет 2200…3500см²/г. Чем тоньше измельчен портландцемент, тем быстрее нарастает его прочность и тем выше его активность (марка). Прочность портландцемента при сжатии составляет 40…60 Мпа, на изгиб – 5,5…6,5 Мпа. Действительную прочность цемента называют его активностью.

В процессе твердения портландцемент выделяет тепло, количество и интенсивность которого зависят от минералогического состава, тонкости помола, содержания воды в цементном тесте и температуры окружающей среды.

Морозостойкость и коррозионная стойкость бетона на основе портландцемента зависят от его минералогического состава и плотности бетона. Наименьшая коррозионная стойкость и морозостойкость у бетонов на цементах с повышенным содержанием трехкальциевого алюмината (С₃А>=10%). Портландцемент (без минеральных добавок) или портландцемент с минеральными добавками до 5 % (гранулированный доменный шлак) по ГОСТ 10178 – 76 марки не менее 400 с содержанием С₃А не более 8% по массе. Допускается применение портландцемента по ТУ 21-20-51-83.

В задании предложено взять портландцемент ПЦ 400-Д20, который удовлетворяет требованиям, предъявляемым к вяжущим веществам. Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, а конец - не позднее 10 ч от начала затворения.