Лекция № 18. Разновидности ПЦ. Физико-химические процессы твердения ТР. Гидратация и гидролиз.

ПЦ, применяемые в строительстве, относятся к нескольким разновидностям, большинство из которых может быть использовано для различных целей при строительстве скважин. Качество ПЦ строитель­ных разновидностей характеризуется обычно маркой. Марка ПЦ определяется по величине предела прочности при сжатии обломков образцов — призм (балочек) размером 4x4x16 см, предварительно испытанных на изгиб.

ПЦ общестроительного назначения выпускается четырех марок — 400, 500, 550 и 600. Такой ПЦ выпускается бездобавочным (не содержит добавок, кроме гипса), с активными минеральными добавками до 5 % (допускается содержа­ние любых активных минеральных добавок не более 5%), с минеральными добавками (гранулированных доменных шла­ков 5—20 %., активных минеральных добавок осадочного проис­хождения до 5—10%, других активных минеральных добавок 5—15 %); шлако-ПЦ — с содержанием гранулиро­ванного доменного шлака, добавленного к ПЦ клинкеру при помоле в количестве 21—80 % по массе. Шлако-ПЦ может содержать до 10 % других активных ми­неральных добавок.

Если вводится смесь различных активных минеральных до­бавок, то их массовая доля в портландцементе с минеральными добавками не превышает 15 %, при этом в смеси не должно быть более 10 % активных минеральных добавок осадочного происхождения.

Высокопрочный портландцемент марок 600, 700 и 800 харак­теризуется повышенным содержанием алита в клинкере (до 75 %), более тонким измельчением цементного порошка, не­большим (до 5 %) содержанием активных минеральных до­бавок.

Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) характеризуется быстрым нарастанием прочности в начальные сроки твердения до 7 сут. Выпускается БТЦ марок 400 и 500 и особо быстротвердеющий цемент (ОБТЦ) марки 700. Содержит повышенное ко­личество алита и трехкальциевого алюмината в клинкере, имеет большую по сравнению с обычным портландцементом тонкость измельчения.

Сульфатостойкий портландцемент отличается нормирован­ным составом клинкера, в котором содержание трехкальциевого алюмината не должно быть выше 5 %, а сумма минералов-плавней не должна превышать 22 %. Сульфатостойкий ПЦ выпускается как с минеральными добавками, так и без до­бавок, в последнем случае в его клинкере содержание трехкаль­циевого силиката ограничено 50 %. Поэтому прочностные свой­ства у сульфатостой-кого ПЦ без добавок обычно хуже, чем с минеральными добавками.

Дорожный портландцемент отличается высоким содержа­нием трехкальциевого силиката и ограниченным содержанием трехкальциевого алюмината (< 10%). Из активных минераль­ных добавок содержит обычно только доменный шлак, может содержать пластифицирующие добавки.

Пластифицированный ПЦ содержит пластифи­цирующую добавку, в качестве которой применяют различные поверхностно-активные вещества, являющиеся понизителями вязкости суспензий. Содержание пластифицирующей добавки обычно составляет 0, 1—0, 4 % от массы цемента. Обычно ис­пользуют СДБ и другие препараты на основе солей лигносульфоновых кислот.

Пластифицированные ПЦ образуют более по­движные водоцементные суспензии, но их твердение может быть замедленно. Приготовление растворов из этой разновидности портландцемента в гидросмесителе может сопровождаться пенообразованием.

Гидрофобный портландцемент содержит гидрофобизирующую добавку для уменьшения гидратации поверхности цемент­ных зерен в результате взаимодействия с влагой воздуха или увлажнения при длительном или неудовлетворительном храпе­нии и предотвращения вызываемого этим ухудшения качестве цемента.

В качестве гидрофобизирующих добавок часто применяют олеиновую кислоту, асидол, мылонафт в количестве 0, 1 — 0, 3 % от массы цемента.

Гидротехнический портландцемент отличается пониженным содержанием ЗСаО · 5SiO₂ (менее 50 %), ЗСаО · А1₂О₃ (менее 7 %), замедленным схватыванием, повышенной стойкостью к сульфатам и уменьшенным тепловыделением.

Пуццолановый портландцемент содержит совместно с клин­кером и гипсом измельченные минеральные добавки осадочного (20—30 % в массе цемента) или вулканического (25—40 %) происхождения.

Из числа добавок осадочного происхождения чаще других вводятся опока, трепел, диатомит и глиежи (глина естественно жженая), из числа добавок вулканического происхождения — пемза, вулканический шлак, вулканический пепел, туф, порфи­роид.

Пуццолановый ПЦ обладает замедленными схватыванием и твердением при пониженных температурах и ускоренными — при повышенных, замедленным тепловыделе­нием, повышенной сульфатостойкостью. Скорость схватывания плохо поддается регулированию замедлителями. Для получения растворов равной подвижности он требует значительно боль­шего количества воды по сравнению с другими видами ПЦ. При содержании активных минеральных добавок выше 30 % имеет повышенную термостойкость.

Разновидности пуццоланового портландцемента — сульфато­стойкий и гидротехническийпуццолановые портландцементы, содержащие в клинкере ограниченное количество трехкальцие­вого силиката и трехкальциевого алюмината. И другие виды цемента.