Водопотребность цемента. Зависимость нормальной густоты технологических параметров цемента и методика ее определения.

Под водопотребностью вяжущего вещества понимают то количество воды, которое необходимо ввести в него для получения теста с так называемой нормальной густотой. Нормальной густотой цементного теста условно называют такую консистенцию, при которой пестик Тетмайера погружается в него на определенную, нормированную ГОСТ 310.3—76 глубину.

Водопотребность цемента при получении теста нормальной густоты равна количеству воды, рассчитанному в процентах по массе цемента. Водопотребность портландцементов обычно 24—28%. Следует отметить, что это иногда больше необходимого для прохождения реакций гидратации клинкерных минералов. В результате вводимая в тесто избыточная вода повышает пористость цементного камня, что отрицательно сказывается на его прочности. При прочих равных условиях чем меньше водопотребность вяжущего вещества, тем выше его качество. Портландцемент относится к вяжущим веществам с наиболее низкой водопотребностыо. Водопотребность строительного гипса 50—70 %, а пуццоланового портландцемента—35—40% (при добавках осадочного происхождения).

Водопотребность портландцемента зависит от многих факторов и, в частности, от его минерального состава. Чем больше в нем алюминатов кальция, тем она выше. Более тонкое измельчение также несколько увеличивает ее. Этому способствует также введение трепела, диатомита и других активных добавок осадочного происхождения, даже в количестве 10—15%.

Водопотребность цементов можно регулировать в значительных пределах с помощью добавок ПАВ. Они оказывают разжижающее действие. В качестве ПАВ чаще всего применяют ССБ и СДБ (а также их производные), абиетат натрия и многие другие материалы. ПАВ в количестве 0, 1—0, 3 % вводят в цементы при помоле, причем получают так называемые пластифицированные портландцемента. Их можно добавлять и при изготовлении растворных и бетонных смесей.

В последние годы большое применение получили суперпластификаторы, например С-3, которые значительно увеличивают подвижность бетонных смесей (0, 3— 0, 7 % по массе цемента).

44. Контракция и ее связь с минералогическим составом, тонкостью помола цемента и водосодержанием цементного геля. Взаимодействие цемента с водой вызывает уменьшение абсолютного объема системы цемент — вода; при этом не наблюдается уменьшения внешнего объема цементного камня. В результате этот процесс, получивший название контракция или стяжение, должен вызывать образование пор в цементном камне бетона. Величина контракции цементного камня зависит от минералогического состава клинкера цемента, содержания активных минеральных добавок, водоцементного отношения и режима твердения бетона.

Алюминатные, алитовые и алито-алюминатные цементы будут давать бетоны с более высокой контракционной пористостью цементного камня, чем белитовые. Присутствие в портландцементе активных минеральных добавок, естественно, уменьшает величину контракции цемента, так как они инертны по отношению к воде.

Со временем общая величина контракции увеличивается по мере все более полного химического взаимодействия цемента с водой, но существенно затухает после 7 сут. твердения. Из этого следует также, что чем благоприятнее условия твердения бетона, тем выше оказывается контракция.

Тонкость помола. С увеличением тонкости помола прочность цемента возрастает. Средний размер зерен «портландцемента, выпускаемого отечественными заводами, составляет примерно 40 мкм. Толщина гидратации зерен через 6... 12 мес твердения обычно не превышает 10...15 мкм (табл. 5.10). Таким образом, при обычном помоле портландцемента 30...40% клинкерной части его не участвует в твердении и формировании структуры камня. С увеличением тонкости помола цемента увеличивается степень гидратации цемента, возрастает содержание клеящих веществ — гидратов минералов — и повышается прочность цементного камня. Заводские цементы должны иметь тонкость помола, характеризуемую остатком на сите № 008 (размер ячейки в свету 0, 08 мм) не более 15%. Обычно она равна 8...12%. Водопотребность цемента определяется количеством воды (% от массы цемента), необходимым для получения теста иормальной густоты. Водопотребность портландцемента 24...28%, при введении активных минеральных добавок осадочного происхождения (диатомита, трепела, опоки) водопотребность повышается до 32...37%.

Влияние влажности и температуры среды. Твердение цементного камня и повышение его прочности могут продолжаться только при наличии в нем воды, так как твердение есть в первую очередь процесс гидратации.