Сульфатостойкий бетон: состав, изготовление и области применения

Сульфатостойкий портландцемент и бетон, ГОСТ, применение и свойства

Sulphate-resistant cements. Specifications

Дата введения 2015-01-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 “Межгосударственная система стандартизации. Основные положения” и ГОСТ 1.2-2009 “Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены”

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН ООО Фирма “ЦЕМИСКОН”

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 “Строительство”

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 44-2013 от 14 ноября 2013 г.)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Минэкономики Республики Армения

Госстандарт Республики Беларусь

Госстандарт Республики Казахстан

(Поправка*. ИУС N 10-2015).

* См. ярлык “Примечания”.

4 Настоящий стандарт соответствует следующим европейским региональным стандартам: EN 197-1:2011* Cement – Part 1: Composition, specification and conforming criteria for common cements (Цемент. Часть 1: Состав, технические требования и критерии соответствия обычных цементов); EN 197-2:2000 Cement – Part 2: Conformity evaluation (Цемент. Часть 2: Подтверждение соответствия) в части классификации цементов по вещественному составу и прочности

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. – Примечание изготовителя базы данных.

5 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 11 июня 2014 г. N 653-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 22266-2013 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2015 г.

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 10, 2015 год

Поправка внесена изготовителем базы данных

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе “Национальные стандарты”, а текст изменений и поправок – в ежемесячном информационном указателе “Национальные стандарты”. В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе “Национальные стандарты”. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования – на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на сульфатостойкие цементы (далее – цементы), предназначенные для изготовления бетонных и железобетонных изделий и конструкций, обладающих повышенной коррозионной стойкостью при воздействии сред, агрессивных по содержанию сульфатов.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 3476-74 Шлаки доменные и электротермофосфорные гранулированные для производства цемента

ГОСТ 4013-82 Камень гипсовый и гипсоангидритовый для производства вяжущих материалов. Технические условия

ГОСТ 5382-91 Цементы и материалы цементного производства. Методы химического анализа

ГОСТ 6613-86 Сетки проволочные тканые с квадратными ячейками. Технические условия

ГОСТ 30108-94 Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов

ГОСТ 30515-2013 Цементы. Общие технические условия

ГОСТ 30744-2001 Цементы. Методы испытаний с использованием полифракционного песка

ГОСТ 31108-2003 Цементы общестроительные. Технические условия

Примечание – При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования – на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю “Национальные стандарты”, который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя “Национальные стандарты” за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины и определения по ГОСТ 30515.

4 Классификация и обозначения

4.1 Классификация цементов по типам, классам и подклассам прочности должна соответствовать ГОСТ 30515 с дополнительным обозначением сульфатостойкости “СС” и таблице 1 настоящего стандарта.

4.2 По вещественному составу цементы подразделяют на типы:

ЦЕМ I СС – сульфатостойкий портландцемент;

ЦЕМ II/А СС и ЦЕМ II/В СС – сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками;

ЦЕМ Ill/A СС – сульфатостойкий шлакопортландцемент.

4.3 Типы, классы и подклассы прочности сульфатостойких цементов, а также разрешенные к применению добавки – основные компоненты цемента указаны в таблице 1.

Сульфатостойкий портландцемент: ГОСТ, состав, применение

Конструкции из бетона и железобетона являются прочными и надежными строительными элементами, однако они поддаются разрушениям и повреждениям в процессе эксплуатации. Деформации бетона или железобетона возникают под влиянием грунтовых вод, дождей, морозов, под воздействием химических веществ и подвижности грунта. Улучшить свойства смеси сможет сульфатостойкий цемент. При использовании сульфатостойкого цемента обеспечивается надежная защита зданий и сооружений от воздействий атмосферных осадков, в состав которых входят сульфаты. Применение такого цемента обеспечивает конструкцию устойчивостью к морозам, износостойкостью.

Сульфатостойкий бетон увеличивает надежность строительства.

Свойства

В сульфатостойком бетоне находятся клинкер, гипс и трехкальцевый алюминат, могут быть добавлены минеральные добавки. Трехкальцевый алюминат добавляют в бетонную смесь в количестве не более пяти процентов от общей массы, избыток материала провоцирует сульфатную коррозию. Отличительным свойством при работе сульфатосктойким бетоном является быстрое затвердевание цементно-песчаной смеси, что отрицательно сказывается на прочности готового изделия.

Вернуться к оглавлению

Применение

Сульфатостойкий цемент используется при бетонировании подземных и подводных массивов. Он обладает уникальными свойствами, поэтому проявляет устойчивость к внешним химическим и природным факторам. Этот цемент обладает иммунитетом к агрессивным химическим веществам, которые незаменимы в строительстве.

В тех условиях, где обычные строительные материалы не способны создать крепкого сооружения, помогает описываемый цемент. Он обладает малой степенью затвердевания, что и отличает его от обычного цемента. Плотность является основным фактором, который определяет стойкость выполненной работы.

Разновидности

Сульфатостойкая цементно-песчаная смесь подразделяется на следующие виды:

сульфатостойкий цемент с добавками;
пуццолановое гидравлическое вяжущее вещество;
шлакопортландцемент;
сульфатостойкий портландцемент.

Портландцемент увеличивает сопротивляемость бетонных смесей к замораживанию и оттаиванию, если в них входят сульфаты, уменьшает воздействие агрессивных факторов в бетонном растворе, где содержится количество сульфатов, превышающих норму. Для улучшения качества портландцемента в цементно-песчаное месиво добавляют минеральные добавки и выбирают подходящий метод приготовления цемента для определенных условий строительства зданий и сооружений.

Вернуться к оглавлению

Резюме:

Согласно таблице В3 СП 28.13330.2017 «Защита строительных конструкций от коррозии» (актуализированная редакция СНиП 2.03.11-85) и ГОСТ 22266-2013 сульфатостойкий цемент неприемлемо использовать в кислотной среде как самостоятельный и самодостаточный защитный или кислотостойкий материал для изготовления бетонных и железобетонных конструкций, обладающих коррозионной стойкостью. Бетон на основе сульфатостойкого цемента необходимо защищать от разрушающего воздействия кислотных сред.

Способы получения

Гидравлическое вяжущее вещество получают двумя способами. Первый способ – изготовление цементного раствора с добавлением специальных минеральных добавок. Второй способ – использование сульфатостойких цементо-песчанных примесей, из-за которых обеспечивается надежность и защита конструкций на протяжении срока эксплуатации.

Раствор со стойкими сульфатами достигает своей окончательной прочности на протяжении двадцати восьми дней. Для получения портландцемента используют смесь шлака в количестве двадцати процентов. Для шлакопортладцемента допускается замена шлака на золу в количестве не превышающем десяти процентов массы раствора. Применение добавок, в объеме превышающих норму, уменьшает прочность раствора и увеличивает хрупкость сооружений, что приводит к разрушениям. Изготовление такого раствора должно соответствовать нормам государственного стандарта.

Вернуться к оглавлению

Предисловие

1 РАЗРАБ0ТАН Государственным институтом цементной промышленности (НИИцемент) Российской Федерации

ВНЕСЕН Минстроем России

2 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации и техническому нормированию в строительстве (МНТКС) 17 ноября 1994 г.

За принятие проголосовали

Наименование государства	Наименование органа государственного управления строительством
Республика Армения	Госупрархитектуры Республики Армения
Республика Беларусь	Госстрой Республики Беларусь
Республика Казахстан	Минстрой Республики Казахстан
Кыргызская Республика	Госстрой Кыргызской Республики
Российская Федерация	Минстрой России
Республика Таджикинстан	Госстрой Республики Таджикистан
Республика Узбекистан	Госкомархитектстрой Республики Узбекистан

3 ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ с 1 января 1996 г. в качестве государственного стандарта Российской Федерации Постановлением Минстроя России от 3 мая 1995 г. № 18-40

4 ВЗАМЕН ГОСТ 22266-76

Как изготовить?

Приготовление сульфатостойкого бетона мало чем отличается от производства обычного бетонного раствора. Для изготовления смеси понадобится песок, цемент в пропорциях один к трем. Перед добавлением минеральных добавок важно проверить их влияние на строительный материал. Все технологические компоненты должны быть подтверждены испытаниями.

Испытание проводится на схватывание раствора, для чего в процессе кипячения обеспечивается равномерность изменений количества смеси и проверяется ее схватывание, которое происходит не раньше сорока пяти минут от процесса твердения.

Также при изготовлении бетона используют гипсовый камень, воду, клинкер или другие материалы с содержанием сульфата кальция. Применение такого цемента по карману не каждому, поэтому используется он не так часто, как обычный бетон, но и характеристики его несравнимы с простой бетонной смесью.

Вернуться к оглавлению

Решение есть!

Для защиты бетонных конструкций от коррозии в кислотных средах применяется первичная и вторичная защита согласно СП 28.13330.2017 «Защита строительных конструкций от коррозии»:

Первичная защита

Как первичная защита в кислотных средах используются добавки:

Бетоноправ люкс марки 2 — позволяет изготавливать бетонную смесь для коррозионностойких конструкций. С этой же целью в отдельных случаях может использоваться Дегидрол люкс марки 10-2, основная задача которого — обеспечение водонепроницаемости бетона.
На участках бетонных конструкций, подвергающихся особо сильному коррозионному воздействию, например, при наличии галогенводородных кислот, в особенности, когда возможности по устройству целостной вторичной защиты ограничены, целесообрахно использовать бетонные смеси с добавкой Дегидрола люкс марки 20.

Расход материалов

Материал	Расход
Бетоноправ люкс марки 2	4-5,5 л на 1 м3 бетонной смеси
Дегидрол люкс марки 20	40-80 кг на 1 м3 бетонной смеси

Вторичная защита

Как вторичная защита при опасности кислотной коррозии на участках переменного увлажнения вызываемого воздействием брызг или конденсата кислотных водных сред используются:

Контацид марки 1 — при эпизодическим контакте жидких кислотных сред с рН=0-5, а также при постоянном воздействии твердофазных и газовых кислотных сред;
Контацид марки 3 — для гидроизоляции и защиты участков, где требуется дополнительно увеличить коррозионную стойкость подложек (в том числе к воздействию кислотных сред), но не допускается или нецелесообразно нанесение отдельного защитного слоя.

Сульфатостойкий бетон

На сегодняшний день такой бетон можно получить двумя способами. Первый заключается в добавлении цемента со специальными модифицирующими веществами. 2-ая технология выражена в приготовлении раствора с использованием сульфатостойкого цемента. Данная методика более предпочтительна и надежна. Ведь описываемый выше цемент, ГОСТ которого был упомянут в статье, способен защитить материал на всех стадиях жизни конструкции.

Бетон, изготовленный по первой технологии, тоже будет защищен от негативных факторов, но подобную защиту можно сравнить с обработкой обуви водоотталкивающим составом. Что касается сульфатостойкого раствора, то он является аналогом резиновых сапог. Разница здесь существенна. Помимо прочего, существует еще градация по прочности сжатия на 28-е сутки.

Характеристики ССПЦ 400-Д0

Сульфатостойкий цемент ССПЦ 400 ДО представляет собой разновидность портландцемента. Он отличается устойчивостью к сульфатным водам. Даже обычные подземные воды имеют в составе большое количество сульфатов. Они способствуют разрушению бетона. Для защиты конструкций из бетона от сульфатной агрессии применяется ССПЦ.

Цемент нашел широкое распространение при строительстве фундаментов, опор мостов при высоком уровне подземных вод. Наряду с определенными преимуществами, этот вид портландцемента обладает всеми основными характеристиками ПЦ 400-Д0. Марка по прочности при сжатии упомянута в маркировке и составляют 400 на 28-е сутки. Скорость твердения — нормально твердеющий. Изготавливается этот материал по ГОСТ 22266-94. Прочность на сжатие на третьи сутки не нормируется. В возрасте 28 суток прочность на сжатие составляет 39,2 МПа. Предел прочности при изгибе на 28-е сутки составляет 5,4 МПа. Начало схватывание происходит на 45-ой минуте, не ранее. Минеральных добавок в этом цементе нет.

Пластифицированный и гидрофобный портландцемент

Пластифицированный портландцемент отличается от обычного способностью придавать бетонам и растворам повышенную подвижность. Этого эффекта удается достичь за счет введения клинкера в объеме 0,25 %. Гидрофобизирующей добавкой выступает сульфидно-дрожжевая бражка. Она и повышает пластичность цементного теста. Бетонные конструкции с добавлением такого цемента получают пластифицирующий эффект, который позволяет уменьшить водоцементное отношение и повысить плотность, а также водонепроницаемость конструкции.

Гидрофобный портландцемент изготавливается при введении клинкера в объеме 0,1 %, асидола, а также синтетических жирных кислот. В составе могут быть еще и гидрофобизирующие добавки. Эти вещества способны понизить гигроскопичность, поэтому цемент отличается от обычного тем, что при хранении во влажных условиях не портится. Он не комкуется и сохраняет свою активность. В связи с этим сульфатостойкий портландцемент гидрофобного типа рекомендуется использовать в областях с высокой влажностью. Главное вещество там сохраняется в отвердевших материалах и повышает их водонепроницаемость, увеличивая сопротивляемость к внешним агрессивным условиям.

Добавки для цемента

Описываемый продукт получается методом измельчения клинкера нормированного минералогического состава и гипса. В продаже можно встретить портландцемент с минеральными добавками в виде электротермофосфатного шлака и гранулированного доменного шлака. Эти вещества добавляют в объеме 20 % от общей массы. Активные добавки могут содержаться в пределах от 5 до 10 %. Такой цемент, ГОСТ которого был упомянут выше, имеет сравнительно невысокий глиноземный модуль, а также коэффициент насыщения.

Для изготовления используется клинкер, в котором не больше 5 % СзА и не больше 50 % C3S. Общая сумма C3A и C4AF не должна оказаться больше 22 %. Добавками для цемента выступают С3А и C3S. В связи с этим, материал имеет пониженное тепловыделение, так как упомянутые вещества содержатся в умеренном количестве. В продаже можно встретить сульфатостойкую разновидность с маркировкой 400. Если имеются минеральные добавки, то марка может быть 500. Предел прочности при сжатии на 28-е сутки составляет 40 МПа, если же имеются минеральные добавки, то этот показатель повышается до 50 МПа.

Используется этот материал для создания бетонных конструкций, гидротехнических сооружений, подверженных воздействию сульфатосодержащих вод.

Бетон сульфатостойкий — характеристика, технология

Соли серной кислоты (сульфаты), содержащиеся в грунте или воде, при контакте с бетоном вступают в реакцию с гидроксидом кальция и алюминатными составляющими цементного камня. Это вызывает постепенное разрушение конструкций. Интенсивность процесса зависит, прежде всего, от количества алюмосодержащих компонентов.

В производстве бетонных смесей, устойчивых к коррозии этого типа, в качестве вяжущего вещества используют специальный сульфатостойкий цемент (ГОСТ 22266-2013).

Разновидности

Строительные смеси, устойчивые к воздействию агрессивных факторов, делятся на такие типы:

усиленный минеральными присадками цемент;
пуццолановый вяжущий гидравлический состав;
сульфатостойкий портландцемент;
шлакопортландцемент.

Портландцемент увеличивает устойчивость бетонных смесей к перепадам температур, снижает агрессивность сульфатов, если эти вещества содержатся в материале в большом количестве.

Процедура приготовления

Собственноручное создание сульфатостойкого цемента М300 начинается с приобретения 360 килограмм сульфатостойкого портландцемента, 850 килограмм взятого из реки песка, 1100 килограмм гранитного щебня, 190 литров воды и 5–10 килограмм добавок. В функционирующий бетоносмеситель заливается вода, а также насыпается цемент. Упомянутые компоненты тщательно перемешиваются между собой, а затем полученный состав дополняется заранее вычисленным количеством песка и щебня. Дальше на протяжении 10–15 минут материал подвергается перемешиванию и заливается в предварительно подготовленную опалубку.

Способы получения

Бетон, имеющий нужные характеристики, получают 2 способами:

Изготовление строительного раствора с последующим введением минеральных присадок. Если объем добавляемых веществ превышает норму, прочность бетонной конструкции снижается. Повышенная хрупкость становится причиной обрушения сооружения. При изготовлении таких растворов нельзя отклоняться от рекомендаций, содержащихся в нормативных актах.
Добавление сульфатостойкого портландцемента. Введение этого компонента повышает прочность, защищая конструкцию в течение всего срока эксплуатации. Сульфатостойкий раствор приобретает нужные качества через 28 дней. Портландцемент содержит 20% шлака. При изготовлении шлакопортландцемента этот компонент можно заменять золой, количество которой в объеме раствора не должно превышать 10%.

Обозначение

Сульфатостойкие цементы отличить просто – достаточно правильно истолковать маркировку. В ней содержится основная информация о материале.

ЦЕМ I – портландцемент без минеральных дополнительных добавок;
42,5Б – класс прочности цемента через 28 суток по ГОСТ 31108, соответствует М500 (ГОСТ 10178-85);
СС – обозначение сульфатостойкости портландцемента;
ГОСТ 22266-2013 – госстандарт, которому соответствует данный материал.

Таким же образом можно прочитать маркировки других видов.

Кроме того, цемент с пластификаторами (ПЛ) и гидрофобизаторами (ГФ) должен иметь в маркировке соответствующие обозначения, например: ЦЕМ I 42,5Н СС ПЛ ГОСТ 22266-2013 (сульфатостойкий цемент класса прочности 42,5Н с пластификатором).

Низкощелочной цемент с содержанием R2O не более 0,6% обозначают как НЩ (ЦЕМ I 32,5Б СС НЩ ПЛ ГОСТ 22266-2013).

Виды цементов

При изготовлении сульфатостойкого бетона используют такие виды цемента:

Простой портландцемент. Введение балластных и минеральных добавок в такой материал запрещено. Цемент универсален, морозоустойчив и нечувствителен к повышенной влажности.
Портландцемент, содержащий минеральные присадки. В качестве последних применяют шлак, микрокремнезем или пуццолан. Смесь должна содержать не более 10% минерального компонента. Материал выдерживает большое количество циклов замораживания, не разрушается под воздействием влаги
Шлакопортландцемент. Основой состава является прессованный доменный шлак, который смешивается с клинкером в соотношении 1:1. Этот компонент составляет 40-60% от общего количества бетона. Шлак должен содержать соответствующее норме количество оксида алюминия. Недостатком этого строительного материала является чувствительность к перепадам температур.
Пуццолановый цемент. В состав входят пуццоланы и печной шлак. Первые представляют собой минеральные вещества, выбрасываемые вулканами. В отличие от предыдущих типов, этот материал более устойчив к воздействию сульфатов, однако чувствителен к резким изменениями температуры и влажности.

Как изготовить?

Испытание проводится на схватывание раствора, для чего в процессе кипячения обеспечивается равномерность изменений количества смеси и проверяется ее схватывание, которое происходит не раньше сорока пяти минут от процесса твердения.

Вернуться к оглавлению

Свойства

К основным свойствам сульфатостойких строительных смесей относятся:

Быстрое затвердевание. Раствор схватывается за 1-10 часов.
Водопотребление. Этот показатель помогает правильно разводить сухую смесь водой для получения раствора нужной вязкости. У устойчивого к сульфатам цемента этот параметр составляет 22-28%.
Размер фракции. Объем остающихся про просеивании через сито с ячейками 80 мкм частиц не должен превышать 15%.

Портландцемент М500 Д0.

Особенности

Гидротехнический бетон обладает рядом особенностей:

его испытывают по прошествии 180, а не 28 дней;
используют классы В10-В40, чаще всего — обычные или тяжелые бетоны;
имеет водонепроницаемость четырех ступеней: от W2 до W8. Марка W2 не должна пропускать воду при напоре в 0,2 МПа, для других марок этот показатель: 0,4; 0,6; 0,8 Мпа;
по стойкости к низким температурам есть 5 позиций: F50, 100, 150, 200, 300. Цифровое обозначение — это количество замерзаний/оттаиваний, после которых прочность уменьшится на 25%. Это требование применяется только к тому раствору, который будет подвергаться влиянию водных сред и мороза.

Цветной и белый портландцемент

Вместе с защищенностью от воздействия агрессивных факторов цемент должен обладать хорошими эстетическими качествами.

Существует 2 вида смесей:

Белый портландцемент. Изготавливается по той же технологии, что и простой цемент. Отличием является содержание белого клинкера. Важный показатель — тип используемой глины. Она должна содержать небольшое количество оксидов металлов, придающих желтизну. Белизны добиваются путем превращения карбида железа в окись.
Цветной. Изготавливается на основе белого цемента путем добавления красителей. В роли последних выступают гематитовая руда, фталоцианиновые пигменты, окись железа, сажа.

Основной состав

Строительный материал состоит из таких веществ:

Клинкер. Экологически чистый продукт, что отличается высокопрочностью и морозостойкостью. Добывается из сланцевой тугоплавкой глины.
Гипс. Природный минерал из сульфатной группы. В строительные материалы входит зернистый вид материала, который имеет наименование алебастр.
Трехкальцевый алюминат. Образуется в клинкере в результате соединения продукта с сырьевой смесью оксидов А1203 и Fe203. Составляет не более 5% от общего состава в сульфатостойкой смеси.
Различные минеральные вещества. Добавляются для улучшения качества и прочности.

Область применения

Сфера использования обуславливается преимуществами цемента.

Еще одна марка сульфатостойкого цемента.

Смеси применяются для строительства объектов, подвергающихся негативным факторам окружающей среды:

морозы или резкое повышение температуры;
регулярные атмосферные осадки, повышение влажности, приливные и подземные воды;
вспучивание или усадка грунта;
воздействие агрессивных веществ, содержащихся в сточных водах;
землетрясения.

Сульфатостойкий бетон используют для строительства фундаментов, гидротехнических сооружений, мостовых свай, железобетонных обсадных конструкций колодцев, речных и морских молов.

Технические характеристики

Обыкновенный или железобетонный раствор имеет очень слабую сопротивляемость к таким природным факторам:

низкие и высокие температуры (мороз и жара);
морское, речное и грунтовое течение вод;
кислотное, сульфатное и солевое воздействие.

Сульфатостойкий бетон отличается такими положительными характеристиками:

Даже при высоком гидростатическом давлении остается целостным и стабильным, конструкция не разрушается и сохраняет свой изначальный вид.
Сроки эксплуатации значительно увеличиваются.
Благодаря составу исключается процесс коррозии от постоянного контакта с водой.
Не вступает во взаимодействие со сульфатосодержащими веществами.

Требования к смеси

Бетон и железобетон активно используются в строительстве. Это прочные, надежные, долговечные материалы. Однако и они не лишены недостатков. В частности, подземная часть конструкций, подвержены воздействию грунтовых вод и влаги. А в воде, как известно, содержится множество сульфатов, солей и их соединений, способных нарушить целостность конструкции. Поэтому предусмотреть защиту от подобного разъедания вполне логично и даже необходимо.

Сульфатостойкий состав увеличит долговечность фундамента скорость его разрушения грунтовыми водами.

Оптимальным вариантом защиты от сульфатной коррозии в условиях регулярного водонасыщения является сульфатостойкий бетон.

Это единственный состав, который способен обеспечить надежную защиту конструкции от разъедания сульфатосодержащими смесями.

Используя сульфатостойкий бетон, увеличивается надежность постройки.

Существует 2 основных способа получить сульфатостойкий бетон: на обычном цементе со специальными модифицирующими добавками или на сульфатостойком цементе. Второй способ гораздо более предпочтителен и надежен, потому что он дает защиту на всех стадиях жизни конструкции. Бетон на обычном цементе с добавками тоже будет защищать изделия, но такая защита соизмерима с обработкой обуви водоотталкивающим составом. А сульфотостойкий цемент – это, по аналогии, резиновые сапоги. Разница существенна. Такие цементы принято разделять по видам:

сульфатостойкий шлакопортландцемент;
сульфатостойкий портландцемент;
пуццолановый портландцемент;
сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками.

Кроме того, существует градация по прочности сжатия на 28 сутки. В зависимости от показателей выделяют марки М300, М400 и М500. ГОСТ 22266-94 регламентирует содержание компонентов сульфатостойкого состава. Например, в портландцементе с минеральными добавками допускается не более 20% смеси пуццоланы и шлака, для шлакопортландцемента возможно заменить шлак золой (кислой) или пуццоланой в размере не больше 10% массы состава. В сульфатостойком портландцементе содержание ангидрида серной кислоты не может превышать 3-4%. Повышенное содержание веществ, реагирующих с содержащимися в воде сульфатами, чревато хрупкостью конструкции, ее внутренним разрушением. Правильно подобранная пропорция обеспечит не только устойчивость состава, но и уплотнение. Поэтому сульфатостойкий цемент обязательно должен соответствовать требованиям ГОСТа.

Сульфатостойкий бетон

Для начала вспомним, что такое бетон. Бетон – это искусственный каменный материал, состоящий из следующих компонентов:

Перемешивая эти компоненты получается бетонная смесь, которая при заполнении в формы застывает и через 28 суток образуется плотный искусственный камень, который и называется бетоном.

Надо отличать ещё и растворную смесь, когда ко всем компонентам бетонной смеси не добавляется щебень, но процесс твердения происходит по обычной схеме и также образуется искусственный камень, который назовём бетоном.

Основным скрепляющим компонентом является цемент и именно он называется вяжущим материалом.

При строительстве фундаментов, речных и морских молов, гидротехнических сооружений, мостовых свай, обсадных конструкций железобетонных колодцев в проектной документации может быть указано требование о применении сульфатостойкого бетона.

Опасность сульфатов для бетона

Сульфаты – соли серной кислоты (H2SO4), широко распространённые в природе и в избытке имеющиеся в морской воде, грунтовых водах и других минеральных источниках. Они способствуют развитию III типа коррозии бетона . Такой тип разрушения происходит при образовании в теле бетона — в порах и капиллярах малорастворимых солей. Такое образование приводит к давлению на бетонный камень и его разрушению. Сульфаты, попадая в бетон, взаимодействуют с продуктами гидратации цемента и образуют комплексные различные соли, самой опасной из которых является гидросульфоалюминат кальция (ГСАК).

Опасность ГСАКа заключается в том, что он, взаимодействуя с водой, присоединяет 30-32 её молекулы и расширяется в объёме и разрывает структуру камня. Это образование (ГСАК) возникает как результат реакции гидроалюминатов цементного камня с гипсом, который поступил в бетон в виде растворов или образовался от реакции сульфатов и гашёной извести Ca(OH)2.

Высокая концентрация двухвалентных анионов SO42- в воде и C3A (трёхкальциевый алюминат) в цементе, непременно будут приводить к образованию гидросульфоалюмината кальция.

Воды, с содержанием сульфатов, находятся везде и в этом заключается их опасность для бетонов.

Особенно высока концентрация сульфатов в морской воде, достигающая 2500-2700 мг/л.

Образующийся ГСАК расширяется и ломает структуру бетонного камня, потому что, связывая молекулы H2O, он увеличивается в объёме в 1.63 раза, а когда взаимодействует ещё и с C3A и Ca(OH)2, то увеличение объёма ещё больше – в 2.27 раза. Расширенный состав ГСАКа может вымываться водой и будут образовываться разрывы сплошности в теле бетона. Так происходит коррозия бетона III типа, когда продукты коррозии, иначе говоря, образование гидросульфоната кальция и гашёная известь вымываются водами, которые контактируют с конструкциями.

Способы борьбы с сульфатами

Для того чтобы противостоять вредному воздействию сульфатов из морской воде, природных водоёмов и грунтовых вод, в строительстве применяют следующие материалы:

Сульфатостойкий портландцемент;
Шлакопортландцемент;
Пуццолановый цемент;
Портландцемент с минеральными добавками.

Применение таких цементов при производстве бетонных смесей и растворов придаёт конечному продукту, т.е. бетонному камню, необходимые сульфатостойкие свойства. Важность этой темы определяется и существованием отдельного ГОСТ 56687 – 2015 Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии. Методы определения сульфатостойкости бетона.

Как определяется сульфатостойкость

Заливают 15 формочек 25х25х254 мм цементно-песчаным раствором.
Через 24 часа извлекают образцы и помещают в воду на 27 суток.
После выдерживания в воде отбирают 12 образцов и снова помещают 6 — в воду, а остальные 6 — в 5 % раствор сульфата натрия.
В таком положении они находятся до 12 месяцев, причём контрольные образцы находятся в несменяемой дистиллированной воде, а испытуемые образцы – в растворе, который периодически меняют на свежий.
Периодически их извлекают и осматривают, фиксируя дефекты – сколы, трещины, изгибы образцов.

Все результаты обрабатываются по сложным формулам и в конце концов сводят в таблицу:

Но в этой таблице всё только про цементы. Так вот, сульфатостойкость бетона определяется в каждом конкретном случае в зависимости от агрессивности среды, в которой он будет находиться, т. е. конкретные показатели содержания ионов SO ₄ 2- в воде. Проектные требования по водонепроницаемости, которые имеют классы W 4 – W20. По этим данным подбирают марку цемента по ряду таблиц в Своде Правил 28.13330. 2012 (Защита строительных конструкций от коррозии), который может быть использован для приготовления бетонной смеси в том или ином проекте. Как вы понимаете, сульфотостойкость бетонов очень сложная тема и по-простому с ней не разобраться.

Сульфатостойкий цемент

Напомним, что такое цемент – это искусственный материал, который получают из магнезиальных и карбонатно-силикатных горных пород методом спекания в огромных печах обжига (до 180м). Полученный после обжига клинкер засыпают в шаровые мельницы с добавлением до 6 % гипса ( CaSO ₄ х2Н₂О ). Далее полученный порошок пневмотранспортом перекачивается в силосы. Так получается обычный портландцемент, названный в честь английского острова Портленд, на котором впервые он был получен в 1824 году.

Для того чтобы придать портландцементу сульфатостойкие свойства, ему на стадии производства задают определённый минералогический состав. В маркировке добавляются две буквы С, что означает сульфатостойкий. Таблица регулирования содержания минералов в клинкере взята из ГОСТа 22266 – 2013.

Из этой таблицы видно, что важно удерживать в норме трёхкальциевый алюминат, который и есть вредоносная составляющая при взаимодействии с сульфатами. Об этом мы говорили в начале статьи. Образование гидросульфоалюмината кальция (ГСАК) приводит к повреждениям бетонного камня от расширения при протекании реакции, а в последующем к вымыванию этого образования из тела бетона. Так протекает коррозия бетона III типа.

Марки сульфатостойкого цемента по прочности – В32.5, В42.5, В52.5.

Шлакопортландцемент

Это гидравлическое вяжущее, которое получается после совместного помола клинкера и высушенного гранулированного доменного шлака, добавляется ещё и гипс в пропорции, как при обычном цементе, то есть до 6%.

ГОСТ требует содержание доменного шлака в пропорциях к общей массе цемента от 20 до 60 %. Шлакопортландцемент подразделяется на обычный, быстротвердеющий и сульфатостойкий. Марки по прочности не отличаются от обычного сулфатостойкого портландцемента – В32.5, В42.5, В52.5. В таблице выше можно понять, что для шлакопортландцемента также важным показателем, который жёстко нормируется ГОСТом, является содержание по минералогическому составу трёхкальциевого алюмината не более 5%. Такое содержание этого минерала и обуславливает сульфатостойкость шлакопортландцемента.

Такой цемент универсален и широко применяется при строительстве крупных гидротехнических сооружений.

У него есть один недостаток – при гидратации цемента выделяется незначительное количество тепла, что ограничивает использование его в зимний период.

Поэтому его используют при производстве железобетонных конструкций, которые подвергаются тепловлажностной обработке, то есть пропариванию.

Одним из самых важных достоинств шлакопортландцемента является его дешевизна, что немаловажно при больших объёмах строительства.

Пуццолановый цемент

Это цементы, которые готовятся из обычных портландцементов и активных минеральных добавок. Активные минеральные добавки – это искусственные или природные вещества, в составе которых обязательно присутствует активный кремнезём, который содержится в пуццоланах.

Пуццолана – материал силикатного или алюмосиликатного состава и их комбинация, получается из туфа, пемзы, вулканического пепла. Название дано от итальянского города Пуццуоли. Если пуццолану залить водой, то ни в какую реакцию она вступать не будет, но в тонкоизмельчённом виде в присутствии воды взаимодействует с раствором гидроксида кальция Ca(OH)2, знакомая нам гашёная известь. Таким образом присутствие измельчённого реакциоспособного диоксида кремния (SiO2), который по массе составляет не менее 25% в пуццолановой добавке, приводит к прохождению реакции взаимодействия с гидратом окиси кальция.

Такая добавка не позволяет формироваться уже хорошо нам известному гидросульфоалюминату кальция, потому что активный кремнезём вступает в реакцию с водой и забирает её и гашёную известь. Таким образом пуццолановый цемент уберегает бетон от разрушающего воздействия пресных и сульфатных вод. Так выглядит природа противостояния сульфатной коррозии.

Приготовление сульфатостойкого бетона своими руками

Если у вас остро возникла необходимость залить ограждающую стену, которая будет находится под воздействием воды, например, у реки или озера, то вот вам рецепт.

Чтобы приготовить 1 м3 сульфатостойкого бетона (М300) своими руками необходимо иметь следующий набор материалов:

сульфатостойкий портландцемент — 360 кг;
речной песок — 850 кг;
щебень гранитный — 1100 кг;
вода — 190 л;
при необходимости добавки 5–10 кг.

Видео

Бетон сульфатостойкий — характеристика, технология

Бетон сульфатостойкий представляет собой искусственный камневидный материал, изготовленный на специальном цементе, и способный, при контакте с агрессивной сульфатной средой, выдерживать длительное время без видимых признаков разрушения (сколов, коррозии, трещин).

Читайте также:

Фасады и каркасы кухонных гарнитуров

Общие сведения

Проектирование бетонных конструкций — это сложная техническая задача, при урегулировании которой необходимо брать во внимание все условия их работы:

механические нагрузки;
воздействие окружающей среды;
температурные отклонения;
изменение свойств в период эксплуатации и др.

Содержание в воде (грунтовые воды, осадки и пр.) различных химических составляющих, таких как соли сульфатов, способных привести к значительным разрушениям (см. фото), заставило ученых задуматься о разработке специальных видов бетона.

Результатом таких исследований явилось появление на строительном рынке специальных сульфатостойких цементов и модифицирующих добавок, позволяющих получить качественные и долговечные материалы. Одним из наиболее распространенных видов таких материалов, полученных с помощью названных разработок, является сульфатный бетон.

Сульфатостойкий бетон — это смеси, приготовленные с применением модифицирующих добавок или на основе сульфатного цемента. Изделия, изготовленные с применением такой технологии, способны противостоять агрессивным воздействиям водной среды, температурным изменениям, деформации грунта и пр.

Материалы

Основным отличием сульфатных бетонов является использование в качестве основного вяжущего сульфатостойких цементов. Такие материалы производят путем совместного помола клинкера нормируемого минерального состава или посредством введения в их структуру активных минеральных добавок (АМД).

В зависимости от состава и способа изготовления, вещества можно разделить на несколько типов, это сульфатостойкий:

портландцемент (ЦЕМ I СС);
шлакопортландцемент (ЦЕМ Ш/А СС);
пуццолановый цемент (ППЦ);
портландцемент с минеральными добавками (ЦЕМ П/А СС; ЦЕМ Н/В СС).

Примеры обозначений и рекомендуемые подклассы прочности отражены в таблице ниже.

Группа портландцементов

Портландцементы обладают высокой надежностью по отношению к сульфатной агрессии вследствие малого содержания гидроалюминатов кальция и невозможности создания в структуре значительного объема эттрингита.

В сравнении с традиционными медленнее набирают прочность в начальные сроки твердения. Низкая теплоотдача способствует их применению в массивных бетонных конструкциях.

СПЦ выпускается марки М400 и содержит в своем составе следующие компоненты:

C3S — 50%;
C3A — 5%;
С3А + C4AF — 10–20%.

Портландцемент с минеральными добавками (в основном М500)— это продукт совместного помола клинкера, двуводного гипса и активной минеральной добавки (АМД).

АМД — это активное тонкоизмельченное вещество, добавление которого в состав вяжущего позволяет получить бетон с высокими гидравлическими и пуццоланическими характеристиками.

Продукты гидратации цемента включают в себя 10–20 % хорошо растворимого в воде портландита (Ca(OH)2). Активные добавки, в присутствии воды, объединяют гидрооксид кальция в труднорастворимые композиции. В результате значительно увеличивается водостойкость и сульфатостойкость конструкций.

По механизму действия АМД делятся на три группы:

Активный аморфный кремнезем — диатомиты, трепелы, микрокремнезем, опоки.
Продукты обжига глинистых материалов — глиежи, топливная зола, металлургические шлаки.
Вулканические горные породы богатые силикатами и алюмосиликатами в аморфном состоянии.

Портландцемент с добавками применяется для тех же целей что и обычный. Однако эксплуатационные характеристики конструкций, находящихся в проточной мягкой воде и под землей во влажных условиях, несколько выше показателей первого.

Изделия, изготовленные из такого материала, обладают самой высокой прочностью при изгибе — 6,0 Мпа, в сравнении с другими представителями данной категории материалов.

Шлакопортландцементы

Сульфатостойкий шлакопортландцемент — вяжущее вещество с ограниченным содержанием C3A (менее 8%). Представлен марками М300, М400.

тонкомолотый портландцементный клинкер;
гранулированный доменный шлак;
двуводный гипс.

Гипс присутствует в составе как замедлитель процесса твердения и как активатор твердения шлака.

Гранулированный шлак — это мелкие гранулы величиной 5–10 мм. Не обладает вяжущими свойствами, но способен быстро схватываться в присутствии катализаторов твердения.

По своим свойствам шлакопортландцемент близок к портландцементу, но его цена на 15—20% ниже стоимости последнего.

Допускается замена шлаковых гранул золой уноса (кислой) или пуццоланой в объеме, не превышающем 10% от общей массы цемента. При этом содержание SO3 в веществе не должно быть больше 3–4%.

Для улучшения свойств бетонной смеси разрешается введение гидрофобизаторов и пластификаторов, количество которых не должно превышать 0,3% от массы цемента.

Пуццолановые цементы — характеристика

Пуццолановый цемент также относится к группе сульфатостойких вяжущих и состоит из следующих компонентов:

портландцементный клинкер;
кислая активная минеральная добавка (пуццолана);
двуводный гипс.

Пуццолана — это смесь пемзы, вулканического пепла и туфа. Количество добавки регулируется опытным путем, в зависимости от заданных характеристик бетона, и может составлять от 20 до 40%.

Пуццолановый портландцемент отличается от обычного, низкой плотностью (2,8–2,9 г/см2) и светло-серым оттенком.

При производстве бетонных смесей образуется довольно вязкая смесь, в сравнении с применением обычных цементов. Чтобы получить раствор нормальной густоты в бетон добавляют воду (30–40%), что отрицательно сказывается на качестве смеси.

Подсказки: во избежание такой проблемы — необходимо на 5–10% увеличить расход цемента или добавить пластификатор.

Из-за прочного соединения свободного гидроксида кальция с пуццолановой добавкой бетонная поверхность не подвержена коррозии выщелачивания, а также не разрушается под действием морских и минерализованных вод.

Требования к структуре

До 80% от общего объема сульфатостойкого бетона составляют крупные и мелкие заполнители. Правильный расчет и подбор таких материалов может значительно сократить расходы цемента, снизить себестоимость строительства и продлить долговечность конструкций.

Фракция заполнителя и его химический состав должен соответствовать требованиям и нормам ГОСТ 10268-80, а также условиям, изложенным в СНиП II-28-73.

Жесткий каркас из качественного заполнителя позволяет в несколько раз увеличить прочность, снизить модуль деформации и до минимума сократить ползучесть конструкций под нагрузкой. Важным требованием для сульфатного железобетона, предназначенного для строительства коррозийностойких конструкций, является чистота песка и щебня.

Допустимое содержание примесей в используемом песке не должно быть выше 1%, а его зернистость равна 2 мм и выше. Щебень должен быть изготовлен из горных пород плотной структуры (без прослоек). Прочность на сжатие не должна быть ниже 60 Мпа.

Приготовление

сульфатостойкий портландцемент — 360 кг;
речной песок — 850 кг;
щебень гранитный — 1100 кг;
вода — 190 л;
при необходимости добавки 5–10 кг.

В зависимости от выбранного способа приготовления и нужного объема материала понадобятся следующие инструменты:

Инструкция по изготовлению и порядок работ:

Включаем бетономешалку.
Заливаем воду.
Добавляем цемент и тщательно перемешиваем.
Засыпаем расчетное количество песка и щебня.
10–15 мин перемешиваем и заливаем в опалубку.

Как видим сульфатостойкий бетон — это несложно. По своему составу и способу приготовления он ничем не отличается от обычных бетонов. Вы можете сами убедиться в этом, посмотрев видео в этой статье.

Бетон сульфатостойкий

Бетон сульфатостойкий относят к материалу, в свойства которого входит способность надежно защитить конструкцию от разрушительного воздействия воды с содержанием сульфатов, деформации грунта, температурных воздействий.

Сульфатостойкий состав увеличит долговечность конструкции, а также ее износостойкость и морозоустойчивость.

Разновидности бетона

Получить сульфатостойкий бетон можно 2 способами:

используя обычный цемент с применением специальных добавок;
применяя такой материал, как сульфатостойкий цемент.

Последний способ значительно превосходит первый по качеству и защищает конструкцию на всех стадиях постройки.

портландцемент с примесью минеральных добавок;
портландцемент;
пуццолановый портландцемент;
шлакопортландцемент.

Таблица марок и классов бетона.

Очень важным фактором качества в данном виде строительной смеси является соблюдение ГОСТа, ведь из-за неправильных пропорций существует вероятность увеличения хрупкости постройки и разрушения ее изнутри. В зависимости от прочности бетона на 28 сутки, идет подразделение его на марки: М300, М400, М500. Предназначение таких материалов — изготовление бетонных и железобетонных конструкций. Добавление в их состав таких веществ, как суперпластификаторы и воздухововлекающие добавки, повышают стойкость.

Вернуться к оглавлению

Производят сульфатостойкий портландцемент при помощи тонкого помола гипса или портландцементного клинкера, а выпускают с гранулированными минеральными добавками или без них. Без добавок идет маркировка М300, с добавками — М400, М500. При введении в состав мылонафта или сульфитно-спиртовой барды такой материал называется пластифицированный. Пуццолановый портландцемент используют в основном для постройки подводной части разных морских и океанических сооружений, потому что в нем тепловыделяющие минералы находятся в большем количестве, чем в обычном сульфатостойком цементе, который будет более эффективен в применении наземных частей конструкции.

В сульфатостойкий бетон добавляют такое минеральное вещество, как трехкальциевый алюминат, которого в составе должно быть не более 5%, чтобы в результате реакции с окружающей средой не возникла сульфатная коррозия. Одним из свойств данной строительной смеси является его не очень быстрое твердение, что приводит к медленному нарастанию прочности.

Вернуться к оглавлению

Компоненты бетонной смеси.

Оптимальной пропорцией цемента и песка является 1:3, для прочности состава специалисты советуют применять пластификаторы, а подвижность смеси определять расплывом стандартного конуса более 135 мм при водоцементном отношении 0,4. Если цемент считается гидрофобным, он не должен впитывать в себя воду на протяжении 5-6 минут после того, как нанесли несколько капель на пробу.

Чтобы изготовить сульфатостойкий бетон, потребуется:

вода в необходимом количестве;
гипсовый камень (ГОСТ 4013);
портландцементный клинкер с нормированным составом.

При изготовлении есть возможность замены другими материалами, которые обязательно содержат в своем составе сульфат кальция, различных гранулированных и минеральных добавок. Если в состав входят электротермофосфорные шлаки, содержание в бетоне оксида алюминия не должно быть более 8%, в шлакопортландцементе запрещено превышение 12%.

Главной особенностью сульфатостойкого бетона является его высокая стойкость, которая предотвращает проникновение воды даже при высоком гидростатическом давлении.

Характеристика сульфатостойкого бетона

Сульфатостойкий бетон увеличивает надежность строительства.

Что такое сульфатостойкий бетон?

Цемент сульфатостойкий или как его еще называют портландцемент, представляет собой строительный материал, в состав которого входит клинкер, силикат и трехкальцевый алюминат. Использование сульфатостойких цементов актуально в строительстве гидротехнических построек, так как они способны противостоять агрессивному воздействию атмосферных осадков с содержанием сульфатов.

Свойства

Разновидности

Сульфатостойкая цементно-песчаная смесь подразделяется на следующие виды:

сульфатостойкий цемент с добавками;
пуццолановое гидравлическое вяжущее вещество;
шлакопортландцемент;
сульфатостойкий портландцемент.

Способы получения

Гидравлическое вяжущее вещество получают двумя способами. Первый способ – изготовление цементного раствора с добавлением специальных минеральных добавок. Второй способ — использование сульфатостойких цементо-песчанных примесей, из-за которых обеспечивается надежность и защита конструкций на протяжении срока эксплуатации.

Как изготовить?

Испытание проводится на схватывание раствора, для чего в процессе кипячения обеспечивается равномерность изменений количества смеси и проверяется ее схватывание, которое происходит не раньше сорока пяти минут от процесса твердения.

Области применения

Применение портландцемента актуально при возведении подводных или подземных конструкций, для строительства зданий и сооружений, которые поддаются воздействию большого количества атмосферных осадков с содержанием сульфатов. Свойства устойчивого сульфатного бетона обеспечивают защиту конструкций от внешних природных и химических факторов.

Вывод

Портландцемент является неотъемлемым материалом в строительстве зданий и сооружений, которые находятся в местности с переменчивой влагой и температурным режимом.

Однако стоит помнить, что выбирая материал, первым делом обращают внимание на его состав, ведь для разных почв потребуются соответствующие портландцементы.

Сульфатостойкий бетон

Требования к смеси
Изготовление состава

Сульфатостойкий состав увеличит долговечность фундамента скорость его разрушения грунтовыми водами.

Оптимальным вариантом защиты от сульфатной коррозии в условиях регулярного водонасыщения является сульфатостойкий бетон.

Используя сульфатостойкий бетон, увеличивается надежность постройки.

сульфатостойкий шлакопортландцемент;
сульфатостойкий портландцемент;
пуццолановый портландцемент;
сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками.

Кроме того, существует градация по прочности сжатия на 28 сутки. В зависимости от показателей выделяют марки М300, М400 и М500. ГОСТ 22266-94 регламентирует содержание компонентов сульфатостойкого состава. Например, в портландцементе с минеральными добавками допускается не более 20% смеси пуццоланы и шлака, для шлакопортландцемента возможно заменить шлак золой (кислой) или пуццоланой в размере не больше 10% массы состава. В сульфатостойком портландцементе содержание ангидрида серной кислоты не может превышать 3-4%. Повышенное содержание веществ, реагирующих с содержащимися в воде сульфатами, чревато хрупкостью конструкции, ее внутренним разрушением. Правильно подобранная пропорция обеспечит не только устойчивость состава, но и уплотнение. Поэтому сульфатостойкий цемент обязательно должен соответствовать требованиям ГОСТа.

Читайте также: Свойства и применение тяжелого бетона

Изготовление состава

Бетононасос необходим при возведении колонн.

При приготовлении цементно-песчаного раствора оптимальной считается пропорция 1:3. Цемент лучше брать пластифицированный, чтобы подвижность смеси определялась как расплыв стандартного конуса не меньше 135 мм при водоцементном отношении 0,4. Цемент считается гидрофобным, если он не впитывает в себя воду на протяжении 5 минут с момента нанесения на его поверхность капли воды. Целесообразность всех технологических добавок должна быть подтверждена испытательно и не иметь отрицательного влияния на бетон.

Обязательной является равномерность изменения объема при испытании кипячением образцов в воде. Схватывание в таком эксперименте должно наступать не ранее 45 минут от затворения, а конец – не позже 10 часов. Учесть следует и тонкость помола цемента – не больше 250 м2/кг. Чтобы изготовить сульфатосткойкий цемент, вам понадобится:

гипсовый камень по ГОСТ 4013;
портландцементный клинкер нормированного состава;
вода.

Технологией допускается замена элементов другими материалами, содержащими сульфат кальция, активные минеральные добавки, гранулированные доменные или электротермофосфорные шлаки по ГОСТу 3476. В шлаках для изготовления сульфатостойкого портландцемента с минеральными добавками содержание оксида алюминия не должно превышать 8%, а в шлакопортландцементе – не больше 12%. Сульфатостойкий состав применяется не часто, стоимость его превышает обычные смеси, но и характеристики его несравнимы с обычным бетоном.

Page 2

Армирование
Виды
Изготовление
Инструменты
Монтаж
Расчёт
Ремонт

Сульфатостойкий бетон — зашита от всех видов коррозии

Качество большинства строительной конструкций на прямую зависит от качества и свойств используемого бетона. Особенно это касается тех частей, который соприкасаются с грунтовыми водами или другим видом влаги, содержащим сульфатные добавки.

При проникновении сульфатов извне, бетон может разрушиться, так как в увеличивается его объём и внутри образуются трещины. Поэтому, для фундаментов зданий, береговых бетонных конструкций, сооружений для сооружений, связанных с повышенной влажностью применяют сульфатостойкий бетон.

Как сульфаты действуют на бетонные основания

В грунте, воде, промышленных стоках наиболее часто встречаются соли калия, натрия, магния. Ионы сульфатов присутствуют ещё в заполнителях.

Сульфатное воздействие участвует во всех трёх видах коррозии бетона:

ускоряют коррозию I вида, повышая растворимость цементного камня;
вызывают реакцию обмена, что приводит к коррозии II вида;
участвуют в образовании гипса и гидросульфоалюмината кальция, накопление которых в порах и капиллярах является причиной коррозии III вида.

В бетоне значительно увеличивается в объёме гидросульфоалюминат кальция, который образуется из гипса и гидроалюминатов цементного камня. Гипс в небольших количествах поступает в бетонную смесь с добавками или в результате химических реакций. Третий вид коррозии протекает медленно и начинается с появления кристаллической плёнки кристаллического гипса на поверхности бетонного сооружения.

С течением времени кристаллы гипса накапливаются во внутренних слоях цементного камня и, одновременно, принимают участие в образовании гидросульфоалюмината кальция. Последний так же проникает вглубь бетона. Гипс и алюминаты являются источниками значительного давления на стенки пор, в которых они разрастаются. Это приводит к постепенному разрушению бетона.

Для защиты бетонных конструкций от влагопроницаемости и действия агрессивных вод используют несколько способов, но самые распространённые два:

введение модифицирующих, воздухововлекающих добавок, пластификаторов в сочетании с обыкновенным цементом;
затворять бетонную смесь на специальном сульфатостойком цементе.

Модифицирующие добавки

Первый способ существенно улучшает качество бетона без значительного повышения цены. Форма выпуска модификаторов — это растворы, порошки, эмульсии, которые растворяются в воде. Подборка дозировки достаточно трудоёмкий процесс, так как перебор или недостаток какого либо элемента может привески к ускорению протекания разрушающих химических реакций.

Подбор необходимого количества химических модификаторов на производстве проводится в лаборатории, а при частном строительстве опытным путём.

Оптимальное количество дозировки зависит от таких факторов:

вида цемента;
состава бетонной смеси;
технологии производства всей конструкции;
условий, в которых будет функционировать бетонное сооружение.

Граничное количество добавок рассчитывается в % соотношении к массе бетонной смеси по таким нормативам:

для пластификаторов от 0,1 до 0,3%;
для воздухововлекающих добавок от 0,01 до 0,05%;
для суперпластификаторов от 0,5 до 1%;
для добавок ускоряющих твердение от 1 до 2%.

При оптимальном подборе вида и количества добавки получаю сульфатостойкий цемент, который сможет продолжительное время не разрушаться под действием сульфатных вод.

Виды сульфатостойких цементов

Второй способ дает более качественную защиту бетонных сооружений от чрезмерно агрессивного и очень губительного воздействия сульфатных сред. Бетон на сульфатостойком цементе значительно дороже обычного, но позволяет защищать строительные конструкции на всех стадиях эксплуатации.

Существует несколько видов сульфатостойких цементов:

сульфатостойкий и пуццолановый портландцемент;
с минеральными добавками;
шлакопортландцемент.

Наиболее часто используют сульфатостойкий портландцемент, который отлично себя зарекомендовал в двух крайних вариантах условий работы бетонных контсрукций:

повышает сопротивляемость бетонов замораживанию и оттаиванию в присутствии сульфатной агрессии;
уменьшает совокупное влияние агрессивных физических и химических факторов в зонах бетона, которые находятся в переменном уровне воды с большим содержанием сульфатов.

Чтобы бетон на сульфатостойком портландцементе обладал всеми необходимыми эксплуатационными качествами, применяют несколько методов:

заменяют С3А на C4AF;
увеличивают количество стекловидного С3А, заменяя им кристаллический С3А;
вводят минеральные добавки;
пропаривают для образования гидрантов, имеющих устойчивость в действию сульфатов.

Количество добавок и метод изготовления сульфатостойкого цемента зависит от конкретных условий строительства и эксплуатации конечного сооружения.

Виды, состав и применение сульфатостойких цементов

В прочности и долговечности железобетонных конструкций мало кто сомневается, но все же стоит отметить, что под воздействием внешних факторов среды материал имеет свойство довольно быстро разрушаться. Основными причинами разрушения бетона являются ветер, грунтовые воды, солнечные лучи, частые дожди и морозы. Именно поэтому применение новых технологий в производстве строительных смесей так важно.

На помощь в борьбе с разрушением бетонных конструкций приходит специализированный сульфатостойкий бетон.

Читайте также:

Фасады и каркасы кухонных гарнитуров

Особенности

Сульфатостойкий цемент производится на основе крошки портландцементного клинкера тонкого помола в смеси с гипсом, частный случай обычного портландцемента с особенностью в виде повышенной устойчивости к воздействию сульфатов.

Особые требования выдвигаются к качеству клинкера, используемого в изготовлении сульфатостойкого цемента. Так, его химический состав строго нормируется:

концентрация трехкальциевого силиката не более 50%;
концентрация алюмината – не более 5%;
глиноземный модуль – должен быть более 0,7%;
совместное содержание C3A+C4AF – менее 22%.

Такие ограничения вводятся, чтобы обезопасить полученную конструкцию от сульфатной коррозии.

Использование

Использование сульфатостойких цементов обосновано для строительства сооружений, подверженных агрессивным воздействиям окружающей среды.

А именно:

сильные морозы и перепады температур;
частые атмосферные осадки и перепады влажности, затопления, приливы и отливы, паводок, грунтовые воды;
движение грунта, его просаживание или, наоборот, вспучивание;
воздействие агрессивных химических жидкостей, например, грунтовые воды с нестабильным составом;
сейсмическая активность.

Поэтому чаще всего сфера применения сульфатостойких цементов – это:

цинк-сульфатные мостовые сваи;
гидротехнические сооружения, работающие с морской или океанической водой;
подводные и подземные массивы;
морские и речные молы;
железобетонные сооружения;
конструкции с повышенной напряженностью.

Разновидности сульфатостойкого цемента

Рассмотрим основные виды сульфатостойкого цемента в зависимости от состава:

Портландцемент без добавок. Введение минеральных и инертных добавок в этот вид цемента недопустимо. Является универсальным материалом, стоек к перепадам температуры и влажности.
Шлакопортландцемент. Основной добавкой является гранулированный доменный шлак, он перемалывается вместе с клинкером и составляет 40—60% от общего объема смеси. Шлак, используемый в качестве добавки, должен соответствовать норме на присутствие в нем оксида алюминия – не более 10-12%. Слабое место шлакопортландцемента – неустойчивость к замораживанию.
Портландцемент с добавлением минеральных добавок. В качестве минеральных добавок может быть использован шлак в количестве 15-20% от общего объема, пуццолан, комбинация пуццолана или микрокремнезема со шлаком. Минеральные добавки обычно составляют 5-10%. Этот вид сульфатостойкого цемента обладает отличной стойкостью к замораживанию и перепадам влажности.
Пуццолановый портландцемент. Содержит в своем составе смесь из доменного шлака и пуццоланов. Пуццоланами называются активные минеральные добавки вулканического происхождения, такие как, например, пепел или пемза. В отличие от портландцемента более стоек к сульфатной коррозии, но при этом хуже переносит резкие перепады температур и перепады влажности.

Маркировки сульфатостойкого цемента

Приобретая сульфатостойкий цемент, стоит уделить внимание маркировке на упаковке. Она означает максимальную прочность при сжатии. Основные распространенные марки – М300, М400, М500. Соответственно, прочность этих цементов будет составлять от 300 до 500 кг/см² (или от 30 до 50 МПа).

Необходимо помнить, что при длительном хранении прочность состава может снижаться, так, за 3 месяца она может снизиться на значение до 10%.

Своей максимальной прочности на сжатие цемент достигает на 28 сутки после заливки.

Сульфатостойкий шлакопортландцемент бывает всех доступных маркировок – М300, М400 и М500.
Портландцемент с добавлением минеральных добавок маркируется – М400 и М500.
Портландцемент без добавок имеет маркировку – М400.
Пуццолановый маркируется – М300 и М400.

Свойства сульфатостойких цементов

Сульфатостойкие цементы являются быстросохнущими.

Сроки схватывания – от 45 мин до 10 часов.
Водопотребность 22-28%. Это важная характеристика, которая используется для правильного разведения исходной смеси с водой, чтобы получить раствор нужной консистенции.
Тонкость помола. Для цементов с содержанием минеральных добавок осадочного происхождения остаток на сите с ячейками 80 мкм – не более 15%

Цветной и белый портландцемент

Агрессивные условия окружающей среды не повод забыть об эстетическом виде сооружения. Особое распространение имеют белые портландцементы, механизм изготовления которых очень схож с обычным цементом, за исключением использования белого клинкера.

Важным моментом в производстве белого клинкера является применение карбонатных пород и глины с очень низкой концентрацией оксидов железа и марганца. Для усиления белизны клинкера его выбеливают с помощью химического восстановления карбида железа 3 до оксида железа Fe3O4.

В белом портландцементе особо ценится его показатели белизны, так, выделяют 3 степени белизны цемента, которые между собой отличаются степенью отражения света.

На этой основе производится и цветной портландцемент. Его несложно сделать из белого клинкера в смеси с красящими веществами. Чаще всего для окраски используется железная гематитовая руда (для получения красного и коричневого оттенков), фталоцианиновые пигменты (для получения зеленого и голубого), железоокисный пигмент (желтый) и сажа для получения серых и черных оттенков.