Формирование ассортимента и экспертиза качества цемента

     Гидрофобный цемент (ПЦ - ГФ) (ГОСТ 10178 - 85)  - получают при помоле портландцементного клинкера совместно с гипсом и гидрофобизующей добавкой (не более 0,3% от массы цемента в пересчете  на сухое вещество добавки).  В качестве гидрофобизирующих  добавок   используют мылонафт,  асидол, олеиновую кислоту, окисленный петролатум, кубовые остатки синтетических жирных кислот и др. По ГОСТу такой цемент не должен впитывать в себя воду в течение 5 мин от момента нанесения капли воды на поверхность цемента.  Добавки понижают гигроскопичность цемента при его хранении и повышают подвижность, удобоукладываемость растворных (бетонных) смесей и морозостойкость затвердевших материалов. Гидрофобный портландцемент не комкуется и практически не теряет прочности при длительных перевозках и хранении.

     Применяют их, когда требуется длительное хранение  цемента или перевозка его на дальние расстояния, а также для наружной штукатурки зданий, в дорожном и гидротехническом строительстве.

     Пластифицированный  портландцемент (ПЦ - ПЛ) (ГОСТ 10178- 85) получают, вводя при помоле клинкера и гипса не более 0,3 % ЛСТ( лигносульфонаты кальция) массы цемента в пересчете на сухое вещество добавки. Это ПАВ пластифицирует бетонные смеси, преимущественно жирные, позволяет снижать водоцементное отношение без ухудшения подвижности смесей и в ряде случаев дает возможность уменьшать расход цемента. Вместе с тем повышается морозостойкость отвердевшего бетона. По ГОСТу 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.

     Шлакопортландцемент (ШПЦ) (ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия») - гидравлическое вяжущее вещество, получаемое совместным помолом портландцементного клинкера, гипса и гранулированного доменного или электротермофосфорного шлака (по ГОСТ 3476 - 74 «Шлаки доменные и электротермофосфорные  гранулированные для производства цементов»). Количество шлака в шлакопортландцементе должно быть свыше 20% и не более 80%. Допускается замена части шлака активными минеральными добавками (не более 10%). Содержание ангидрида серной кислоты (SO₃) в цементе   должно  от 1,0%  до 4,0%, окиси магния (MgO) в исходном клинкере не более 5%.

     Повышение дозировки гипса обеспечивает рост прочности шлакопортландцемента. Скорость твердения ШПЦ зависит от минералогического состава клинкера, вида и содержания шлака в цементе и тонкости измельчения компонентов. Наиболее высокие прочностные показатели у шлакопортландцемента, приготовленных на основе клинкеров с повышенным содержанием C₃ S и C₃ A.

     Шлакопортландцемент выпускают трех марок: 300, 400 и 500, а также быстротвердеющий шлакопортландцемент марки 400.

     Как правило, ШПЦ применяют при гидротехническом строительстве в зонах постоянного погружения, при строительстве шахт и портовых сооружений, при работе бетона в агрессивных средах. ШПЦ высоких марок  используют для производства сборных железобетонных конструкций с применением тепловлажностной обработки.

     Сульфатостойкий портландцемент (ССПЦ) (ГОСТ 22266-94 «Цементы сульфатостойкие. Технические условия») отличается повышенной устойчивостью цементного камня к агрессивному воздействию сульфатных вод, что объясняется сниженным  содержанием трехкальциевого  алюмината (C₃A) в клинкере. Выпускают сульфатостойкий портландцемент без добавок (ССПЦ – Д0) и с минеральными добавками (ССПЦ - Д20). В последнем  допускается использовать смеси шлака и пуццоланы, общее количество которых не должно превышать 20 %. ССПЦ изготовляется из клинкера нормированного минералогического состава:содержание С₃А не должно превышать 5%, C₃S - 50%, С₃А +C₄AF - 22%, MgO - 5% _, Al₂O₃ - 5%. Содержание ангидрида серной кислоты SO₃  в цементе должно быть не более 3,0 %. Удельная эффективная активность естественных радионуклидов в сырьевых материалах и добавках, применяемых для производства сульфатостойких цементов, не должна быть более 740 Бк/кг. 

     Выпускают сульфатостойкий портландцемент марки 400, сульфатостойкий портландцемент  с минеральными добавками марками 400 и 500. Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, конец - не позднее 10 ч от начала затворения.

       Они предназначены для изготовления  бетонных и железобетонных конструкций, обладающих коррозионной стойкостью при воздействии сред, агрессивных по содержанию в них сульфатов, а также для бетонов повышенной морозостойкости.

     Пуццолановый  портландцемент (ППЦ) (ГОСТ 22266-94 «Цементы сульфатостойкие. Технические условия»)  - это гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и во влажных условиях, получаемое в результате совместного помола портландцементного клинкера нормированного минералогического состава  (с содержанием C₃A не более 8%, MgO - 5% _, Al₂O₃ - 5%),  гипса и активных минеральных добавок. Содержание добавок свыше 20% и не более 40%.  Содержание SO₃ не более 3,5 %. Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, конец - не позднее 10 ч от начала затворения. Пуццолановые портландцементы выпускают марок 300 и 400.  Водопотребность ППЦ значительно выше, чем у ПЦ. Поэтому морозостойкость и атмосферостойкость бетонов на ППЦ ниже, чем на ПЦ. ППЦ отличаются несколько замедленным твердением при нормальной температуре в первые сроки. При твердении во влажных условиях или в воде прочность во времени повышается.

     ППЦ обладают способностью к пластической деформации в условиях повышенной влажности. А бетоны на основе пуццолановых портландцементов от -

личаются  высокой устойчивостью к образованию трещин.

     Он  предназначен для изготовления подземных и подводных конструкций

зданий  и сооружений, плавательных бассейнов, в водопроводных сооружениях, при строительстве туннелей, при укладке  фундаментов и подвалов зданий.

     Белые портландцементы (ПЦБ) (ГОСТ 965-89 «Портландцементы белые. Технические условия») отличаются от остальных видов портландцемента цветом, поэтому весь технологический процесс получения таких цементов подчинен требованию обеспечения белизны. Сырьем служат известняки, глины и пески с минимальным содержанием красящих оксидов, которые придают  обычному портландцементу  зеленовато-серый цвет: оксида магния (MgO) не должно быть более 4%, закиси железа (FeO) - более 0,5%, нерастворимого остатка - более 1,5% по массе. Содержание ангидрида серной кислоты (SO₃) в белых портландцементах должно быть не более 3,5% по массе.

     Качество белого цемента оценивают коэффициентом отражения, показывающем отношение его белизны к белизне принятого эталона в процентах. В качестве эталона для определения коэффициента отражения применяют молочное матовое стекло типа МС-20 с коэффициентом отражения не менее 95%. По степени белизны белые цементы разделяют на три сорта: 1, 2, и 3 с коэффициентом отражения соответственно 80, 75 и 70 (коэффициент отражения обычного портландцемента – 20…40).

     Выпускают цементы М400 и М500 двух видов - белый портландцемент (без минеральных добавок и добавок-наполнителей) и белый портландцемент с минеральными добавками (с активными минеральными добавками и добавками-наполнителями не более 20%). В качестве добавок используют вещества белого цвета - обожженный каолин, светлый диатомит и т.д.

     Допускается введение в белые портландцементы  специальных добавок не

более 2% массы  цемента. Начало схватывания белых портландцементов должно

наступать не ранее 45 мин, а конец - не позднее 10 ч от начала затворения.

     Белый цемент широко используется при изготовлении белых бетонов, белых штукатурных смесей и затирок, искусственного камня и кирпича, наливных полов, элементов декора, цементно-известковых строительных растворов, различных клеевых составов, в индустриальной отделке зданий, служит основой для

цветных цементов и бетонов.

     Цветной портландцемент (ГОСТ 15825-80 «Портландцемент цветной. Технические условия») получают на основе белого портландцементного клинкера путем совместного помола с минеральными и органическими красителями, гипсом и активной минеральной добавкой. Цветной портландцемент должен содержать не менее 80 % клинкера, не более 6 % активной минеральной добавки, не более 15 % минерального, искусственного или природного пигмента или не более 0,5 % органического пигмента от массы цемента. По цвету портландцемент подразделяют на: красный, желтый, зеленый, голубой, розовый, коричневый и черный. В качестве пигментов используют охру, железный сурик, оксид хрома. Красящие пигменты должны обладать щелоче- и светостойкостью, не должны содержать примесей, оказывающих вредное влияние на морозостойкость и прочность цементного камня. Допускается вводить в портландцемент специальные добавки, улучшающие его декоративные свойства, в количестве не более 2 % массы цемента. Выпускают цементы марок: 300, 400 и 500. Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, а конец - не позднее 12 ч от начала затворения.

     Цветной портландцемент применяется для  изготовления цветных бетонов, растворов, штукатурок, отделочных смесей и цементных красок.

     Тампонажные портландцементы (ГОСТ 1581- 96 «Портландцементы тампонажные. Технические условия») - предназначены для тампонирования нефтяных, газовых и других скважин с целью защиты их от воздействия грунтовых вод. Тампонажные цементы изготовляют совместным тонким измельчением портландцементного клинкера, гипса и добавок.

     По  температуре применения цементы  подразделяют на цементы, предназна-

ченные  для: низких и нормальных температур (15-50)°С; умеренных температур (51-100)°С; повышенных температур (101-150)°С.

     Условия работы цемента  в скважине очень сложны (высокие температура, давление, воздействие  агрессивных вод). Поэтому к тампонажным цементам предъявляют жесткие технические требования: цементный раствор должен обладать высокой текучестью, обеспечивающей возможность его свободного  закачивания   и   проникновения в   затрубное   пространство; текучесть при В/Ц= 0,5 должна сохраняться независимо от температуры и давления в скважине; строгое ограничение сроков схватывания, с тем чтобы начало схватывания наступало не раньше, чем окончится тампонирование; обеспечение достаточно высокой механической прочности через 2 суток твердения. Удельная эффективная активность естественных радионуклидов Аэфф, в цементе не должна быть более 740 Бк/кг.  

     1.2 Характеристика используемых  в производстве  сборного железобето-на цементов

     Завод ККПД в г. Красный Сулин использует в производстве сборного железобетона следующие виды цементов: ШПЦ 400, ГЦ 40 и ГЦ50.

1. ЩПЦ 400 – Шлакопортландцемент марки 400.

Технические характеристики:

- предел прочности определяется в возрасте 28 суток и должен составлять не менее, указанных значений:

при изгибе - 5,4 (55)  МПа (кгс/см²),

при сжатии - 39,2 (400)  МПа (кгс/см²);

- содержание SO₃  -  от 1,0%  до 4,0%;

- содержание  MgO - не более 5%;

- удельная эффективная активность естественных радионуклидов А_эфф в цементе не должна быть более 370 Бк/кг.

     Особенностью  шлакопортландцемента, важной для заводского производства сборного железобетона, является интенсивный рост его прочности при пропаривании, особенно в области высоких температур. Наиболее интенсивно растет прочность при изгибе. Одновременно повышаются морозо-, соле- и трещиностойкость.

     Широкое применение шлакопортландцемента связано  с тем, что он обладает рядом положительных эксплуатационных характеристик. Ему свойственны:

- более низкое тепловыделение при твердении и меньшие объемные деформации, что позволяет использовать его в массивных бетонных надводных и подводных сооружениях;

- повышенная  жаростойкость;

- хорошая сцепляемость с арматурой в бетоне;

- стойкость против агрессивного воздействия сульфатной коррозии.

     Но  по сравнению с портландцементом ШПЦ  менее устойчив к низким температурам. 

     По  уровню общих  затрат на производство шлакопортландцемент на 15…20%  эффективнее портландцемента, так как при его производстве значительная часть клинкера заменяется более дешевым необжигаемым материалом - гранулированным шлаком. При использовании доменных шлаков для производства шлакопортландцемента топливно-энергетические затраты на 1 т продукта снижаются в 1,5-2 раза.  Так, при производстве  ШПЦ М400 расход топлива в среднем на 36% ниже, чем при производстве бездобавочного портландцемента той же марки. Расход электроэнергии сокращается на 12%, а затраты на содержание и эксплуатацию оборудования - на 10-15%.