Сульфатостойкий бетон: разновидности, изготовление

Характеристика сульфатостойкого бетона

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.

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

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.

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.

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.

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.

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.

Где применяют сульфатостойкий цемент

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).

Виды цемента

Главное отличие цементов, повышающих устойчивость бетона к воздействию солей серной кислоты — особый химический состав клинкера, идущего на их изготовление. Содержание трехкальциевого алюмината, оксидов магния и алюминия в нем понижено.

Классификация по составу

Сульфатостойкие цементы по составу относят к 4 типам:

• ЦЕМ I — портландцемент;
• ЦЕМ II/А — смесь портландцемента с добавками (содержание до 20%);
• ЦЕМ II/B — смесь портландцемента с добавками (содержание от 21 до 35%);
• ЦЕМ III/A — шлакопортландцемент (содержание шлака от 36 до 65%).

В качестве дополнительных компонентов используют гранулированные доменные шлаки, пуццолану, их смеси с микрокремнеземом.

Классификация по прочности

По прочности на сжатие цементы разделяют на классы и 2 подкласса, сульфатостойкие выпускают только 4 видов.

Таблица 1. Минимальная прочность на сжатие цементов, повышающих устойчивость бетона к сульфатной коррозии (МПа)

Подклассы: Н — нормальнотвердеющий; Б — быстротвердеющий.

Маркировка сульфатостойкого цемента

Обозначение вида цемента наносят на боковую поверхность каждого мешка. Если материал расфасован в мягкие контейнеры, то используют несмываемую краску или вкладывают заполненную этикетку в специальный карман.

Цемент, упакованный в небольшие прозрачные пакеты, маркируют обычным способом или помещают этикетку между слоями полиэтилена. Если пакетов много и они уложены в общую тару, то надписи наносят и на нее, дополнительно указывая количество упаковок.

Маркировка цемента состоит из его наименования, типа, вида добавки, класса и подкласса прочности. Для материала с повышенной устойчивостью к воздействию солей серной кислоты в конце ставят СС — сульфатостойкий. Завершают маркировку обозначением стандарта, по которому изготовлен цемент.

Пример: сульфатостойкий портландцемент ЦЕМ II/A-П 32,5Н СС ГОСТ 22266-2013. Расшифровка: материал на основе портландцемента, с добавлением до 20% пуццоланы, класса прочности 32,5, нормальнотвердеющий, сульфатостойкий, характеристики соответствуют требованиям ГОСТ 22266-2013.

Дополнительно могут быть отражены особые свойства материала, приобретенные за счет внесения специальных добавок или снижения содержания некоторых компонентов:

• ПЛ — пластифицированный;
• ГФ — гидрофобизированный;
• НЩ — низкощелочной.

Указанные свойства могут дополнять друг друга — например: низкощелочной пластифицированный (НЩ ПЛ).

Сферы применения

Основное назначение бетона на сульфатостойком цементе — строительство подземных и подводных конструкций: фундаментов, опор мостов и других гидротехнических сооружений, свай, метрополитенов, бассейнов, колодцев и т. п. Подходящий тип вяжущего компонента смеси определяют с учетом дополнительных характеристики среды.

Таблица 2. Рекомендации по применению сульфатостойких цементов в средах, агрессивных по содержанию сульфатов

Строительные растворы на основе цементов СС не готовят.

Производители сульфатостойкого цемента в России

Перечень российских цементных заводов, выпускающих сульфатостойкий портландцемент и шлакопортландцемент (по состоянию на июль 2019 г):

• Подольский;
• Вольский — АО «ХайдельбергЦемент Волга», находится в Саратовской области;
• Мордовцемент — входит в состав холдинга «ЕВРОЦЕМЕНТ груп»;
• Красноярский;
• Магнитогорский;
• Новотроицкий — Оренбургская область;
• Серебряковский — Волгоградская область;
• Теплоозерский — г. Владивосток;
• Тимлюйский — Бурятия;
• Якутский.

Необходимо уточнять — производят ли это вид цемента на ближайшем к конкретной стройплощадке заводе.

Заключение

Сульфатостойкий цемент отличается от обычного химическим составом. Этот материал идет на изготовление бетона для строительства конструкций, которые будут постоянно подвергаться воздействию воды или грунта с высоким содержанием солей серной кислоты. Его применение замедляет развитие коррозии, продлевает срок эксплуатации сооружений.

Характеристики и состав сульфатостойкого бетона

Для строительства объектов, что будут подвержены воздействию воды и атмосферной влаги рекомендуется использовать сульфатостойкий бетон. Обычный и железобетонный вид материала хоть и отличается своей прочностью и долговечностью, перед такими факторами оказывается бессильным. Водный состав содержит в себе большое количество солей и минеральных соединений, которые разрушительно воздействуют на целостность конструкции.

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.

Виды строительного материала

Сульфатостойкий состав бетона представлен в таблице:

Одним из видов смеси является портландцемент, который делает раствор более стойким к низким температурам.

Сульфатостойкая цементная смесь для приготовления бетона делится на такие виды:

• Сульфатосодержащий цемент с добавками. Устойчив к влаге, быстро застывает и каменеет.
• Пуццолановое гидравлическое вяжущее вещество. Изготовлено на основе клинкера. Отличие — медленно схватывается и твердеет.
• Шлакопортландцемент. Повышенная устойчивость к воде и влаге. Увеличивает прочность и уменьшает проницаемость бетона со временем.
• Сульфатостойкий портландцемент. Усиливает влагоустойчивость, делает материал более стойким к низким температурам.

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.

Изготовление сырья

Строительная промышленность отличает два метода приготовления сульфатостойкого бетона, а именно:

• Обычный раствор. Основа материала — обычный цемент, совмещенный со специфическими добавками.
• Специальный раствор. Состоит из активного сульфатостойкого компонента. Существует две формы выпуска — с минеральными добавками и в чистом виде.

Чтобы приготовленный состав отвечал всем возможным положительным качествам, его изготовление должно соответствовать нормам по ГОСТ. Оптимальная пропорция цемента и песка составляет 1 часть активного компонента к 3 частям вспомогательных веществ. Прочность материала, как правило, проверяется пластификатором. Влагоустойчивость бетона проверяют конусом расплыва смеси, норма — 135 мм при гидроцементном соотношении 0,44.

Для тестирования гидрофобного цемента нужно раствор поддать водному воздействию. Материал не должен абсорбировать в себя воду в течение 5—7 мин.

Процесс приготовления сульфатостойкого бетона предусматривает замену некоторых компонентов другими ингредиентами, содержащими сульфат кальция. Это могут быть различные гранулированные и минеральные вещества, которые будут использованы в виде добавок. Если цемент будет изготавливаться из электоротермофосфорного шлака, применяется трехкальцевый алюминат уже в пропорции 8, а не 5%.

Применение материала

Актуальным будет использование портландцемента для возведения подземных, подводных сооружений. Выделяются прочностью и конструкции из материала, которые стабильно подпадают под влияние природных факторов: атмосферные осадки, мороз и период таяния, постоянный контакт с водой и влагой. Кроме того, конструкции, сооруженные из сульфатоустойчивого бетона, отличаются устойчивостью и против химического воздействия.

Особенности сульфатостойкого цемента

Бытует мнение, что железобетонные изделия являются самыми прочными и долговечными. Однако подобная формулировка является заблуждением. При несоответствующих условиях эксплуатации конструкции из бетона также подвержены серьезным деформациям и повреждениям. На них оказывают негативное воздействие сильные морозы, оседание слоев почвы, кислородное окисление, атмосферные осадки и влияние различных химических веществ.

Лучшим вариантом для строительства считается сульфатостойкий цемент. Наибольшую популярность данный строительный материал получил в тех регионах, где погодные условия оставляют желать лучшего. Это касается территорий, для которых характерными особенностями являются резкие перепады температур и большое количество выпадающих осадков.

Что это такое?

Сульфатостойкий цемент или портландцемент – это специальный строительный материал, который отличается от привычного аналога и является устойчивым к негативным воздействиям химических соединений и переменчивым капризам природы. Основная область применения портландцемента включает в себя постройку насосных станций, водосбросных и водовыпускных сооружений. Бетон и сваи из цинк-сульфатного стройматериала используются для постройки большинства промышленных конструкций.

Сульфатостойкий цемент достаточно медленно застывает, но в затвердевшем состоянии имеет очень высокую плотность. Последний фактор является его основным достоинством среди других строительных материалов.

По своему составу сульфатостойкий цемент разделяется на следующие разновидности:

• пуццолановый портландцемент;
• сульфатостойкий шлакопортландцемент;
• сульфатостойкий портландцемент;
• сульфатостойкий портландцемент с добавлением минеральных веществ.

Теперь рассмотрим вкратце каждый из этих строительных материалов:

• Пуццолановый портландцемент содержит смесь из гранулированного доменного шлака и пуццоланов. Под последними подразумеваются продукты вулканического происхождения в виде пепла, туфа и пемзы. Пуццоланы являются активными минеральными добавками при изготовлении портландцемента. Этот строительный материал сравнительно плохо переносит режим попеременного увлажнения и высыхания, а также оттаивания и резкого замораживания.
• Сульфатостойкий шлакопортландцемент изготавливается путем смешивания клинкера с доменным шлаком в гранулированном виде (примерно 50-60%) и незначительным количеством гипса. Шлак, который используют для производства, должен содержать ограниченное количество оксида алюминия (приблизительно до 10-12%). Сульфатостойкому шлакопортландцементу присваиваются марки М300 и М400. Он относительно устойчив по отношению к воздействию сульфатов, однако плохо переносит сильные морозы.

• Сульфатостойкий портландцемент имеет марку М400. Он склонен к медленному затвердеванию и низкому тепловыделению. Является универсальным и выдерживает любые виды температурных режимов и влажности.
• В сульфатостойкий цемент с минералами добавляется около 15-20% от общей цементной смеси доменного шлака в гранулах или 5-10% минеральных веществ. Этот вид стройматериала выпускается с марками М400 и М500. Сульфатостойкий цемент с минеральными добавками отлично подходит для сооружения различных конструкций, имеет повышенную морозостойкость и устойчивость к сильной влажности и засухе.

Применение

За счет основных компонентов портландцемента, которые можно охарактеризовать, как устойчивые к неблагоприятным факторам природы и вредным химическим соединениям, строения, созданные с его применением, являются долговечными и прочными.

Портландцемент используется для создания сульфатостойкого бетона, а также следующих конструкций:

• сульфатостойкие сваи;
• железобетонные сооружения;
• мостовые опоры;
• гидротехнические постройки.

Отдельное внимание следует уделить сульфатостойким сваям, чтобы понять, что это такое. Сваи – это изделия, представляющие собой большие стержни, которые производятся из портландцемента. Их основное применение – укрепление конструкций и создание прочной опоры при возведении фундамента.

Качество данных изделий всецело влияет на долговечность и безопасность построек. Сваи закапывают глубоко в почву. Они устойчивы к влаге, осадкам, грунтовым водам и химическим элементам, находящимся в покровах почвы. Чаще всего служат для сооружения крупногабаритных мостов, гидротехнических станций и дамб.

Сульфатостойкий бетон можно сделать даже из обычного цемента, если в раствор включить минеральные добавки. Однако лучше использовать портландцемент при создании смеси для сульфатостойкого бетона. Это увеличит прочность сооружения на всех этапах начиная с процесса бетонирования и заканчивая гарантированной защитой на протяжении всего срока эксплуатации железобетонного изделия.

Состав клинкера

Клинкер является промежуточным изделием при производстве портландцемента. Впервые о нем услышали в 1817 году, когда французский инженер Луи Вика изобрел цементный клинкер. Данное полезное открытие помогло впоследствии в 1840 году создать искусственный цемент (портландцемент).

В состав сульфатостойкого цемента входят компоненты дробленого клинкера, состоящего из минералов. При производстве материала в обязательном порядке учитываются точные дозировки всех необходимых компонентов. Как правило, готовая продукция содержит 5% алюмината и 50% силиката. Данное соотношение обусловлено тем, что в самих слоях почвы и выпадающих атмосферных осадках уже имеется достаточно много сульфатных соединений.

При вступлении в реакцию с алюминатом начинается разрушение сульфатов и, как следствие, деформация самого сооружения. По этой причине в исходном сырье для производства портландцемента должно присутствовать лишь небольшое количество алюминатной фазы.

На основной состав клинкера большое влияние оказывает не только исходное сырье, но и условия изготовления. Когда сырье обжигают, то примеси в нем размещаются хаотично. Данный фактор создает переменчивую структуру клинкерных фаз. Под последними принято подразумевать базовые минералы: алит и белит.

• Алит представляет собой важный минерал, имеющий большое значение в составе клинкера. Он быстро затвердевает и имеет высокую прочность. Алит проявляет большую активность в соединении с водой.
• Белит по своей реакции менее активен в отличие от алита. Также его тепловыделение меньше в два раза чем у главного минерала клинкера – алита. Белит медленно застывает и за счет этого обеспечивает высокую прочность материала.

Осноовным промежуточным веществом, участвующим в создании цементного клинкера, является трехкальциевый алюминат. Содержание этого вещества в стандартном замесе сульфатостойкого цемента составляет всего 5-10%. Избыточное количество данного материала может спровоцировать, как уже было отмечено выше, сульфатную коррозию. Этот процесс чреват негативными последствиями в виде разрушения структуры бетона и кристаллизации солей на стенках материалов.

Что касается последнего разрушительного воздействия, то кристаллизация оставляет свой след в виде заметного расширения цементного камня в объеме. Иногда влияние сульфатов приводит к формированию гипса, который также способствует значительному расширению камня и постепенному разрушению построек.

Вредное влияние сульфатов на железобетонные конструкции отмечается при поочередном высушивании и увлажнении почвы и самого сооружения. В качестве примера можно привести постоянно изменяющийся уровень воды в реке. Железобетонные сваи, изготовленные из сульфатостойкого цемента, в ходе этого воздействия влаги подвергаются медленному разъеданию структуры материала и изнашиванию конструкций вплоть до полного разрушения.

Выбирая цемент для работы, следует внимательно изучить его основной состав. Важно учитывать, что для каждого конкретного вида почвы нужен особый вид цемента.

Как сделать?

Получение сульфатостойкого цемента возможно двумя методами:

• изготавливают цементный раствор со специальными добавками из минеральных веществ;
• применение особой цинк-сульфатной цементно-песчаной смеси, изготовленной промышленным способом, которая отличается долговечностью и гарантирует защиту сооружения во время всего периода эксплуатации.

При изготовлении растворов следует придерживаться точных соотношений компонентов.

В том случае, если минеральные добавки в несколько раз превышают стандартную норму, прочность раствора значительно снижается, соответственно увеличивается и хрупкость строений, из-за чего происходит их разрушение. Раствор сульфатостойкого цемента обязательно должен соответствовать основным нормам государственных стандартов.

Использование портландцемента является дорогостоящей процедурой, поэтому применяют его не так часто, как простой аналог. Однако сульфатостойкий цемент просто несравним по своим характеристикам с обычным бетонным раствором.

Ведь долговечность портландцемента в несколько раз выше аналогичного показателя обычных материалов. Следует отметить, что его главные отличительные свойства полностью оправдывают высокую стоимость.

Сульфатостойкий цемент надежно защищает здания и постройки от влияния влаги и морозов, повышает износостойкость конструкций. Он также может значительно улучшить качество простого бетонного раствора, в результате чего такой строительный материал прослужит дольше обычного заявленного срока.

О том, как правильнозамешивать цементный раствор, смотрите в видео ниже.

Сульфатостойкий бетон: поясняем все нюансы

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.

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.

Вернуться к оглавлению

Преимущества сульфатостойкого бетона

• Разновидности бетона
• Сульфатостойкий цемент и его свойства
• Изготовление состава

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.

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

Способы получения сульфатостойкого бетона

Существует две технологии замесить сульфатостойкий бетон:

• На обычном портландцементе, добавив специальные модифицирующие присадки;
• На специальном сульфатостойком цементе: сульфатостойком шлакопортландцементе, сульфатостойком портландцементе, пуццолановом портландцементе или сульфатостойком портландцементе со специальными минеральными присадками.

Второй способ более предпочтителен. Использование специального сульфатостойкого цемента позволяет обеспечить более надежную защиту от разрушения на всех стадиях «жизни» сооружения. Бетон, изготовленный на обычном портландцементе с присадками, также будет защищать изделие, но не так эффективно, как в предыдущем случае.

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.

Сульфатостойкий бетон: разновидности, изготовление

Как известно, осадки или находящаяся в земле вода содержит всевозможные химические примеси, в том числе соли сульфатов. Эти вещества негативно сказываются на структуре бетона, постепенно разрушая изделие. Поэтому ученые разработали сульфатостойкий бетонный раствор, после правильного затвердевания приобретающий внешний облик камня. А сооруженные из него объекты, фундаменты в том числе для легких металлических конструкций, беспрепятственно выдерживают агрессию сульфатной среды без протекания процессов коррозии, растрескивания и появления сколов.

Содержание статьи:

Виды цементного связующего

Сульфатостойкие бетоны отличаются тем, что роль их связующего элемента играют цементы, которые формируются минеральными соединениями. Перед внесением в раствор упомянутые вещества необходимо тщательно измельчать и смешивать в определенных нормативами пропорциях. Дополнительно разрешается насытить структуру активными минеральными добавками. В зависимости от ингредиентов и технологии приготовления существует несколько разновидностей сульфатостойких цементов, особенности которых рассматриваются ниже.

Портландцемент

Первый вариант цементного состава содержит небольшое количество гидроалюминатов кальция, а в его структуре не появляется много эттрингита (гидросульфоалюмината кальция). Поэтому материал эффективно сопротивляется агрессии сульфатной среды, долго сохраняя целостность бетонного объекта. При запуске твердения состав медленно приобретает прочность, но в застывшем состоянии отдает относительно малые объемы тепловой энергии.

Сульфатостойкий портландцемент М400 содержит пятьдесят процентов вещества C3S или пять процентов C3A. Готовящийся портлантцемент М500 насыщается измельченным клинкером, двухводным гипсом и активной минеральной добавкой (АМД). Последний компонент является мелкими частицами вещества, улучшающего гидравлические и пуццоланические свойства окончательно созданного бетона. Гидратационным процессом формируются соединения с 10–20 процентами полностью растворяющегося в воде портландита.

Высыпанные в жидкость активные добавки преобразуют гидрооксид кальция в очень медленно растворяющиеся композиты. Благодаря этому конструкции лучше сопротивляются агрессии сульфатов и влаги. По механизму функционирования АМД представлены:

• Аморфным кремнеземом (диатомит, трепел, опок);
• Вулканическими породами, которые насыщены алюмосиликатами и силикатами;
• Продуктами, оставляемыми обжигом глиносодержащих материалов (глиеж, топливная зола, шлак металлургической промышленности).

Фото из открытых источников, носит иллюстрационный характер

Шлакопортландцемент

Вторая разновидность цемента является вяжущим соединением, содержащим меньше восьми процентов вещества C3A. На строительном рынке наибольший спрос наблюдается у марок М300 и М400. В их составе имеется хорошо измельченный портландцементный клинкер и запускающий твердение шлака двухводный гипс. Дополнительно изготовители добавляют гранулированный шлак с частицами размером от пяти до десяти миллиметров, довольно быстро схватывающийся при разбавлении катализатором твердения.

Производителям разрешается заменять гранулы кислой золой уноса, объем которой должен равняться максимум 10 процентам от всей массы цементного соединения, а количество компонента SO3 — достигать максимум 3–4 процентов. Чтобы эксплуатационные свойства сульфатостойкого бетона улучшились, вводится 0,3 процента гидрофобизационных и пластификационных добавок.

Пуццолановый цемент

Третий вид связующего сульфатостойкого бетона состоит из портландцементного клинкера, двухводного гипса и пуццоланы. Последний из озвученных компонентов представляет собой пемзу, объединенную с туфом и пеплом вулканического происхождения. Она окрашена светло-серым оттенком и обладает плотностью 2,8–2,9 грамм на кубический сантиметр. Объем рассматриваемой добавки находится в пределах 20–40 процентов, а также выбирается по заданным изготовителем свойствам бетона.

Производство бетонной смеси с применением пуццолановых цементов позволяет получить вязкий материал, разбавляемый 30–40 процентами воды, но при выполнении такой операции снижается качество готовой продукции. Чтобы предотвратить появление этой проблемы, в состав рекомендуется добавить на 5–10 процентов больше цемента или подсыпать пластификатор. Во время твердения гидроксид кальция прочно соединяется с пуццолановой смесью, не давая поверхности разрушаться выщелачиванием и морскими водами.

Фото из открытых источников, носит иллюстрационный характер

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.