Ускоренное определение активности цементов для ССС
Медведева Ирина Николаевна,
к.т.н., доцент кафедры строительных и специальных вяжущих веществ СПбГТУ
Одним из важнейших преимуществ применения сухих строительных смесей, по сравнению с традиционными растворными и бетонными смесями, является постоянство состава и соответствие свойств, заявляемых производителями. Качество работ, выполняемых с использованием сухих строительных смесей, определяется совокупностью свойств, придаваемых каждым компонентом сухой смеси. Прочностные же характеристики материалов определяются, в основном, качеством минеральных вяжущих веществ - портландцемента, глиноземистого цемента и т.д.
Производители сухих строительных смесей сталкиваются со значительными колебаниями прочностных свойств цементов, особенно в ранние сроки твердения. В соответствии с ГОСТ 10178 марка цемента определяется по результатам испытания стандартных образцов через 28 суток твердения, испытание прочности через 3 суток твердения предусмотрено только для быстротвердеющих цементов. Введенный в 2003 г. ГОСТ 31108 подразделяет цементы по классу прочности и устанавливает дополнительные сроки испытаний в возрасте 2 и 7 суток. Однако, к настоящему времени не все цементные заводы испытывают цементы на класс прочности по ГОСТ 30744. Отпускная прочность цемента на заводах-изготовителях оценивается по результатам испытаний предыдущих партий цемента, а также по результатам ускоренного испытания методом пропаривания образцов. Материалы, приготовленные с использованием сухих строительных смесей, твердеют преимущественно в атмосферных условиях при t=(+30 ÷ -20)°С, поэтому корреляция с испытаниями цементов при пропаривании отсутствует.
Работа З.Б.Энтина и Л.С.Нефедовой [1] по параллельному испытанию физико-механических свойств цементов по ГОСТ 310.4 и ГОСТ 30744 показала, что при примерно равных показателях в 28-суточном возрасте цементы отстают по темпу твердения (недостаточная прочность в ранние сроки твердения), а также характеризуются нестабильностью показателей качества.
При разработке рецептур сухих строительных смесей - ремонтные составы, составы для устройства полов, гидроизоляционные составы, для которых важнейшей характеристикой является прочность в ранние сроки твердения (часы, сутки), необходимо контролировать раннюю прочность цемента.
Экспресс-метод оценки активности цементов, основанный на кондуктометрических измерениях, не дает воспроизводимых результатов, что связано с различным химическим и вещественным составом цементов.
При разработке рецептур сухих строительных смесей для экспресс-оценки активности цементов на кафедре химической технологии строительных и специальных вяжущих веществ СПбГТИ(ТУ) применяется следующая методика. Испытания проводятся на стандартных образцах-балочках (40х40х160)мм или на образцах-кубиках (30х30х30)мм. Образцы готовятся из цементного теста нормальной густоты по ГОСТ 310.3 при соотношении цемент:песок=1:0. Формы заполняются цементным тестом, встряхиваются, избыток теста срезается ножом. Образцы в формах выдерживаются при t=(20±2)°С над водой при относительной влажности воздуха (95±5)% в течение 24 часов. Через 24 часа после затворения образцы освобождаются из форм и не позднее чем через 20 минут испытываются на прочность при сжатии. Активность цементов через 24 часа твердения оценивается по формуле: R24ч=P / S · 98, МПа
где: R24ч - прочность при сжатии, МПа;
P - усилие, кгс;
S - площадь образца, см2.
По результатам испытаний активности портландцементов и глиноземистых цементов различных производителей цементы условно разделены на три группы:
I - малоактивные с активностью < 20 МПа;
II - средней активности с активностью (20 ÷ 30)МПа;
III - высокоактивные с активностью > 30 МПа.
Распределение испытанных цементов по активности представлено в таблице.
Таблица. Характеристика цементов по активности
| Группа по активности | Марка портландцемента,
производитель | Марка глиноземистого цемента,
производитель |
| I | ПЦ 600-Д0, СПб
ШПЦ 400, Липецкцемент ПЦ 400, Кузнецкцемент | ГЦ-40, Пашийский завод
ВГЦ II 250, ОЦЗ, СПб ВГЦ II 350, ОЦЗ, СПб ВГКЦ-75, Челябинский завод |
| II | ПЦ 500-Д0, Осколцемент
ПЦ 500-Д0, Белгородский цемент ПЦ 400-Д20, Михайловцемент ПЦ 400-Д0, "Цесла", г.Сланцы | ГЦ-50, ОЦЗ, СПб |
| III | ПЦ 600-Д0, ОЦЗ, СПб
ПЦ 500-Д0, Мордовцемент ПЦ 500-Д0, СухоложскцементПЦ 400-Д20, Искитимцемент ПЦ 500-Д0, Искитимцемент ПЦ 500-Д0, Ангарскцемент | ГМЦ-60, Цемдекор, г.Подольск
ГЦ-60, Пашийский завод Fondu, Lafarge, Франция Secar 51, Lafarge, Франция Secar 71, Lafarge, Франция Isidac-40, Турция Istra-40, Германия |
Следует отметить, что представленное разделение цементов по активности условно, т.к. для ряда цементов колебания абсолютных величин прочности различных партий составляло (10 ÷ 40)МПа. С учётом характеристики активности цементов возможно проектирование рецептур сухих строительных смесей оптимального состава [2]. Так, для проектирования стяжек для полов необходимо использовать портландцемент не менее II группы; для разработки самовыравнивающихся полов с минимальным сроком хождения (до 4-х часов) сочетание цементов - глиноземистого цемента III группы и портландцемента II или III группы; составы для мгновенной (60 секунд) остановки водных протечек - сочетание цементов III группы; для разработки сухих смесей для упрочнения промышленных полов - портландцемент III группы; для ремонтных составов - портландцемент II или III группы, глиноземистый цемент III группы.
Применение цементов высокой активности позволяет снизить содержание вяжущих в рецептуре сухих смесей, ускорить введение в эксплуатацию затвердевших растворов, снизить усадочные деформации в процессе эксплуатации.
Литература:
1. Энтин З.Б., Нефедова Л.С. Прогнозирование перехода от марок по ГОСТ 10178-85 к классам прочности по ГОСТ 31108-2003.//Цемент и его применение.-2004.-№ 2.-С.27-30.
2. Корнеев В.И., Медведева И.Н. Вяжущие свойства композиций на основе портландского и алюминатного цементов.//3-я международная конференция "Современные технологии сухих смесей в строительстве", СПБ, 2001, С.115-121.