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: R_24ч=P / S · 98, МПа
где: R_24ч - 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