Omskvorota.ru

Строим дом
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Активность цемента что это такое

влияние удельной поверхности и фазового состава цемента на коэфициент водоотделения

Статьи с интернет-конференций БГТУ им. В. Г. Шухова

  • Виды цемента
  • Стандарты и ГОСТы
  • Определения в БСЭ
  • Музей портландцемента
  • Сырьевые материалы
  • Технология производства
  • Оборудование
  • Производители оборудования

—>

  • Россия
  • Ближнее зарубежье
  • Акции предприятий
  • Российские новости
  • Ближнее зарубежье
  • Мировые новости
  • Статьи, обзоры
  • Научные статьи
  • Обзоры рынка
  • Архив новостей
  • RSS лента
  • Видео новости
  • Интервью

  • Объявления
  • Все разделы форума
  • Рынок цемента
  • Торги на бирже
  • Котировки on-line
  • Тендеры
  • ВУЗы
  • НИИ
  • Профессии
  • Почетные цементники
  • Охрана труда

Нормантович А.С., асп.
Коновалов В. М., канд. техн. наук, доц.

Белгородский Государственный Технологический Университет им. В. Г. Шухова

Водоотделение имеет огромное значение для однородности бетона и для прочного сцепления твердеющего в нем цемента с крупным наполнителем и железной арматурой. Отделяющийся слой воды из бетона может скапливаться над последовательно укладываемыми слоями бетона, а это мешает сцеплению слоев, так как между ними образуется прослойка с относительно большим содержанием воды. Расслаивание происходит не только по поверхности слоев уложенного бетона, но и внутри вблизи заполнителей. Отделяющаяся вода нарушает связь цементного камня с крупными заполнителями и арматурой, а при испарении воды образуются поры, которые способствуют проникновению агрессивных жидкостей в глубину бетона.
По данным [1,2], седиментационные процессы могут иметь место только в период, предшествующий образованию достаточно устойчивой коагуляционной структуры. Поэтому все факторы, содействующие ускорению образования такой структуры, будут устранять вредное влияние водоотделения.Такими факторами являются: более тонкий помол цемента, снижение водоцементного отношения, увеличенное содержание в цементе трехкальциевого алюмината.
Положительное влияние высокой тонкости помола на темп структурообразования отмечается многими авторами, однако этот очевидный вывод не подтверждается практикой работы ряда заводов. Так при увеличение удельной поверхности цемента марки ПЦ-500-Д0 с 330 м2/кг до 400 м2/кг водоотделение снизилось с 29% до 28%. При дальнейшем увеличении удельной поверхности до 430 м2/кг водоотделение не только не уменьшилось, но и увеличилось до 31%. Цемент марки ПЦ-400-Д0 показал аналогичные результаты, при увеличение удельной поверхности с 330 м2/кг до 400 м2/кг водоотделение не уменьшилось. Результаты приведены на рисунке. Увеличение удельной поверхности не снизило водоотделение, но скорость водоотделения при более тонком помоле медленнее, чем при более грубом. Время седиментации увеличивается за счет удерживания мелкодисперсной фракции во взвешенном состоянии, т. е. за счет уменьшения действия сил гравитации. Опыт показал, что увеличение удельной поверхности с 330 до 430м2/кг не приводит к существенному изменению водоотделения.

Влияния фазового состава цемента на его водоудерживающую способность представлены в таблице. Белый портландцемент щуровского завода с содержанием трехкальциевого алюмината (С3А) 15% обладает водоотделением 30%. Старооскольский цемент с содержанием С3А около 7 % имеет аналогичное водоотделение. В тоже время цемент теплоозёрского завода с содержанием трёхкальциего алюмината всего 5 % и 14 % четырёхкальциего алюмоферрита характеризуется относительно не высоким водоотделением в 18 %. Таким образом, не подтверждаются данные [1], о том, что увеличенное содержание в цементе трехкальциевого алюмината способствует снижению водоотделения.
Исследование разбавленных цементных суспензий показало, что образующаяся жидкая фаза представлена гетерогенной системой — коллоидными растворами с дисперсной фазой. В коллоидных растворах интенсивно развиваются электрокинетические явления, сопровождающиеся периодической коагуляцией и пептизацией продуктов коагуляции в результате перезарядки частиц. Определение роли знака и величины заряда на реагирующем веществе и продукте реакции играет огромную роль в прогнозирование свойств цемента и бетона. Цементные системы коагулируют при снижение знака заряда поверхности до 30 мВ [3].

Для снижения водоотделения (уменьшения коагуляции системы) необходимо повысить заряд поверхности частиц или ввести частицы, одноименно заряженные с поверхностью. Гидратированные цементы обладают отрицательным зарядом поверхности, т.е. для их стабилизации (предотвращения коагуляции) необходимо вводить вещества несущие отрицательный заряд. Такими добавками могут быть: опока, молотый песок, трепел. Введение кремнезёмистых добавок позволило несколько снизить водоотделение, данные приведены в таблице 2. Более существенного снижения водоотделения можно добиться, увеличив количество их ввода, однако это снизит активность цемента.
Таблица 2
Влияние кремнеземистых добавок на коэффициент водотделения

1. Бутт Ю.М., Окороков С.Д., Сычев М. М., Тимашев В.В. Технология вяжущих веществ.. М.: Высшая школа, 1965.
2. Химия цемента./Под редакцией Х. Ф. У. Тейлора.. М.: 1969
3. Сватовская Л.Б., Сычев М.М.. Активированное твердение цементов.. Л.: 1983.

Активность цемента

Активность цемента — фактическая прочность на сжатие образцов из стандартного цементного раствора, изготовленных и испытанных в стандартных условиях, установленных нормативным документом.

[ГОСТ 30515-2013. Цементы. Общие технические условия]

Активность цемента (Cement activity) — фактическая прочность на сжатие образцов из стандартного цементного раствора, изготовленных и испытанных в стандартных условиях, установленная нормативным документом (для цементов общестроительного назначении определяется в 28-суточном возрасте).

[Терминологический словарь по бетону и железобетону. ФГУП «НИЦ «Строительство» НИИЖБ и м. А. А. Гвоздева, Москва, 2007 г. 110 стр.]

Активность цемента – фактический предел прочности цемента при сжатии образцов из стандартного цементного раствора, изготовленных и испытанных в условиях и в сроки, установленные стандартом (напр., в возрасте 28 суток. По ее величине устанавливают марку цемента (напр., если при испытании цемента установлена активность 43 МПа, то его относят к марке 400). В зависимости от условий твердения различают активность при нормальном твердении и активность после тепло влажностной обработки.

[Российская архитектурно-строительная энциклопедия. Каменное зодчество России. 9 том, 2004 г.]

Активация цемента – мероприятия, позволяющие увеличить активность цемента, а также более полно использовать массу цементных частиц при склеивании отдельных зерен заполнителя различных размеров в единый монолит. Мероприятия активации цемента могут быть следующими: дополнительный сухой или мокрый домол цемента, домол цемента до тонкости 9-11 тыс. см 2 /г, вибро перемешивание раствора и бетона, холодных или подогретых компонентов, вибро кавитационная обработка цементного теста.

[Пантилеенко, В. Н. Строительные материалы [Текст] : учеб. пособие / – 2-е изд., стереотип. – Ухта : УГТУ, 2012. –166 с.]

Активность цемента (марка) – фактический предел прочности при сжатии половинок балочек (4×4×16) из цементного раствора нормальной густоты (песок: цемент в соотношении 1:3) на 28 сутки.

[Справочник дорожных терминов]

Активность цемента — фактическая прочность на сжатие образцов из стандартного цементного раствора, изготовленных и испытанных в стандартных условиях. Уровни качества цемента.

[Словарь естественных наук. (Электронный ресурс). Режим доступа: http://glossword.info.ru/, свободный.]

Активность цемента (activity of cement) — характеристика вяжущих свойств цемента, оцениваемая по пределу прочности на растяжение при изгибе образцов из нормального пластичного раствора 1:3 в виде балочек размером 4*4*16 см через 28 сут. твердения.

[Русско-англо-арабский толковый словарь инженера-дорожника / под ред. Вл. П. Подольского, С.А. Колодяжного; сост.: Вл. П. Подольский, С.А. Колодяжный, М.Х. Аль Аддесс, Т.В. Мордовцева; — Воронежский ГАСУ. — Воронеж, 2016. — 479 с.]

Читайте так же:
Печи вращающиеся для сухого способа производства цемента

Активность цемента (Cement activity) — фактическая прочность на сжатие образцов из стандартного цементно­го раствора, изготовленных и испытанных в стандартных условиях.

[Белухина С.Н. Строительная терминология: объяснительный словарь / С.Н. Белухина, О.Б. Ляпидевская, Е.А. Безуглова. Москва: МГСУ, 2015. — 560 с.]

Правообладателям! В случае если свободный доступ к данному термину является нарушением авторских прав, составители готовы, по требованию правообладателя, убрать ссылку, либо сам термин (определение) с сайта. Для связи с администрацией воспользуйтесь формой обратной связи.

ISSN: 2587-9413 Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов.

Что такое портландцемент и для чего он нужен

Что это такое

По сути, активность — это состояние структуры конкретного материала на любом этапе его использования, определяемое, как абсолютная прочность образца из него. Исходя из результатов теста, ему присваивается марка (М200, М300 и т.п.).

Почему прочность цемента привязана к активности? Дело в том, что она формируется в результате процесса гидратации частиц вяжущего вещества, с последующей кристаллизацией и образованием «цементного камня», и зависит от скорости протекания процесса. Он не останавливается в течение всей эксплуатации. Выделяют характерные этапы:

  1. Активная фаза. Основной набор прочности происходит за 28 суток. В течение этого срока в реакцию вступает и кристаллизуется основной объем компонентов.
  2. Перспективная фаза. Полная кристаллизация происходит в течение года, когда прочность приближается к максимальному значению.
  3. Фаза деградации. В конце срока службы материала, кристаллизованные минералы вступают в реакцию с водой (коррозия), что ведет к его разрушению.

Активность — это динамическая характеристика, изменяющаяся в процессе эксплуатации. Помимо указанных временных особенностей, следует отметить частично гидратированную составляющую. Крупные частицы вяжущего вещества остаются негидратированными и после перспективной фазы. Они исполняют в материале роль наполнителя, но при определенных условиях активизируются позднее.

Рекомендации по работе с материалом


При использовании портландцемента важно учитывать его специфические свойства и помнить об отличии от обычного цемента. Соблюдение некоторых условий облегчит работу с материалом:

  • для надежного строительства на сложных грунтах мастера рекомендуют покупать сульфатостойкий портландцемент;
  • для стяжки полов можно выбрать белый или цветной состав;
  • при работе с цементом важно помнить, что схватываться он начинает в зависимости от выбранного состава, но не ранее чем через 30-40 минут;
  • если в составе есть добавки для улучшения устойчивости к воде, морозостойкость уменьшается;
  • при выборе смеси рекомендуется ознакомиться с сертификатами качества, так как подделки – не редкость;

При добавлении воды нужно руководствоваться пропорциями: от 1,4 до 2,1 л на 10 кг.

Факторы, влияющие на прочность цемента


Активность и прочностные характеристики зависят от некоторых факторов.

Условия хранения

При длительном хранении цемента активность постепенно снижается. Скорость изменения зависит от условий хранения. Обнаруживается такая динамика снижения параметра:

  1. Сухой закрытый склад при хранении материала в водонепроницаемых мешках — активность не изменяется в течение 1 месяца, через 2 месяца уменьшается на 4-5%, через 3 — на 8-9%, через 4 — на 12-16%;
  2. Сухое помещение, но обычные, бумажные мешки — через 1 месяц снижение составляет 4-6%, через 2 месяца — 9-11%, 3 — 13-15%, 4 — 18-22%;
  3. При повышенной влажности или хранении в насыпном виде — через 1 месяц — на 10-12%, 2 месяца — 15-17%, 3 — 19-23%, 4 — 24-28%.

В зависимости от срока и условий хранения, реальная марка цемента снижается на порядок. Так через 3 месяца материал марки М400 может превратиться в М300.

Состав материала

Активность любого цемента существенно зависит от вида и количества добавок, наличия примесей, состава и концентрации клинкера. Так при наличии кальцитов и кварца показатель снижается, а при повышенном содержании алюминатов и алита — повышается. Щелочные добавки способны влиять на скорость кристаллизации, причем и в сторону замедления, и в сторону ускорения. Для повышения прочности в цемент добавляется клинкер.

Дисперсность частиц

Она определяется степенью помола компонентов. Мелкодисперсный порошок значительно быстрее вступает в химическую реакцию по своему объему, что повышает активность. При крупном помоле прочность набирается дольше, а ее величина понижена.

Существует также взаимосвязь активности с удельным весом (плотностью) цемента. С повышением этого показателя она возрастает.

Виды портландцемента

Существует 2 категории материала – с добавками и без них. Бездобавочные смеси используются преимущественно при строительстве монолитных объектов, ЖБИ-конструкций, предназначенных для использования в обычных средах.

Смеси с минеральными добавками повышают качество портландцемента. Такие составы можно использовать в водной среде, а также при контакте с агрессивными химическими факторами.


Добавление того или иного вещества определяет разновидность портландцемента:

  • Нормальноотвердевающий. Не содержит добавки. Нет строгих указаний по степени помола.
  • Быстросохнущий. Начинает твердеть в первые 3 суток после заливки. Содержит шлаки и минералы, должны быть минимальной степени помола. Чаще всего выпускается под марками М 400 и М 500. Используется для бетона в опалубках, когда нужно ускорить темпы строительства.
  • Гидрофобный. Не впитывает воду и быстро схватывается, содержит мылонафты и асидолы. Используется во влажных климатах, а также при строительстве подтопляемых участков.
  • Пластифицированный. Содержит вещества, обеспечивающие подвижность и термостойкость конструкции. Используется при строительстве сложных архитектурных объектов.
  • Расширяющийся. Состав сильно увеличивается в объеме при приготовлении раствора. Используется для заполнения трещин и швов на объектах, подвергающихся действию влажности.
  • Тампонажный. Используется при строительстве скважин для защиты от грунтовых вод. В 90% случаев применяется в газовой и нефтяной сферах.
  • Сульфатостойкий. Состав защищает от коррозии и обладает высокой морозоустойчивостью. Часто используется на кислых и болотистых почвах в качестве свайного фундамента.
  • Шлакощелочной. Усиленный по отношению к агрессивным средам и перепадам температур состав. Плохо поглощает воду и устойчив к морозам.


Выделяют несколько разновидностей портландцемента по цвету. Например, белый, подходит для отделочных и архитектурных работ. Его можно смешивать с другими цветами. В составе такого цемента отсутствуют вредные добавки.

Цветной портландцемент также используется для создания полов и покрытий стен. В качестве пигментов используется охра, сурик, окись хрома.

Магнезиальный состав с оксидом натрия – уникальная белая смесь, которая пластична и легко поддается обработке. Нередко используется в помещениях с повышенной влажностью, так как не боится грибка и плесени. Служит основой для создания искусственного камня.

Пуццолановый цемент с добавлением гипса и вулканических пород обладает высокой гидростойкостью и может использоваться под водой. Его нередко применяют для возведения гидротехнических сооружений, при облицовке бассейнов и резервуаров.

Марки составов


Разделяют смеси и по маркам, которые определяют прочность цемента на сжатие и изгиб. К наиболее распространенным маркам портландцемента относят:

  • М 400. Универсальный состав, который подходит для частного строительства и стандартных бетонных конструкций.
  • М 500. Смесь обладает увеличенным запасом прочности. Нередко используется для восстановления поврежденных объектов, дорог, а также для строительства военно-технических сооружений.
  • М 600. Состав с большой прочностью для производства инженерных соединений и ЖБИ.
  • М 700. Портландцемент используется для изготовления бетона для крупногабаритных конструкций с колоссальной нагрузкой. В обычном строительстве не применяется из-за высокой стоимости.
  • М 900. Ультрапрочный цемент для военных объектов.
Читайте так же:
Цемент макфлоу что это

Иногда используются добавочные марки, например, М550 или М450. Они приближены к классическим составам, но отличаются повышенной прочностью.

Как проводится определение активности цемента


Контрольному испытанию подвергается любая партия материала. По его результатам производитель оценивает необходимость корректировки состава. При необходимости могут дополнительно вводиться замедлители или катализаторы. ГОСТом предусматривается такой порядок испытания:

  • готовится раствор (цемент и песок в пропорции 1:3), из которого заливается образец в форме бруска размером 4х4х16 см;
  • выдержка образца во влажных условиях в течение 24 ч (обычно, в специальной форме над водой);
  • выдержка образцов в ванне с затвором в течение 27 суток;
  • в конце испытания определяется прочность на сжатие и изгиб.

Тестированию подвергается не менее 4-х образцов, а результат учитывается, как среднеарифметическое значение прочностных параметров. Эта величина признается показателем активности. Она сравнивается с нормируемыми значениями, по которым и присваивается марка.

Вы пробовали проверить активность цемента в домашних условиях?

Активность цемента

Активность цемента — один из основных характеристик цемента, его фактическая прочность на сжатие образцов из стандартного цементного раствора, изготовленных и испытанных в стандартных условиях.

По ее величине устанавливают марку цемента. Например, если по истечении 28 календарных дней активность цемента установлена в 43МПа, то такой цемент относят к марке М400. Активность цемента определяется как при нормальном твердении, так и после тепло-влагообработки.

Таким образом, активность цемента является важным фактором, от которого зависит не только прочность цемента, но и строительное сооружение, где используется данный строительный материал.

Мероприятия, которые позволяют повысить активность цемента, называют активацией цемента. В связи с тем, что активность цемента зависит от помола, состава и химических добавок, то с помощью данных составных можно регулировать активность строительной смеси. Например, снижение активности можно достичь, добавив в смесь такую химическую добавку как кварц, и повысить активность, если добавить алюминаты. Добавляя в цементную смесь гипс, можно регулировать период и время схватывания, влиять на ускорение твердения. К тому же, гипс можно добавлять как в порошковый, так и готовый цементный раствор.


По сути, цементы представляют собой порошки. Тонкость помола строительного материала определяется по остатку после прохождения стройматериала через сетку (сито) в 80 мкм. Чем выше тонкость помола, тем выше прочность цемента. Активность строительного материала выше с наименьшим помолом. Вызвано это тем, что чем мельче помол, тем быстрее вступают в реакцию вещества цемента, а также увеличивается суммарная поверхность всех частиц, вступающих в реакцию.

Чем выше марка цемента, тем дороже его цена. И тем выше его гидратация (отвердевание после взаимодействия с водой). Например, цемент, в котором преобладает алит, характеризуется такими свойствами как сверхпрочность и чрезвычайно быстрое затвердевание.

На активность цемента также влияют условия и продолжительность хранения строительного материала на складе. При воздействии воды и углекислого газа на поверхности цемента могут образоваться частички нового вещества, которые в последствии снижают активность цемента при его использовании. Так, тонкоизмельченный цемент при неправильном хранении в течение месяца может привести его в разряд обычных. Не допускается также повышенная влажность на складе. Относительная влажность в помещении хранения строительных материалов не должна превышать 40%. Если влажность превышает величину заданного показателя, то происходит быстрое затвердевание цемента. В таких случаях необходимо добавлять гидрофобные добавки (асидол-мылонафта, мылонафта, ами-новой кислоты и других) в количестве до 0,25%.

1 Область применения

Настоящая рекомендация устанавливает методику выполнения у скоренного определ е ния и прогнозирования активности цемента к ра з личному времени в растворе и бето н е при их твердении , как в нормальных условиях, так и при тепловлажностной обработке (ТВО). Определения и прогнозирование осуществляются на основе кратковременного измерения контракции цемента.

Рекомендация разработана в развитие и дополнение МИ 1353-93 «ГСИ. Материалы цементные. Методика выполнения измерений при определении характеристик на дифференциальных контракциометрах » .

Определяемая характеристика — а ктивность цемента — предел прочности в М П а на сжатие или растяжение при изгибе ц еме н т н о-песчаного раствора стандартного состава в образцах-балоч к ах (по ГОСТ 310.4) или предел прочности на сжатие бетона (активность цемента в бетоне) в образцах-кубах (по ГОСТ 10180) при во д о ц ементном отношении равном 0,4.

Величина, подвергаемая прямым измерением — контракция — уменьшение абсолютного объема материала в результате гидратации цемента. Размерность см 3 .

2 Норма погрешности

Методика об е с п еч и вает определение и прогнозирование а к т ивности це мент а с погрешнос ть ю, не превышающей ±7 % при использовании базов ы х данны х и ±10 % при испытании цемента неизвестного состава или в и до- м арки, в том числе х ра н ившегося длительные сроки

3 Средства измерений, испытаний и вспомогательные устройства, материалы

Наименование средств измерений, устройств и материалов

Тип, нормативно-технические характеристики

К о н тра к ц и ометр

К Д-07 конструкции ГП В Н ИИФТР И (ГОСТ 10060.4)

По ГОСТ 24104, верхний предел измерения не более 1 г.

По ГОСТ 1770, объемом 50 и 500 мл, цена деления, соответственно, 1 мл и 5 мл.

Ис пыт атель ны е прессы

По ГОСТ 28840, на 10 Кн и 10 00 кН,. соответственно для испытаний образцов-ба л очек и кубов

Виброплощадка лабора т орная

По ГОСТ 10180, частота 50 Гц. А мпли т уда 0,5 мм.

Формы для образцов-балочек *

По ГОСТ 310.4, на 3 балочки.

Формы для образцов-кубов*

Диапазон температуры от +2 0 д о +95 °С, отн осительная влажность 10 0 %

Камера для х ранения образцов*

Тем п ера т ура (20 ± 2) °С при относи т е ль ной влажности 10 0 %

Солидол , о т рабо т анное маши н ное масло, эмульсо л

Вода для ц е м е нт ного теста, раствора , бе т он а

Чаша с мас т ерком для приго т овле н ия цемент н ого теста

По ГОСТ 98 71, ди а п азон (0 ÷ 10 0) °С

Д е рево, 400 × 50 × 60 мм

* — испо л ьзую т для п олуче ни я базов ы х данных.

4 Метод определения и прогнозирования

Ме т одика определения и прогнозирования ак т ив н ос т и цем е нта в диапазоне времени от 7 до 360 суток основана на измер е нии в т ечение 3 ч ко нтр ак ци ометром т ипа КД-07 контр а к ции це мент н о г о теста при т ем пе рату р е (20 ± 2) ° С и п осле д у ющи м расчете а ктивн о с т и по зависимос т и или ее оценке по табличным дан н ым.

Читайте так же:
Класс прочности цемента м400

5 Требования безопасности

При и спо л ь з овании методики д олж н ы выполня т ься т р еб ования безо п ас н ости , определ е нные ГОСТ 10180, ГОСТ 28840 и ГОСТ 310.4.

6 Требования к квалификации операторов

К выполне н ию методики д о пу с к а ются лица, изучившие настоящую методику, РЭ и ПС на контракц и оме т р К Д -0 7 или МИ 1353-93.

7 Условия выполнения измерений

При выпол н ении измерений должны соблюдаться следующие условия:

· температура окружающей среды, ° С 15 ÷ 30

· о тн осительная влажнос т ь, % 30 ÷ 90

· атмосферное давление, м м рт .с т 710 ÷ 7 80

8 Порядок определения и прогнозирования

8. 1. Определяют по МИ 2486-98 контракцию ΔVjo за три часа 10 00 г цемента поступившей j -й партии.

8.2. Определяют или прогнозируют активность Rji цемента, в том числе и в бетоне, к требуемому времени τi или непосредственно после завершения ТВО, по формуле

R 1 i — базовая активность — устанавливаемая предварительно активность цемен т а базовой (первой) пар т ии по ГОСТ 310.4 или в бетоне, к требуемому времени τi или непосредственно по завершению ТВО, МПа, (понятие базовой партии цемента дано в МИ 2486-98);

ΔV 1 o — контракция за три часа 10 00 г цемента базовой партии, см 3 ;

α — показатель степени, равный 3/2 для сжатия и 1 — для растяжения при изгибе (для облегчения возведения в степень 3/2 рекомендуется таблица А.1 , приложения А);

i — число инте рвала в реме н и (в сут к ах), = 7, 14 , 28…360.

При испо л ь з ова н ии ак т ив н ос т и цеме нт а непосредс тв е нн о п ос л е ТВО, т.е. R 1 T , в ф ор мулу (1 ) вмес т о R 1 i подставляю т R 1 T .

8.2 .1. Порядок о п ределения базовы х ве л ичин R 1 i и ΔV 1 o приведен соответственно в п ри л ожении Б МИ 2486 и Б МИ 2487.

8.3. При отсутствии да н ны х о базовых величинах, а кти в н о сть ц ем е нта ( т оль к о в определении по ГОСТ 310.4) на х одят по таблице А.2 Приложе ни я А, где ак т ивность п ро т аб у л и рова н а для р азли ч ны х значений ко нт ра кции ΔVjo и длительности т вердения от 7 до 36 0 суто к. Дан на я таблица не учитывает влия н ие на активность ц емента химически х добав ок — у ск ор ит еле й (замедл ите лей) , приме н яемых в технологии бетона. Для учета этого влия н ия необходимо определять базовые вел и чи н ы по в ыш еу к аза нны м приложен и ям Б, вводя в цементное тесто и бето нную (раст в ор ную ) смесь п р и меняему ю добавку в дозировке , п р инятой в ко н кретной технологии.

Приложение А

Таблица А .1 — Значения чисел N , возведенных в степень 3/2

Пример 1 , 84 3/2 = 2, 50

Табл и ца А.2 — Активнос т ь цеме н та по ГОСТ 310.4 в зависимости от контракции за три часа 1000 г цемента и длительнос ти твер де ни я

Активность цемента, M Па

Длительность τ i твердения в нормальных условиях, сутки

Приложение Б

Методика определения базовой активности для прогнозирования активности цемента

Б.1 Общие положения

Методика распространяется на все виды цемента , заполнителей и доба в ок , применяемых для бетона, а также различ н ые режимы е го ТВ О.

Ме т одика уста н авливает порядок определения базовой актив н ости, в том числе и в бето н е, цеме нт а базовой партии к различному вр е мени — т верде н ия (в диапазоне 7-360 суток), в том числе после ТВО, а та кже н епосредстве н но по з авершению ТВО.

Дан н ое определение производят по двум вариа н там: для прогнозирования ак т ивности цемента по ГОСТ 310.4 и для прогнозирования актив н о сти цемента в бетоне.

Сведения об активности ц е м ента в бетоне более предпочтительны для прак т ики определения или корректирования сос т ава бетона с зада нн ой прочностью, так как по зв оляю т п ов ысить точ н ос т ь расче т а соста в а бетона , оперативность учета особ е нностей п рименяемы х ком п онентов бетона , в том числе х имич е ски х д оба в ок , а также в л ияние конкретны х режимов Т ВО бетона.

Ба з овую активность определяют оди н р аз для цемен т а, п ос т авляемого конкретным заводом-изго т овителем , а та кже для конкретны х заполнителей и добавок. Значения базовых ак т ив н остей цеме нта у с та н авл и ва ют вновь п ри: изме н ени и х им и ческого и мин е ралогического состава цемента завода-поставщика , пос туп лении цемента с другого завода-изготовителя , назначе н и и д руг и х режимов ТВО, а та кже изм е нении видов применяемы х заполн ите лей , х имических и минеральных добавок.

Б.2 Ак т ивность цем е нт по ГОСТ 310.4

( п ервый вар и а нт )

Б .2.1 . Отбирают пробу цемента базовой п артии в количеств е, достаточ н ом для измерения его контракци и, а т акже изготовл е ния и испытания трех образцов-ба л очек из цемен тн о- п есчано г о рас тв ора на с т андартном песк е по ГОСТ 6139.

Читайте так же:
Объем одной тонны цемента

Б .2.2 . Определяют (прогнозирую т) по МИ 2486-98 базовые показа т ели контракции цемента Δ V 1 o , Δ V 17 и Δ V 1 i .

Б .2.3 . Изготавливают три образ ц а-балоч ки из ц емент н о- п есча н о г о раствора (по ГОСТ 310.3 ), ко т оры е испы т ывают в возрас т е семи су то к стандартного хранения на прочность при сжатии R c 17 и рас т яжении при изгиб е R u 17 .

Ес ли тр е буется знать активнос т ь цемента непосредс тв енно после ТВО, то дополнительно изготавливают , подвергаю т ТВО и и с пы т ывают по завершению ТВО еще три образца-балочк и из тог о же ц еме нтн о-песча н о г о раствора, т.е. определяю т R .

Б .2.4 . Активность цемента базовой партии к любому време н и τ i > 7 с ут рассчитывают по формулам

для растяжения при изгибе

, (Б.1)

K 1 и К2 — расчетные коэ ф фициент ы, численные значения ко т оры х в за ви си м ости от τ i и m приведены в таб л ице Б.1 (данные об т п олучают по МИ 2486-98).

Для обл е гчен и я во з веден и я ч и сел в степень 3/2 исполь з уют та бл ицу 1.

Ак ти вность ц еме н та непосредс тв енно по завершению ТВ О п ринимаю т равной R , а в возрасте τ i ≥ 28 сут после ТВО п ри н имают равной R c 1 i или R u 1 i .

Б.3. Активнос т ь цемента в бе т оне

(второй вариа нт )

Б .3 .1. Отбирают пробу цемен т а базовой пар т ии в количестве, дос т аточном для измерения его контракции, а т ак же изготовления и ис пыт ан и я по ГОСТ 10180 тре х или шести образцов-кубов из бе т она на местных материалах, в том числе с применяемыми химическими добавками, при водо ц еме н тном отношении W / C = 0,4 и п одви жн ос т ью бетонной смеси по О К от 3 до 6 см.

Шесть образцов- ку бов из гот а вливают, когд а бето н подвергается т епловлаж н ос тн ой обработке. При тверде ни и бетона в норма л ьных у словиях из готавливают тр и обра зц а.

Б .3.2 . Определяют по МИ 2486-98 ба з овые показатели ко нтр акци и цемента Δ V 1 o , Δ V 17 , Δ V 1 i .

Б.3 .3. Изготавливаю т три или шесть образцов-кубов (см. Прим е ча н ие п. Б.3.1.) из бетонной смеси с у казанными в п. Б.3.1 . х арактерис т иками. При этом можно вос п ользоваться образцами, которые в соответствии с МИ 2486-98 изго т авл и ва ю т для определения базовы х показа т елей кон т рак ц ии при ТВО.

Б .3.4 . Тр и образца х раня т в ст андар т ны х условия х и и спы т ы в ают на сжатие в возрас т е 7 су т , то есть определяю т R Б17 . Ос т альные три образца, если необходимо у чес т ь ко н кретный режим ТВО, подв е ргаю т Т ВО по этому режим у и после их остывания испы т ываю т на сжатие, то есть о п ределяю т R БТ .

Б.3.5. Активность цемента в бетоне R Б1 i к любому времени τi > 7 сут при тверден и и бетона в нормальны х условия х изначаль н о, и в возрасте τ i ≥ 28 с у т после ТВО рассчитывают по зависимости (Б.1). А к т ивность цемен т а в бето н е непосредс тв енно после ТВО принимаю т равной R БТ = R .

Та б лиц а Б .1 — Средние з начения коэффи ц и е нтов К1 и К2 в завис и мос т и от m и τ i

Длительность твердения τ i в нормальных условиях, сут

Активность цемента что это такое

8% и резким охлаждением от 1150ºС. Многочисленные испытания промышленных вращающихся печей размером 128…185 мподтвердили данное положение и позволили разработать рекомендации для повышения качества клинкера, которые сводятся к обеспечению среднего положения зоны спекания, когдамаксимальная температура корпуса печи расположенана 12±1 м от горячего обреза.

Охлаждение является неотъемлемой частью процесса обжига клинкера и во многом может определять состав и качество конечного продукта. Режим обжига и охлаждения клинкера непосредственно оказывают влияние на структуру клинкера, форму и размер кристаллов, минералогический состав, размалываемость и, следовательно, на качество полученного из него цемента [1, 3…10]. Поэтому, изменяя процесс охлаждения, можно непосредственно оказывать влияние насвойства клинкера, добиваясь оптимальных результатов. Влиянию режима охлаждения клинкера на его качество посвящено много работ, однако до настоящего времени нет единого мнения исследователей по этому вопросу. Так, в работе [9, 10] показано, что высокая активность клинкера получается, если клинкер с содержанием С3А=15%резко охлаждать от 1400ºС. Другими исследователями[3, 4, 6…8]установлено, что оптимальным является режим, когда до

1150ºС осуществляется умеренное охлаждение со скоростью 15…20ºС в минуту, а затем – резкое. Такой режим формирует оптимальный размер клинкерных минералов, обеспечивающих высокую прочность цементного камня к 28 суткам твердения. В связи с этим целесообразны исследования в данном направлении.Учитывая, что основные минералы кристаллизуются из расплава, то следуетизучить превращение клинкерных фаз в процессе охлаждения при различныхсвойствах и составевысокотемпературной жидкой фазы.Так как клинкерный расплав выше 1340ºСболее чем на 80% состоит из промежуточного веществаС2AхF(1-х)и С3А, то целесообразно рассмотреть свойстваклинкерас различным соотношением С3А/С4AF, т.е. переменным глиноземным модулем р.

Целью работы является определение оптимальногорежима охлаждения клинкера, обеспечивающего высокое качество продукции в зависимости от соотношения алюминатной и алюмоферритной фаз.

Для решения поставленной задачи были синтезированы клинкера из мела, глины, боксита и химического реактиваFe2O3 срасчетным содержаниемC3A0% (№1),

15% (№3). Характеристика клинкеров приведена в таблице 1.

Таблица 1. Характеристика синтезированных клинкеров

Расчетный фазовый состав, масс.%

Смеси обжигались в лабораторной печи при температуре 1450ºС с выдержкой 40 минут. Охлаждение синтезированного клинкера до 1150 и 1250ºСосуществлялосьв со скоростью

20ºС в минуту, а затем –резко на воздухе со скоростью

200ºС в минуту. Одна серия клинкеров резко охлаждалась непосредственно от температуры спекания1450ºС.

Читайте так же:
Насадка для дрели чтобы мешать цемент

Свойствасинтезированных клинкеров изучались с применением рентгенофазового и петрографического анализов и определением гидратационной активности по величине прочности на сжатие образцов из затвердевшегоцементного камня через 28 суток.

Рентгенофазовый анализ свидетельствует о незначительной разнице как по составу, так и по содержанию силикатных фаз C3S и С2Sсинтезированных клинкеров. Как и следовало ожидать, полученные клинкера существенно отличаются содержанием трехкальциевого алюмината С3А и твердого раствора переменного состава алюмоферритов кальция С2AхF(1-х), где х=0…0,7.

Рис.1. Рентгенограммы синтезированных клинкеров переменного состава при различных условиях охлаждения

Чтобы более детально рассмотреть эти различия, на рисунке 2 приведены фрагменты рентгенограмм, характеризующих эти фазы. Так, для клинкера №1,резко охлажденного от 1150 и 1250ºС, фактический состав близок расчетному, т.е. отсутствуют дифракционные максимумы С3А и наблюдаются значительные отраженияС2AхF(1-х)(d = 2,66Å).В клинкере, резко охлажденном от 1450ºС, дополнительно проявляется максимум при d = 2,70Å, который, несомненно, принадлежит С3А. Это обусловлено тем, что при 1450ºС алюминатные и алюмоферритные фазы находятся в расплавленном состоянии и при резком охлаждении от этой температуры будут кристаллизоваться более тугоплавкие минералы, к которым относятся обогащенный оксидом железа твердый растворС6AF2, кристаллизующийся при 1415ºС, тогда как кристаллизация расчетного состава С4AF происходит при более низкой температуре 1395ºС. Следовательно, высвободившийся из С6AF2избыточный оксид алюминия образует С3А.

Фактический состав клинкера №2 с расчетным значением 8% С3А близок к составу рядового клинкера, здесь присутствуют С3А (d = 2,70 Å) и С2AхF(1-х)(d = 2,66Å).Однако с повышением исходной температуры резкого охлаждения наблюдается некоторая тенденция увеличения содержания С3А и уменьшения – С3S, что, вероятно, опять таки, связано с вышеприведенными особенностями процесса кристаллизации отдельных фаз, приводящих к перераспределению СаО от С3S кС3А.

В отличие от клинкера №1 и №2 при охлаждении клинкера №3с повышенным содержанием С3А наблюдается противоположная зависимость, а, именно, с повышением начала температуры резкого охлаждения от 1150 до 1450ºС максимум С3А(d = 2,70 Å) не увеличивается, как в предыдущих случаях, а значительно снижается (рис.2).

Рис.2. Влияние состава и режима охлаждения клинкера на кристаллизацию С3А

Такая аномалия объясняется тем, что при увеличении глиноземного модуля от 0,64 до 1,33 и 2,85 (табл.1) вязкость клинкерного расплава возрастает соответственно с 0,14 до 0,19 и 0,31Па∙с[2]. Следовательно, увеличивающаяся вязкость высокоалюминатного расплава затрудняет кристаллизацию С3А, который, вероятно, остается в стекле, и поэтому при резком охлаждении клинкера от высоких температур снижается доля закристаллизованного С3А.

Известно, что режим охлаждения клинкера оказывает существенное влияние на его микроструктуру. Петрографические исследования аншлифов клинкеров показали значительные отличия их микроструктуры (рис.3).Клинкер №1 (С3А

0%) имеет четкую кристаллизацию. Алит в клинкере №1, охлажденном резко от 1150 и 1250ºС, преимущественно представлен сросшимися кристаллами со средним размером 20…30 мкм. Встречаются кристаллы с размером 40…60 мкм. При охлаждении клинкера №1 резко от 1450ºС средний размер кристаллов уменьшается до 5…15 мкм. Встречаются кристаллы алита с включениями белита, что говорит о быстром охлаждении данного клинкера и, следовательно, вызванной этим быстрой кристаллизацией алита из расплава. Из-за отсутствия С3А занижено количество расплава, что обуславливает наличие большого количества сросшихся кристаллов алита. Белит при любом режиме охлаждения сформирован округлыми кристаллами, распределенными неравномерно и сконцентрированными преимущественно вокруг пор. Средний размер кристаллов белита составляет 15 – 30 мкм.

Рис.3. Микроструктура и гидратационная активность клинкера

Клинкер №2 (С3А = 8%) имеет четкую микроструктуру с равномерным распределением клинкерных минералов. Алит клинкера №2 имеет четкие кристаллы с ровными не разрушенными гранями. Средний размер кристаллов алита с повышением исходной температуры резкого охлаждения клинкера уменьшается и составляет: для температуры 1150ºС – 20…30, для 1250ºС – 10…20, для 1450ºС – 5…15 мкм. При резком охлаждении от максимальной температуры встречаются сросшиеся кристаллы алита и кристаллы с включениями С2S. Белит, средний размер которого составляет 20…35 мкм, имеет четкие грани и в основном распределен равномерно между кристаллами алита. Иногда встречается групповое скопление этой фазы. Промежуточная фаза представлена светлым(C4AF) и темным(С3А) веществом и содержится в достаточном количестве.

Клинкер №3 (С3А = 15%) имеет нечеткую микроструктуру и мелкую кристаллизацию независимо от условий охлаждения. Это связано, в первую очередь, с избытком алюминатной фазы, что вызывает повышение вязкости расплава и, соответственно, препятствует росту кристаллов силикатов кальция, обеспечивая, тем самым, формированию большого количества мелких кристаллов.

Средний размер кристаллов алита в клинкере №3,резко охлажденного от 1150ºСсоставляет 5…10 мкм, при этом наблюдается большое количество сросшихся кристаллов C3S. С увеличением температуры, от которой происходит резкое охлаждение, до 1250ºС количество сросшихся кристаллов С3S уменьшается, однако средний размер остается таким же – 5…10 мкм. Иногда встречается алит удлиненный формы, размером до 25 мкм. Резкое охлаждение клинкера от 1450ºС обеспечивает уменьшение количества сросшихся и удлиненных кристаллов, однако средний размер кристаллов C3Sостается 5…10 мкм. Для белитовой фазы клинкера №3 также характерна мелкая кристаллизация с нечетко выраженными гранями. Встречаются скопления белита вокруг пор. Средний размер кристаллов С2Sсоставляет 10 – 15 мкм. Промежуточное вещество представлено в основном алюминатной фазой.

Для определения прочности цемента клинкер с добавкой реактивного гипса измельчали до удельной поверхности 300±10 м2/кг. В зависимости от содержания трехкальциевого алюмината ввод гипса в клинкер составил для№1 – 3,5%, №2 – 5%, №3–7,5%.Активность цементов в 28-суточном возрасте в сравнении с микроструктурой клинкера показана на рисунке 3.

Для всех цементов наблюдается тенденция снижения их активности по мере повышения начальной температуры, от которой резко охлаждался клинкер. Это связано с тем, что при резком охлаждении от температуры 1450ºСнаблюдается незавершенное формирование микроструктуры клинкерных фаз с образованием большого количества мелких кристаллов, размером 0…5 мкм, которые преимущественно определяют прочность цементного камня в начальные сроки твердения. Количество же кристаллов размером 10…30 мкм, которые определяют марочную прочность в 28 суток, несколько занижено.

Анализируя только влияние количества трехкальциевого алюмината на активность цементов, можно сделать вывод, что прочностные характеристики клинкеров, содержащих 0 и 8% С3А, находятся примерно на одном уровне. При повышении количества С3А до 15% активность цемента, независимо от условий охлаждения, снижается более чем на 10 МПа, т.е. на одну марку. Это, опять-таки, объясняется формированием мелкокристаллической структуры клинкера вследствие повышенной вязкости расплава, что наглядно подтверждается выше приведенными микрофотографиями.

Проведенные лабораторные исследования подтверждены нами при испытании более 30 промышленных вращающихся печей, длиною от 128 до 185 м. Усредненные результаты приведены в таблице 2.

Таблица 2. Изменение активности клинкера промышленных печей в зависимости от условий охлаждения

Удаление максимальной температуры корпуса от горячего обреза, м

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector