гидравлические вяжущие вещества см

КОРРОЗИЯ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ

Коррозия цементного камня вызывается воздействием агрессивных газов и жидкостей на составные части затвердевшего портландцемента, главным образом на Са(ОН)2 и 3СаО. Al2O3.6Н2О.

Несмотря на разнообразие агрессивных веществ, основные причины коррозии можно разделить на три вида:

•разложение составляющих цементного камня;

•растворение и вымывание гидроксида кальция и других составных частей цементного камня с агрессивными веществами и вымывание этих солей;

•образование в порах новых соединений, занимающих большой объем, чем исходные продукты реакции; это вызывает появление

внутренних напряжений в бетоне и его растрескивание.

Коррозия первого вида. Выщелачивание гидроксида кальция происходит интенсивно при действии мягких вод, содержащих мало растворенных веществ. К ним относятся конденсат, дождевые воды, воды горных рек, болотная вода.

Выщелачивание Са(ОН)2 в количестве 15-30% от общего содержания в цементном камне вызывает понижение его прочности на 40-50% и более. Выщелачивание можно заметить по появлению белых подтеков на поверхности бетона.

Главным средством борьбы с выщелачиванием гидроксида кальция является введение активных минеральных добавок и применение плотного бетона.

Процесс выщелачивания гидроксида кальция замедляется, когда в поверхностном слое бетона образуется малорастворимый СаСО3 вследствие карбонизации Са(ОН)2 при взаимодействии с СО2 воздуха.

Коррозия второго вида. Углекислотная коррозия

развивается при действии на цементный камень воды, содержащий свободный СО2 в виде слабой угольной кислоты. Избыточный двуоксид углерода разрушает карбонатную пленку бетона вследствие образования хорошо растворимого бикарбоната кальция Са(HСО3)2 .

Общекислотная коррозия происходит при действии растворов любых кислот, имеющий РН<7. Свободные кислоты встречаются в сточных водах промышленных предприятий, они могут проникать в почву и разрушать бетонные фундаменты, коллекторы и другие подземные сооружения. Бетон на портландцементе защищают от непосредственного действия кислот с помощью защитных слоев из кислотостойких материалов.

Магнезиальная коррозия наступает при взаимодействии на гидроксид кальция магнезиальных солей MgCl2, MgSO4, которые встречаются в растворенном виде в грунтовых водах и всегда содержатся в морской воде.

Коррозия третьего вида. Сульфоалюминатная коррозия возникает при действии на гидроалюминат цементного камня воды, содержащей сульфатные ионы.

Образование в порах цементного камня эттрингита сопровождается увеличением объема примерно в 2 раза. Развивающееся в порах кристаллизационное давление приводит к растрескиванию защитного слоя бетона. Вслед за этим происходит коррозия стальной арматуры, усиление растрескивания бетона и разрушение конструкции.

Для борьбы с сульфоалюминатной коррозией применяется специальный сульфатостойкий портландцемент.

Щелочная коррозия может происходить в двух формах:

•под действием концентрированных растворов щелочей на затвердевший цементный камень;

•под влиянием щелочей, имеющихся в самом цементе.

ТЕХНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА

Минеральный состав выражает содержание в клинкере главных минералов. Минеральный состав рассчитывают на основании данных химического анализа, который определяет содержание оксидов (в % по массе). Прямые экспериментальные методы определения минерального состава клинкера включают:

оптическую микроскопию;

электронную микроскопию;

рентгеновский фазовый анализ:

микрозондирование (лазерный и ионный микрозонды).

o Вещественный состав цемента выражает содержание в цементе основных компонентов: клинкера, гипса, минеральных добавок, пластифицирующих и гидрофобизирующих добавок; он приводится в паспорте на цемент.

•Плотность портландцемента составляет 3,05-3,15. Его насыпная плотность зависит от уплотнения и у рыхлого цемента составляет 1100 кг/м3, у сильно уплотненного – до 1600 кг/м3, в среднем - 1300 кг/м3.

•Водопотребность цемента определяется количеством воды (в % от массы цемента), которое необходимо для получения цементного теста нормальной густоты.

Нормальной густотой цементного теста считают такую его подвижность, при которой цилиндр-пестик прибора Вика, погруженный в кольцо, заполненное тестом, не доходит на 5-7 мм до пластинки, на которой установлено кольцо.

Водопотребность портландцемента в пределах от 22 до 28%. При введении активных минеральных добавок осадочного происхождения водопотребность цемента повышается и может достигнуть 32-37%.

Сроки схватывания и равномерность изменения объема цемента определяют на тесте нормальной густоты.

Сроки схватывания определяют с помощью прибора Вика путем погружения иглы в тесто нормальной густоты. Началом схватывания считают время, прошедшее от начала затворения до того момента, когда игла не доходит до пластинки на 1-2 мм. Конец схватывания – время от начала затворения до того момента, когда игла погружается в тесто не более чем на 1-2 мм. Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, конец схватывания – не позднее 10 час от начала затворения.

Равномерность изменения объема. Причиной неравномерного изменения объема цементного камня являются местные деформации, вызываемые расширением свободных CaO и MgO вследствие их гидратации. По стандарту изготовленные из теста нормальной густоты образцы-лепешки через 24 ч предварительного твердения выдерживают в течение 3 ч в кипящей воде. Лепешки не должны деформироваться, не допускаются радиальные трещины.

Активность и марка портландцемента.

Активность и марку определяют испытанием стандартных образцов-призм размером 4х4х16 см, изготовленных из цементно-песчаной растворной смеси состава 1:3 (по массе) и В/Ц=0,4 при консистенции раствора по расплыву конуса 106-115 мм.

Через 28 сут твердения (первые сутки образцы твердеют в формах во влажном воздухе, а затем 27 сут – в воде комнатной температуры), образцы-призмы сначала испытывают на изгиб, затем получившиеся половинки-призм на сжатие.

Портландцемент разделяют на марки 400, 500, 550, 600.

Выделение тепла при твердении.

Гидратация цемента сопровождается выделением тепла.

В тонких бетонных конструкциях тепло гидратации быстро рассеивается и не вызывает существенного разогрева бетона

Тепловыделение внутренней части массивной конструкции может повысить ее температуру на 400 С и более по отношению к температуре бетонной смеси при укладке.

Снаружи массив остывает быстрее, чем внутри, возникают температурные напряжения, которые нередко являются причиной появления трещин в бетоне.

Чтобы избежать растрескивания, стремятся использовать низкотермичные цементы, снижают расход цемента в бетоне, а в случае необходимости применяют искусственное охлаждение массива.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВИДЫ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА

Для получения портландцемента с заданными специальными свойствами используют следующие основные пути:

регулирование минерального состава и структуры цементного клинкера, оказывающее решающее влияние на все строительно-технические свойства;

введение минеральных и органических добавок, позволяющих направленно изменять свойства вяжущего, экономить клинкер, уменьшать расход цемента в бетоне;

регулирование тонкости помола и зернового состава

цемента, влияющих на скорость твердения, активность, тепловыделение и другие свойства цемента.