Активность цемента – это ключевая характеристика материала, отражающая прочность готового камня на сжатие и изгиб. Она зависит от ряда факторов и может быть определена несколькими методами. По активности цементу присваивают класс вяжущему. Рассмотрим понятие и что за ним скрывается.
Определение
Точное определение активности цемента (АЦ) – это абсолютная прочность эталонного испытуемого образца из цементного теста. На её основании вяжущему присваивается марка, после чего о понятии АЦ упоминаний в технической документации нет. Не секрет, что прочностные характеристики корректируются различными присадками, они оказывают влияние на активность, но не всегда на марку, поэтому понятия не связаны тесно. Например, ускоритель твердения лишь уменьшает срок набора прочности, но не повышает значение твердости камня.
Другими словами активность цемента – это поведение структуры материала в течение срока службы изделия. На каждом этапе процессы гидрации частиц вяжущего разные:
- В срок 28 суток происходит набор проектной прочности камня, основной объем структуры уже вступил в реакцию и кристаллизовался;
- В течение эксплуатации внутри камня по-прежнему может происходить кристаллизация, также может отсутствовать и активность в состоянии покоя;
- К концу срока службы изделия, когда минералы в кристаллах вступают в реакцию с водой, что приводит к коррозии материала.
Таким образом, активность цемента – это динамика его твердения и набора, а также потери прочности.
Факторы зависимости
На АЦ оказывают влияние несколько факторов:
- Тонкость помола клинкера. Чем мельче частицы, тем быстрее они вступают в реакцию с водой и присадками, образуя кристаллическую структуру.
- Состав клинкера: основное сырье, минералогический состав, качество обработки при производстве цемента.
- Наличие и состав присадок.
- Щелочи в составе бетона способны как ускорить процесс твердения, так и замедлять его, связывая гипсовые кристаллы.
- Срок и условия хранения цемента оказывают влияние на активность, количество МПа прочности со временем снижаются. Так, за 3 месяца вяжущее М500 превращается в М400, аналогичное явление происходит с другими марками. К концу срока материал теряет около 25-30% первоначальных характеристик, что окажет влияние на качество готового изделия или конструкции.
В виду перечисленных факторов для каждой партии цемента проводят контрольные испытания для определения характеристик материала. По результату исследования принимают решение о корректировке состава или введении дополнительных катализаторов или замедлителей.
Условная классификация
Активность цемента в бетоне в течение срока эксплуатации несколько меняется, в зависимости от этого ее условно можно разделить на 3 вида:
- Активная, когда все компоненты бетона вступают в реакцию и перестают кристаллизоваться через 28 суток с момента формовки;
- Перспективная, когда цемент набирает часть прочности в течение 28 суток, а 100% проектного состояния и даже свыше наступает в течение года в процессе монтажа конструкций перед вводом объекта в эксплуатацию;
- Комплексная (частично гидратированная), в таком случае крупные части (негидратированные) остаются в составе камня в качестве наполнителя.
Это условная классификация, которую удобно использовать при определении состава цементного вяжущего для затворения бетонных растворов и их выбора при проектировании.
Определение активности цемента
Методы определения активности цемента с последующим присвоением вяжущему марки проводятся в условиях лабораторий согласно ГОСТ 310.4:
- Готовят цементный раствор – смешивают вяжущее и многофракционный песок в пропорции 1:3, водоцементное отношение – 0,4…0,5. Количество воды может быть скорректировано по результату шага 2.
- По описанной в техническом регламенте технологии воду и сухую смесь перемешивают, затем испытывают формой-конусом и встряхивающим столиком. Расплыв цемента должен быть в пределах 106…115 мм, при необходимости опыт повторяют с измененным количеством воды.
- Цемент с нормальной густотой используют для формовки балочек размерами 4х4х16 см. ля этого раствор укладывают в специальные формы, внутренние стенки которых смазаны машинным маслом. Заполнение объема производят на виброплощадке послойно.
- Твердение цемента в первые сутки происходит в ванне с гидравлическим раствором, далее до 28 суток в ванне в холодной водой. Через 14 суток воду нужно менять.
- В 28-дневный срок образцы вынимают из воды, протирают насухо и в течение часа испытывают на изгиб и сжатие в соответствующих установках согласно их инструкции.
- Три полученных результата суммируют и определяют их среднее значение, присваивают ближайшую по индексу марку.
Активность цемента определяется неточно при несоблюдении сроков испытания, а также при использовании просроченного или испорченного при неправильном хранении сырья. Соответственно, использовать такой материал на практике уже нельзя.
