Обычный портландцемент (ПЦ) не способен функционировать в водной среде – жидкость проникает в микропоры камня, вызывает коррозию арматурных каркасов. Агрессивные сульфаты и соли вредят не только металлу, но и самому бетону. В результате конструкция теряет прочность, несущую способность и в прямом смысле разрушается за сравнительно короткое время. Для создания конструкций, служба которых будет происходить в условиях открытой воды, используют специальный сульфатостойкий цемент.
Разновидности материала
Требования к специальному вяжущему прописаны в ГОСТ 22266-2013 «Цементы сульфатостойкие». Цемент данного типа обязательно должно соответствовать государственному стандарту – только в таком случае бетон в агрессивных условиях поведет себя ожидаемо.
«Иммунитет» к водной минеральной среде обусловливает наличие различных добавок в составе цемента, по этому признаку государственный стандарт делит вяжущее на несколько групп, основные черты которых представлены в таблице №1 госта:
Наименование портландцемента сульфатостойкого | Обозначение типа цемента | Основные компоненты (минеральные добавки) | Классы и подклассы прочности по ГОСТ 31108 |
---|---|---|---|
портландцемент сульфатостойкий | ЦЕМ I СС | нет | 32,5Н/Б**; 42,5Н/Б |
сульфатостойкий ПЦ с минеральными добавками | ЦЕМ II/А-Ш* СС или ЦЕМ II/В СС | Гранулированный доменный шлак | 32,5Н/Б; 42,5Н |
ЦЕМ II/А-П СС | Пуццолан | ||
ЦЕМ II/А-К(Ш/П) СС или ЦЕМ II/А-К (Ш/П, МК) СС | Комбинация пуццолана или микрокремнезема со шлаком | ||
шлакопортландцемент (ШПЦ) сульфатостойкий | ЦЕМ lll/A СС | Гранулированный доменный шлак |
*Через дефис указывается первая буква названия минерала (Ш-шлак, П-пуццолан, К-кремнезем). Их содержание обычно не превышает 35% от общей массы клинкера.
**Б/Н – быстротвердеющий или нормально твердеющий.
Основной состав
Для изготовления сульфатостойкого цемента используют глину с низким содержанием железа и кремнезема и отсутствием активных минеральных добавок.
Сырье с нормированным составом обжигают в печах до получения клинкера, который затем измельчают в мелкодисперсный порошок (цемент), при необходимости вводят дополнительные минеральные добавки и пластификаторы.
Минералогический состав разных видов стойких к агрессивным средам цементов регламентируется ГОСТом (таб. №2), согласно документу сухое вяжущее обязательно содержит основные минеральные соединения в количестве:
Показатель | Тип цемента, значение (не более) | ||
---|---|---|---|
Сульфатостойкий ПЦ | СС цемент с минеральными добавками | ШПЦ | |
Алюминат трехкальциевый | 3,5 | 5,0 | 7,0 |
С3А+С4AF | Не нормируется | 22 | |
Оксид алюминия Al2O3 | 5,0 | 5,0 | Не нормируется |
Оксид магния MgO | 5,0 | 5,0 | 5,0 |
Глина с нужным составом в природе встречается гораздо реже, чем обычная, что обусловливает высокую стоимость сырья и готовой продукции. В качестве экономии времени и средств к клинкеру в большинстве случаев добавляют доменный шлак, стабилизирующий минералогический состав готового вяжущего.
Отличительная черта сульфатостойких цементов – бетон, замешенный на них, дольше схватывается и твердеет по сравнению с обычным ПЦ. Для ускорения процесса в состав раствора вводят катализаторы.
Обозначение
Сульфатостойкие цементы отличить просто – достаточно правильно истолковать маркировку. В ней содержится основная информация о материале.
На примере ЦЕМ I 42,5Б СС ГОСТ 22266-2013:
- ЦЕМ I – портландцемент без минеральных дополнительных добавок;
- 42,5Б – класс прочности цемента через 28 суток по ГОСТ 31108, соответствует М500 (ГОСТ 10178-85);
- СС – обозначение сульфатостойкости портландцемента;
- ГОСТ 22266-2013 – госстандарт, которому соответствует данный материал.
Таким же образом можно прочитать маркировки других видов.
Кроме того, цемент с пластификаторами (ПЛ) и гидрофобизаторами (ГФ) должен иметь в маркировке соответствующие обозначения, например: ЦЕМ I 42,5Н СС ПЛ ГОСТ 22266-2013 (сульфатостойкий цемент класса прочности 42,5Н с пластификатором).
Низкощелочной цемент с содержанием R2O не более 0,6% обозначают как НЩ (ЦЕМ I 32,5Б СС НЩ ПЛ ГОСТ 22266-2013).
Использование в строительстве
Основное применение сульфатостойкого цемента – замес бетонов для монтажа подводных и подземных конструкций, подвергающихся постоянному и периодическому затоплению, воздействию грунтовых вод, в том числе с агрессивной средой, а также частому замораживанию и оттаиванию:
- Гидротехнические сооружения;
- Фундаменты на грунтах с высоким уровнем подземных вод;
- Мостовые опоры и сваи.
Для обычного строительства такое вяжущее не применяют в виду нецелесообразности расхода средств.