Книги по строительству

 Свойства бетона

Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Сульфатостойкий портландцемент

При рассмотрении реакций гидратации цемента и, в частности, процесса твердения было упомянуто о реакции между С3А и гипсом (CaSO4-2H2O) и соответствующем образовании сульфоалюмината кальция. Аналогичным образом в цементном камне гидроалюминат кальция может взаимодействовать с сульфатами, содержащимися в окружающей бетон среде, при этом образуется гидросульфоалюминат кальция, кристаллизующийся в структуре затвердевшего цементного камня. Увеличение объема твердой фазы цементного камня происходит на 227%, что приводит к постепенному разрушению бетона. Вторым типом протекающей реакции является обменная реакция между гидратом окиси кальция и сульфатами, которая приводит к образованию гипса с возрастанием объема твердой фазы на 124%.

Эти реакции характеризуют сульфатную агрессию. Наиболее агрессивными солями являются сульфаты магния и натрия. Сульфатная агрессия значительно усиливается, если она сопровождается попеременным увлажнением и высыханием бетона, как это бывает, например, в морских сооружениях при приливах и отливах воды.

Средство защиты бетона от сульфатной коррозии заключается в применении цемента с низким содержанием СзА. Такой цемент известен как сульфатостойкий портландцемент.

Специального Британского стандарта для этого цемента не существует, и считают, что он должен отвечать требованиям BS 12 : 1958 на обычный портландцемент. В США сульфатостойкий цемент, известный под названием «цемент типа V», должен отвечать требованиям Технических условий ASTM С 150—56. В соответствии с Техническими условиями содержание СзА в нем не должно превышать 5%, а общее содержание C4AF плюс удвоенное содержание С3А не должно превышать 20%. Содержание окиси магния ограничивается 4%.

Влияние C4AF недостаточно изучено. С химической точки зрения полагают, что C4AF способствует образованию сульфоалюмината кальция, а также сульфоферрита кальция и таким образом вызывает расширение цементного камня. Представляется, однако, что воздействие сульфата кальция на цементный камень тем меньше, чем ниже отноше-

ние  А*2 3.. в результате реакций образуется ряд   твердых   растворов, Fe2O3

сравнительно мало подверженных коррозии. Четырехкальциевый феррит характеризуется даже повышенной стойкостью к коррозии и может образовывать защитные пленки над свободными алюминатами кальция. В тех случаях, когда представляется невозможным снизить содержание А12Оз в сырьевых материалах, к смеси может быть добавлена РегОз, что приводит к увеличению содержания   C4AF   за   счет   уменьшения   СзА.

Примером цемента с весьма низким отношением   ——  является Fe2O3 цемент «Феррари», в производстве которого часть глинистого компонента сырьевой смеси заменяют окисью железа. Аналогичный цемент производят в ФРГ под названием «цемент ERZ» — железорудный цемент. Низкое содержание С3А и пониженное содержание C4AF в сульфатостойком цементе означает, что этот цемент содержит значительное количество силикатов и соответственно характеризуется высокой конечной прочностью, однако, так как значительную часть силикатов представляет C2S, то прочность этого цемента в раннем возрасте довольно низкая. Тепловыделение сульфатостойкого цемента не намного выше, чем цемента с умеренной экзотермией. Таким образом, можно считать, что сульфатостойкий цемент теоретически является идеальным цементом, однако, учитывая специальные требования, предъявляемые к составу сырьевых материалов, производство сульфатостойкого цемента является довольно трудоемким и сравнительно дорогостоящим.