Сульфатостойкий цемент и его свойства

Бетонные изделия характеризуются высокой устойчивостью к механической нагрузке и агрессивным условиям в течение длительного времени. Лучшим композитом относительно строительства наружных, подземных и подводных конструкций считается сульфатостойкий цемент. Производство этого материала регламентируется действующим ГОСТом 22266 от 2013 года.

Сульфатостойкий цемент и его свойства

Состав и классификация

В грунте, талой и дождевой, речной и морской воде в той или иной степени содержатся соли серной кислоты. В состав цементного раствора входят алюминатные соединения и гидроксид кальция. Эти компоненты вступают между собой в химическую реакцию, в результате которой бетонные конструкции разрушаются, на поверхности образуются высолы. По техническим условиям ГОСТа 22266-2013 сульфатостойкие цементы изготавливают со строгими предельными значениями (в % от объемного веса клинкера):

Компонент ЦЕМ I ЦЕМ II ЦЕМ III
Трехкальциевый алюминат 3,5 5 7
Оксид алюминия 5
Оксид магния 5

Важно! Если в составе вяжущего компонента превышено содержание активных минеральных соединений, то это негативно отразится на прочности конечного продукта. В результате конструкции будут хрупкими и быстро начнут разрушаться.

Разновидности

Классификация материалов проводится на основе химических (минеральные компоненты) и технических (прочностные показатели) особенностей. Так, по составу выделяют 4 типа цементного вяжущего со стойкостью к сульфатам.

В таблице приведено краткое описание каждого из них.

Название Свойства
Цемент сульфатостойкий с пуццоланой

ЦЕМ II/А-П СС

 

В качестве основы здесь выступает доменный шлак и пуццоланы (вулканические породы). К последним относятся туф, пепел, пемза. За стойкость к производным серной кислоты отвечают активные добавки. Применение композита ограничено, так как он проявляет слабую стойкость к перепадам влажности и температуры.
Портландцемент с повышенной сульфатостойкостью

ЦЕМ I СС

Производство основано на ПЦ 32,5 (М400) с добавлением специальных присадок. Для вяжущего характерно медленное схватывание с низким выделением тепла. Ограничений по применению не наблюдается.
Портландцемент с увеличенным содержанием минералов стойких к сульфатам

ЦЕМ II/А СС и ЦЕМ II/В СС

Здесь предельным значением для функциональных добавок является 6-10 %, для гранулированного доменного шлака – 15-20 %. За основу берется портландцемент с классом прочности 32,5 или 42,5 (М400 или М500). Отличительными чертами материала считаются улучшенная стойкость к засухе, влаге и морозам.
Сульфатостойкий шлакопортландцемент

ЦЕМ III/А СС

Состав такого сульфатостойкого цемента представлен композитом портландцемента, доменных шлаков (на 50-60%) и алюминатов. Главное требование – содержание оксида алюминия не превышает 10 %. Марочная прочность готового продукта соответствует М300 и М400. Недостаток – низкая морозостойкость.

Внутренняя классификация сульфатостойких цементов проводится также по маркам прочности и скорости схватывания. Так выделяют 4 варианта вяжущего клинкера: нормальнотвердеющий класса 32,5 и 42,5, быстротвердеющий с аналогичными показателями прочности на сжатие.

Сульфатостойкий цемент и его свойства

Более подробная информация приведена в таблице.

ЦЕМ I СС без минеральных добавок все 4 класса и подкласса
ЦЕМ II/А СС и ЦЕМ II/В СС со шлаком, пуццоланом или микрокремнеземом (Ш, П, К, Ш-П, Ш-П,МК) кроме быстротвердеющего класса 42,5
ЦЕМ III/А СС с содержанием гранулированного шлака кроме 42,5Б

Разделение сульфатостойких цементов по прочности ведется на основании ГОСТа 31108 от 2016 года. Здесь под “А” подразумевается содержание добавок не более 20 %, под “В” – от 21 до 35 %. В клинкере ЦЕМ III/А СС – от 36 до 65 %.

Скорость набора прочности происходит (в МПа):

Класс 48 часов Неделя 28 дней
32,5Н 16  

32,5

32,5Б  

10

 

 

42,5Н  

42,5

42,5Б 20

Важно! Несмотря на медленный процесс схватывания, сухой остаток обладает высокой плотностью. Этот факт является главным достоинством сульфатостойкого цементного вяжущего. Еще одним существенным плюсом является устойчивость к коррозионным процессам.

Область применения

Бетон на сульфатостойком цементе обладает высокими показателями прочности и стойкости к агрессивным условиям эксплуатации. До 80 % общего объема рабочей массы занимают твердые наполнители разной фракции. Последнее наряду с химическим составом строго регламентируется ГОСТом 10268 от 1980 года и техническими условиями в СНиП II-28 от 1973 года. Для самостоятельного приготовления кубометра бетона с марочной прочностью М300 можно руководствоваться таким рецептом:

  • ЦЕМ I СС – 360 кг;
  • сухой очищенный речной песок – 850 кг;
  • гранитный щебень средней фракции – 1100 кг;
  • чистая (водопроводная) вода – 190 литров;
  • минеральные добавки (при необходимости) – 5-10 кг.

Сульфатостойкий бетонный раствор замешивают в течение 10-15 минут, затем заливают в готовую опалубку. Сравнительно с аналогичным композитом на портландцементе здесь отмечается более длительный срок службы. Из-за относительно высокой стоимости использование материала ограничивается, как правило, ответственными проектами.

Сульфатостойкий цемент и его свойства

Так, область применения сульфатостойкого цемента выглядит следующим образом:

  • монолитные гидротехнические сооружения с армированием и без него;
  • бетонные конструкции, эксплуатируемые в условиях морской и океанской воды с повышенным содержанием солей, в болотистой местности насыщенной сероводородом;
  • мостовые, набережные, дамбы, плотины, молы, причалы;
  • сваи, опоры, облицовочные изделия, плиты перекрытия, фундаменты подвальные помещения в частном секторе и на промышленных предприятиях;
  • метрополитен, тоннели, подводные сооружения, бассейны, колодцы.

Важно! Благодаря высоким прочностным показателям и плотности, ЦЕМ СС способен выдерживать сильные нагрузки как постоянного так и временного характера. То есть бетон на основе такого вяжущего допустим для строительства сооружений в условиях сейсмической активности, периодического движения грунта (сезонное просаживание и вспучивание).

Коротко об изготовителях

На территории России имеется несколько основных производителей сульфатостойкого цемента. К ним относятся заводы в Подольске, Красноярске, Магнитогорске, Владивостоке, Якутске. Также работают предприятия в Саратовской, Оренбургской, Вологодской области. Перед оформлением заказа в связи с относительно низким спросом необходимо заранее уточнить, ведется ли производство конкретного типа цемента в данный момент.

Заключение

Сульфатостойкий цемент изготавливается на основе портландцемента с добавлением активных минеральных добавок. К ним относятся гранулированый доменный шлак, пуццолан, микрокремнозем. Материалы обладают устойчивостью к солям серной кислоты, сероводороду, коррозионным процессам. В разной степени бетон справляется с перепадами влажности и температуры, механическим нагрузкам.

Бетон, цемент, ЖБИ
Добавить комментарий