Ускоренное определение активности цементов для ССС
Сообщение, сделанное на 5-й международной специализированной конференции BaltiMix “Сухие строительные смеси для XXI века: технологии и бизнес” к.т.н. Ириной Медведевой, доцентом кафедры строительных и специальных вяжущих веществ СПбГТУ
Одним из важнейших преимуществ применения сухих строительных смесей по сравнению с традиционными растворными и бетонными смесями является постоянство состава и соответствие свойств, заявляемых производителями. Качество работ, выполняемых с использованием ССС, определяется совокупностью свойств, придаваемых каждым компонентом сухой смеси. Прочностные же характеристики материалов определяются в основном качеством минеральных вяжущих — портландцемента, глиноземистого цемента.
Производители сухих строительных смесей сталкиваются со значительными колебаниями прочностных свойств цементов, особенно в ранние сроки твердения.
В соответствии с ГОСТ 10178 марка цемента определяется по результатам испытания стандартных образцов через 28 суток твердения. Испытание прочности через 3 суток твердения предусмотрено только для быстротвердеющих цементов. Введенный в 2003 г. ГОСТ 31108 подразделяет цементы по классу прочности и устанавливает дополнительные сроки испытаний в возрасте 2 и 7 суток. Однако к настоящему времени не все цементные заводы испытывают цементы на класс прочности по ГОСТ 30744. Отпускная прочность цемента на заводах-изготовителях оценивается по результатам испытаний предыдущих партий цемента, а также по результатам ускоренного испытания методом пропаривания образцов. Материалы, приготовленные с использованием сухих строительных смесей, твердеют преимущественно в атмосферных условиях, то есть при температуре от +30°С до -20°С, поэтому корреляция с результатами испытаний цементов при пропаривании отсутствует.
Работа З. Энтина и Л. Нефедовой «Прогнозирование перехода от марок по ГОСТ 10178-85 к классам прочности по ГОСТ 31108-2003», опубликованная в №2 журнала «Цемент и его применение» (2004 г.), посвящена параллельному испытанию физико-механических свойств цементов по ГОСТ 310.4 и ГОСТ 30744. Из этой работы видно, что при примерно равных показателях в 28-суточном возрасте цементы отстают по темпу твердения (недостаточная прочность в ранние сроки твердения), а также характеризуются нестабильностью показателей качества.
При разработке же рецептур ССС (ремонтные составы, составы для устройства полов, гидроизоляционные составы), для которых важнейшей характеристикой является прочность в ранние сроки твердения (часы, сутки), необходимо контролировать именно раннюю прочность цемента. Экспресс-метод оценки активности цементов, основанный на кондуктометрических измерениях, не дает воспроизводимых результатов, что связано с различиями в химических и вещественных составах цементов.
Поэтому для экспресс-оценки активности цементов на кафедре химической технологии строительных и специальных вяжущих веществ СПбГТУ применяется следующая методика. Испытания проводятся на стандартных образцах-балочках (40х40х160 мм) или на образцах-кубиках (30х30х30 мм). Образцы готовятся из цементного теста нормальной густоты по ГОСТ 310.3. Формы заполняются цементным тестом, встряхиваются, избыток теста срезается ножом. Образцы в формах выдерживаются над водой в течение 24 часов при t=(20±2)°С и относительной влажности воздуха (95±5)%. Через 24 часа после затворения образцы освобождаются из форм и не позднее чем через 20 минут испытываются на прочность при сжатии. Активность цементов через 24 часа твердения оценивается по формуле: R24ч=P / S • 98 (МПа), где R24ч — прочность при сжатии, МПа; P — усилие (кгс), S — площадь образца (см2).
По результатам испытаний активности портландцементов и глиноземистых цементов различных производителей цементы условно разделены на три группы. Активность малоактивных цементов меньше 20 МПа. У цементов средней активности эта характеристика лежит в пределах от 20 до 30 МПа. А у высокоактивных она превышает 30 МПа.
В I группу входят портландцементы ПЦ 600-Д0 (Санкт-Петербург), ШПЦ 400 (Липецкцемент), ПЦ 400 (Кузнецкцемент), а также глиноземистые цементы ГЦ- 40 (Пашийский завод), ВГЦ II 250 и 350 (Осколцемент, Санкт-Петербург), ВГКЦ-75 (Челябинский завод).
Во II — портландцементы ПЦ 500-Д0 (Осколцемент, Белгородцемент), ПЦ 400-Д20 (Михайловцемент), ПЦ 400-Д0 («Цесла», Сланцы), глиноземистый цемент ГЦ-50 (Осколцемент, Санкт-Петербург).
В III — портландцементы ПЦ 600-Д0 (Осколцемент, Санкт-Петербург), ПЦ 500-Д0 (Мордовцемент, Сухоложскцемент, Искитимцемент, Ангарскцемент), ПЦ 400-Д20 (Искитимцемент), глиноземистые цементы ГМЦ-60 («Цемдекор», Подольск), ГЦ-60 (Пашийский завод), Fondu, Secar 51, Secar 71 (Lafarge, Франция), Isidac-40 (Турция), Istra-40 (Германия).
Следует отметить, что представленное разделение цементов по активности условно, так как для ряда цементов колебания абсолютных величин прочности различных партий составляло от 10 до 40 МПа. С учетом характеристики активности цементов возможно проектирование рецептур сухих строительных смесей оптимального состава. Так, для проектирования стяжек для полов необходимо использовать портландцемент как минимум II группы. Для разработки самовыравнивающихся полов с минимальным (до 4 часов) сроком начала хождения оптимальным является сочетание глиноземистого цемента III группы и портландцемента II или III группы. Составы для мгновенной (в течение 60 секунд) остановки водных протечек — это сочетание цементов III группы. Для составления сухих смесей для упрочнения промышленных полов используется портландцемент III группы. А для ремонтных составов — портландцемент II или III группы, глиноземистый цемент III группы.
Применение цементов высокой активности позволяет снизить содержание вяжущих в рецептуре сухих смесей, ускорить введение в эксплуатацию затвердевших растворов, снизить усадочные деформации в процессе эксплуатации.
Литература:
1. Энтин З.Б., Нефедова Л.С. Прогнозирование перехода от марок по ГОСТ 10178-85 к классам прочности по ГОСТ 31108-2003.//Цемент и его применение.-2004.-№ 2.-С.27-30.
2. Корнеев В.И., Медведева И.Н. Вяжущие свойства композиций на основе портландского и алюминатного цементов.//3-я международная конференция "Современные технологии сухих смесей в строительстве", СПБ, 2001, С.115-121.
По информации СП ССС () подготовил Сергей ЗОЛОТОВ
«Строительство и недвижимость»
Сообщение, сделанное на 5-й международной специализированной конференции BaltiMix “Сухие строительные смеси для XXI века: технологии и бизнес” к.т.н. Ириной Медведевой, доцентом кафедры строительных и специальных вяжущих веществ СПбГТУ
Одним из важнейших преимуществ применения сухих строительных смесей по сравнению с традиционными растворными и бетонными смесями является постоянство состава и соответствие свойств, заявляемых производителями. Качество работ, выполняемых с использованием ССС, определяется совокупностью свойств, придаваемых каждым компонентом сухой смеси. Прочностные же характеристики материалов определяются в основном качеством минеральных вяжущих — портландцемента, глиноземистого цемента.
Производители сухих строительных смесей сталкиваются со значительными колебаниями прочностных свойств цементов, особенно в ранние сроки твердения.
В соответствии с ГОСТ 10178 марка цемента определяется по результатам испытания стандартных образцов через 28 суток твердения. Испытание прочности через 3 суток твердения предусмотрено только для быстротвердеющих цементов. Введенный в 2003 г. ГОСТ 31108 подразделяет цементы по классу прочности и устанавливает дополнительные сроки испытаний в возрасте 2 и 7 суток. Однако к настоящему времени не все цементные заводы испытывают цементы на класс прочности по ГОСТ 30744. Отпускная прочность цемента на заводах-изготовителях оценивается по результатам испытаний предыдущих партий цемента, а также по результатам ускоренного испытания методом пропаривания образцов. Материалы, приготовленные с использованием сухих строительных смесей, твердеют преимущественно в атмосферных условиях, то есть при температуре от +30°С до -20°С, поэтому корреляция с результатами испытаний цементов при пропаривании отсутствует.
Работа З. Энтина и Л. Нефедовой «Прогнозирование перехода от марок по ГОСТ 10178-85 к классам прочности по ГОСТ 31108-2003», опубликованная в №2 журнала «Цемент и его применение» (2004 г.), посвящена параллельному испытанию физико-механических свойств цементов по ГОСТ 310.4 и ГОСТ 30744. Из этой работы видно, что при примерно равных показателях в 28-суточном возрасте цементы отстают по темпу твердения (недостаточная прочность в ранние сроки твердения), а также характеризуются нестабильностью показателей качества.
При разработке же рецептур ССС (ремонтные составы, составы для устройства полов, гидроизоляционные составы), для которых важнейшей характеристикой является прочность в ранние сроки твердения (часы, сутки), необходимо контролировать именно раннюю прочность цемента. Экспресс-метод оценки активности цементов, основанный на кондуктометрических измерениях, не дает воспроизводимых результатов, что связано с различиями в химических и вещественных составах цементов.
Поэтому для экспресс-оценки активности цементов на кафедре химической технологии строительных и специальных вяжущих веществ СПбГТУ применяется следующая методика. Испытания проводятся на стандартных образцах-балочках (40х40х160 мм) или на образцах-кубиках (30х30х30 мм). Образцы готовятся из цементного теста нормальной густоты по ГОСТ 310.3. Формы заполняются цементным тестом, встряхиваются, избыток теста срезается ножом. Образцы в формах выдерживаются над водой в течение 24 часов при t=(20±2)°С и относительной влажности воздуха (95±5)%. Через 24 часа после затворения образцы освобождаются из форм и не позднее чем через 20 минут испытываются на прочность при сжатии. Активность цементов через 24 часа твердения оценивается по формуле: R24ч=P / S • 98 (МПа), где R24ч — прочность при сжатии, МПа; P — усилие (кгс), S — площадь образца (см2).
По результатам испытаний активности портландцементов и глиноземистых цементов различных производителей цементы условно разделены на три группы. Активность малоактивных цементов меньше 20 МПа. У цементов средней активности эта характеристика лежит в пределах от 20 до 30 МПа. А у высокоактивных она превышает 30 МПа.
В I группу входят портландцементы ПЦ 600-Д0 (Санкт-Петербург), ШПЦ 400 (Липецкцемент), ПЦ 400 (Кузнецкцемент), а также глиноземистые цементы ГЦ- 40 (Пашийский завод), ВГЦ II 250 и 350 (Осколцемент, Санкт-Петербург), ВГКЦ-75 (Челябинский завод).
Во II — портландцементы ПЦ 500-Д0 (Осколцемент, Белгородцемент), ПЦ 400-Д20 (Михайловцемент), ПЦ 400-Д0 («Цесла», Сланцы), глиноземистый цемент ГЦ-50 (Осколцемент, Санкт-Петербург).
В III — портландцементы ПЦ 600-Д0 (Осколцемент, Санкт-Петербург), ПЦ 500-Д0 (Мордовцемент, Сухоложскцемент, Искитимцемент, Ангарскцемент), ПЦ 400-Д20 (Искитимцемент), глиноземистые цементы ГМЦ-60 («Цемдекор», Подольск), ГЦ-60 (Пашийский завод), Fondu, Secar 51, Secar 71 (Lafarge, Франция), Isidac-40 (Турция), Istra-40 (Германия).
Следует отметить, что представленное разделение цементов по активности условно, так как для ряда цементов колебания абсолютных величин прочности различных партий составляло от 10 до 40 МПа. С учетом характеристики активности цементов возможно проектирование рецептур сухих строительных смесей оптимального состава. Так, для проектирования стяжек для полов необходимо использовать портландцемент как минимум II группы. Для разработки самовыравнивающихся полов с минимальным (до 4 часов) сроком начала хождения оптимальным является сочетание глиноземистого цемента III группы и портландцемента II или III группы. Составы для мгновенной (в течение 60 секунд) остановки водных протечек — это сочетание цементов III группы. Для составления сухих смесей для упрочнения промышленных полов используется портландцемент III группы. А для ремонтных составов — портландцемент II или III группы, глиноземистый цемент III группы.
Применение цементов высокой активности позволяет снизить содержание вяжущих в рецептуре сухих смесей, ускорить введение в эксплуатацию затвердевших растворов, снизить усадочные деформации в процессе эксплуатации.
Литература:
1. Энтин З.Б., Нефедова Л.С. Прогнозирование перехода от марок по ГОСТ 10178-85 к классам прочности по ГОСТ 31108-2003.//Цемент и его применение.-2004.-№ 2.-С.27-30.
2. Корнеев В.И., Медведева И.Н. Вяжущие свойства композиций на основе портландского и алюминатного цементов.//3-я международная конференция "Современные технологии сухих смесей в строительстве", СПБ, 2001, С.115-121.
По информации СП ССС () подготовил Сергей ЗОЛОТОВ
«Строительство и недвижимость»
