|
Хлорсодержащие (алинитовые) цементы. Алинитовые цементы (АЦ), разработанные в НИИСтромпроект (г.Ташкент), сопоставимы по темпу твердения с быстротвердеющими портландцементами. Клинкер получают при температуре 1000-1200 °С за счет введения в шихту 8-10 % СаС12
или МgCl2. В настоящее время технология осваивается и прогнозируемые показатели (экономия 30-35 % условного топлива и 25-35 % электроэнергии по сравнению с портландцементом) еще не достигнуты.
Основной фазой клинкера является хлорсодержащий аналог алита - алинит, отличающийся более быстрой гидратацией вследствие дефектности кристаллической решетки и большей степени ионности связей.
Содержание алинита в различных партиях клинкеров составляло 50-70 %. Среди составляющих обнаружен также белит, маенит или его твердый раствор с CaCl2 (С11А7 ×СаCl2),
а также С2F или С4AF . Весьма существенным является высокое содержание белита в промышленных клинкерах, достигающее 30 % и более и возрастающее, как правило, за счет соответствующего уменьшения алинита.
АЦ подразделяются на марки 400 и 500, вместе с тем М 300 для них не менее характерна. Особое значение приобретает сохранение активности, поскольку вяжущие отличаются ускоренным старением вследствие наличия в них хлорсодержащих (в том числе легкорастворимых) соединений и высокой дисперсности (3300-4100 см2/г).
По данным НИИЖБ АЦ обеспечивают пониженную водопотребность бетонных смесей (на 10-15 л/м ), но экономия за счет этого цемента достигается лишь при условии укладки смеси сразу после приготовления. С увеличением длительности транспортирования это преимущество исчезает и ввиду сокращенных сроков схватывания АЦ приходится решать вопрос о сохраняемости подвижности смеси.
Эффект ускоренного твердения АЦ проявляется в зависимости от условий выдерживания бетона. По результатам исследований НИИЖБ, для бетонов на АЦ возможно исключение предварительной выдержки перед ТВО и общее сокращение ее длительности на 3-4 ч для режимов с суточной оборачиваемостью камер. Прогрев рекомендовано вести при температуре 80-95 °С. По сравнению с нормальным твердением пропаренные бетоны на АЦ обладают большей прочностью на 10-15 %, что объясняется активизацией белита, формированием относительно закристаллизованных новообразований и присутствием в камне пластинчатых гидроалюминатов (гидрохлоралюминатов кальция) взамен алюминатов кубической структуры.
Для достижения марочной прочности бетона влажностный уход должен быть продлен до момента приобретения прочности 80-85 %, что связано с высокими структурными напряжениями в бетонах на АЦ при испарении влаги.
Кардинальным при использовании АЦ является вопрос о влиянии хлорсодержащих соединений на состояние арматурной стали. Общее содержание хлора в АЦ регламентировано в пределах от 1,3 до 2,5 % по массе, но для наиболее характерных партий составляет 2,4-2,7 %. Установлено, что во влажной среде в бетонах на АЦ сталь подвергается интенсивной коррозии; это подтверждено электрохимическими и длительными натурными испытаниями.
Бетоны нормального твердения на АЦ могут обладать пониженными характеристиками в сравнении с портландцементными бетонами; их морозостойкость не превышает 100 циклов независимо от В/Ц. Усадка и ползучесть в 1,8-2 раза превышала показатели порт-ландцементных бетонов; резервных пор в бетоне на АЦ М300 не обнаружено. Подобные свойства связаны с формированием дефектной структуры камня из АЦ, что подтверждено экспериментально. Повышенное содержание в образцах на АЦ переходных пор размерами 0,01-0,1 мкм соответствует их высокой деформативности и низкой трещиностойкости. Одна из причин низких показателей АЦ усматривается в значительном содержании в цементе фракций <10 мкм - более 25 %.
Эксплуатация бетонов на АЦ в среде с пониженной влажностью вызывает нежелательные последствия. Отмечено более заметное снижение модуля упругости (на 22 % к 200 сут), чем для бетона на портландцементе. Вместе с тем пониженная влажность способствует снижению интенсивности коррозии стали. Рассматривая в этой связи перспективы применения АЦ, по крайней мере, в монолитном железобетоне (не подвергаемом ТВО), следует отметить, что если в конструкциях, подвергаемых сжатию (перегородки, внутренние стены, колонны), оно не вызывает особых возражений (при условии строгого соблюдения ограничений по влажности), то в изгибаемых конструкциях требует обоснования в связи с ухудшением трещиностойкости защитного слоя бетона.
ТВО благоприятно влияет на свойства бетонов на АЦ. Однако пропаривание резко активизирует коррозионные процессы - площадь коррозионного поражения стержней в возрасте 3 лет в 2 раза выше, чем при нормальном твердении.
Для улучшения свойств бетонов на АЦ предложен ряд способов. Такие меры, как увеличение длительности ухода (больше 28 сут) и использование жестких смесей, хотя в ряде случаев и повышают морозостойкость до 200-300 циклов, однако приемлемы не всегда. Наиболее действенно введение воздухововлекающих добавок; их эффект сохраняется независимо от В/Ц, удобоукладываемости, условий твердения и содержания хлора в АЦ.
Область применения АЦ и бетонов на основе АЦ. Алинитовые цементы рекомендуются, в первую очередь, для неармированных изделий и конструкций, изготовляемых преимущественно в заводских условиях (стеновых блоков и камней, блоков фундаментов, элементов внутренних стен и перегородок, труб), но могут быть допущены и в армированных изделиях, в частности, плитах облицовок ирригационных каналов и лотках. При этом необходим учет условий среды: если сульфатостойкость и стойкость бетонов на алинитовых и среднеалюминатных портландцементах в растворах солей магния идентична, то в мягких водах бетоны на АЦ подвергаются более быстрому выщелачиванию.
При строгих ограничениях по влажности среды и при введении добавок область применения бетонов на АЦ может быть расширена. В монолитных конструкциях использование АЦ возможно при устройстве оснований дорог, облицовок каналов, полов, промышленных площадок.
Эффективно применение АЦ для изготовления теплоизоляционного ячеистого бетона. Быстрое схватывание обеспечивает снижение плотности бетона (500 кг/м3 и менее), а интенсивный рост пластической прочности - уменьшение структурных нарушений при TBО.
С целью расширить применение АЦ предложены смешанные вяжущие – алинитопортландцементы
(АПЦ) с преобладанием портландцемента и ограниченным содержанием алинитового клинкера - до 30 %. Содержание легкорастворимых хлоридов в АПЦ стабилизируется через 1 ч после затворения и вплоть до 1 года практически не меняется, оставаясь существенно меньшим, чем в АЦ и меньшим, чем в портландцементе с добавкой 2 % СаС12.
Бетоны на АПЦ не уступают портландцементным по всему комплексу свойств: усадка бетона нормального твердения на АПЦ лишь на 10 % больше, чем бетона на портландцементе, трещиностойкость практически одинакова, скорость твердения и прочность бетона при введении 20-30 % АЦ возрастают.
АПЦ рекомендуется для изготовления конструкций по аналогии с бетонами на портландцементах, содержащими до 2 % СаС12. Изготовление АПЦ должно осуществляться на цементных заводах при условии строгого контроля за составом вяжущего и его однородностью. Смешивание алинитового цемента и портландцемента на бетонных заводах не допускается.
|