Разновидности портландцемента

Быстротвердеющий портландцемент {БТЦ) является алито-алю-минатным цементом с повышенным содержанием C₃S и С₃А (в сумме 60...65%) и более тонким по сравнению с ПЦ помолом клинкера (S_ya = 3 500...4 500 см²/г).

Скорость твердения БТЦ возрастает со скоростью охлаждения клинкера. При быстром охлаждении от температуры 1 250... 1 300 °С отдельные фазы клинкера остаются в аморфной форме, сохраняя высокую активность. При помоле БТЦ добавляют активные мине­ральные добавки (не более 20 % от массы цемента), которые обес­печивают равномерный рост прочности (без сбросов). В отличие от ПЦ прочность БТЦ нормируется в возрасте 3 и 28 сут. В возра­сте 3 сут БТЦ должен иметь не менее половины (обычно 60... 70 %) марочной (28-суточной) прочности. Стандарт предусматривает две марки БТЦ: 400 и 500. БТЦ предназначен для изготовления сбор­ных железобетонных конструкций и изделий на заводах и полиго­нах, а также для скоростного строительства.

Сульфатостойкий портландцемент изготавливают из клинкера нормированного состава, содержащего: C₃S — не более 50 %; С₃А —не более 5 %; (С₃А + C₄AF) — не более 22 %. Минеральные добав­ки не допускаются, так как они снижают морозостойкость бетона. Для этого цемента характерны пониженное тепловыделение и за­медленное твердение в начальные сроки. Сульфатостойкий порт­ландцемент выпускается одной марки — 400. Он предназначен для изготовления бетона наружных зон сооружений, работающих в условиях сульфатной агрессии воды и одновременно подвержен­ных систематическому попеременному увлажнению и высыханию или замораживанию и оттаиванию.

Пластифицированный портландцемент получают введением при помоле клинкера пластифицирующей поверхностно-активной добавки в количестве 0,15...0,30% от массы цемента. В качестве таких добавок часто применяют технические литносульфонаты. До­бавка облегчает помол клинкера и придает растворным и бетон­ным смесям повышенную подвижность. Пластифицирующий эф­фект позволяет либо сократить расход цемента (при водоцемент-ном отношении В/Ц = const), либо повысить прочность, морозо­стойкость и водонепроницаемость бетона, уменьшив В/Ц.

Гидрофобный портландцемент получают при добавлении к це­менту в процессе помола клинкера и гипса гидрофобизующих добавок (асидола, мылонафта, олеиновой кислоты, кубовых ос­татков синтетических жирных кислот и др.) в количестве 0,06...0,30% от массы цемента.

Гидрофобизующие добавки образуют на зернах цемента тон­чайшие адсорбционные слои, обладающие водоотталкивающими свойствами и понижающие способность цемента смачиваться водой. Поэтому гидрофобные цементы не снижают своей активнос­ти в течение одного-двух лет хранения на воздухе, в то время как обычные цементы уже через 1...3 мес теряют до 30% и более начальной прочности.

В начале процесса твердения вода проникает к зерну цемента путем диффузии через адсорбционные пленки, при этом не­сколько замедляется рост прочности. По мере гидратации и уве­личения в объеме новообразований гидрофобные слои разры­ваются и твердение протекает нормально. Благодаря воздухо-вовлекающей способности этих добавок пористость бетона уве­личивается на 3... 5 % по объему, что несколько понижает проч­ность, но из-за снижения доли открытых пор уменьшается во­допоглощение, повышается водонепроницаемость и морозостой­кость бетона. Гидрофобизующие добавки облегчают процесс помола, предотвращают слипание частиц цемента и налипание их на мелющие тела.

Белый портландцемент бывает двух видов: с активными мине­ральными добавками (до 20 %) и без добавок. Этот цемент полу­чают из сырья с малым содержанием красящих оксидов (FeO, МпО и др.). Используют чистый известняк или мел и белую глину —каолин. Клинкер белого цемента состоит из алита, белита и алю­минатов кальция при почти полном отсутствии алюмоферритной фазы. Чтобы исключить загрязнение цемента железом и его окси­дами при помоле, мельницы футеруют фарфоровыми или крем­невыми плитами. Применяют мелющие тела из фарфора или вы­сокоглиноземистого материала — уралита. Обжиг клинкера про­изводят на беззольном топливе — мазуте или газе. Клинкер под­вергают так называемому отбеливанию — резкому охлаждению от 1 250... 1 350 до 500...600⁰С, в результате которого белит теряет способность растворять оксидами железа. Марки белого портланд­цемента: 400 и 500. По белизне белый портландцемент подразде­ляется на три сорта.

Цветные портландцементы получают двумя способами:

1) совместным помолом белого клинкера с минеральными красителями (охрой, железным суриком, марганцевой рудой, уль­трамарином и др.);

2) путем введения в безжелезистую сырьевую смесь красящих пигментов (оксидов хрома, марганца, кобальта, никеля и др.). Ок­рашенные клинкеры дают редкие и насыщенные цвета, недоступ­ные при первом способе. Марки цветного портландцемента: 300, 400 и 500.