Сульфатостойкий бетон что это такое
Сульфатостойкий цемент (портландцемент) — что это такое, где применяется, преимущества и недостатки
Бетонные и железобетонные сооружения отличаются прочностью и долговечностью, однако под влиянием атмосферных факторов они начинают разрушаться. Причинами снижения прочности становятся перепады температуры, повышенная влажность, солнечные лучи и т.п. Добавление в состав бетона сульфатостойкого цемента помогает увеличить срок службы конструкции.
Цемент этого вида помогает увеличить срок службы.
Что это такое
Сульфатостойкий бетон, называемый иначе портландцементом, — это материал, содержащий клинкер, алюминат кальция, силикат. Такие строительные смеси используют при сооружении гидротехнических построек. Материал противостоит негативному влияют дождевых вод, содержащих сульфаты.
Основной состав
Вводятся минеральные добавки, улучшающие технические характеристики. В состав сульфатостойкого бетона вводят клинкер, гипсовый камень или иное сырье, содержащее сульфат кальция.
Разновидности
Строительные смеси, устойчивые к воздействию агрессивных факторов, делятся на такие типы:
Портландцемент увеличивает устойчивость бетонных смесей к перепадам температур, снижает агрессивность сульфатов, если эти вещества содержатся в материале в большом количестве.
Способы получения
Бетон, имеющий нужные характеристики, получают 2 способами:
Виды цементов
При изготовлении сульфатостойкого бетона используют такие виды цемента:
Свойства
К основным свойствам сульфатостойких строительных смесей относятся:
Цветной и белый портландцемент
Вместе с защищенностью от воздействия агрессивных факторов цемент должен обладать хорошими эстетическими качествами.
Существует 2 вида смесей:
Область применения
Сфера использования обуславливается преимуществами цемента.
Еще одна марка сульфатостойкого цемента.
Смеси применяются для строительства объектов, подвергающихся негативным факторам окружающей среды:
Сульфатостойкий бетон используют для строительства фундаментов, гидротехнических сооружений, мостовых свай, железобетонных обсадных конструкций колодцев, речных и морских молов.
Маркировки
При покупке устойчивого к сульфатам портландцемента обращают внимание на марку, указанную на упаковке. Этот параметр отражает прочность материала при сдавливании. Шлакопортландцемент обозначается как М300, 400, 500. Маркировки М400 и М500 можно обнаружить на упаковке строительной смеси с минеральными присадками. Цемент без добавок имеет марку М400, пуццолановый — М300, 400.
При долгом хранении наблюдается потеря прочности — за полгода этот показатель может уменьшиться на 10%.
Характеристика сульфатостойкого бетона
Конструкции из бетона и железобетона являются прочными и надежными строительными элементами, однако они поддаются разрушениям и повреждениям в процессе эксплуатации. Деформации бетона или железобетона возникают под влиянием грунтовых вод, дождей, морозов, под воздействием химических веществ и подвижности грунта. Улучшить свойства смеси сможет сульфатостойкий цемент. При использовании сульфатостойкого цемента обеспечивается надежная защита зданий и сооружений от воздействий атмосферных осадков, в состав которых входят сульфаты. Применение такого цемента обеспечивает конструкцию устойчивостью к морозам, износостойкостью.
Сульфатостойкий бетон увеличивает надежность строительства.
Что такое сульфатостойкий бетон?
Цемент сульфатостойкий или как его еще называют портландцемент, представляет собой строительный материал, в состав которого входит клинкер, силикат и трехкальцевый алюминат. Использование сульфатостойких цементов актуально в строительстве гидротехнических построек, так как они способны противостоять агрессивному воздействию атмосферных осадков с содержанием сульфатов.
Свойства
В сульфатостойком бетоне находятся клинкер, гипс и трехкальцевый алюминат, могут быть добавлены минеральные добавки. Трехкальцевый алюминат добавляют в бетонную смесь в количестве не более пяти процентов от общей массы, избыток материала провоцирует сульфатную коррозию. Отличительным свойством при работе сульфатосктойким бетоном является быстрое затвердевание цементно-песчаной смеси, что отрицательно сказывается на прочности готового изделия.
Разновидности
Сульфатостойкая цементно-песчаная смесь подразделяется на следующие виды:
Портландцемент увеличивает сопротивляемость бетонных смесей к замораживанию и оттаиванию, если в них входят сульфаты, уменьшает воздействие агрессивных факторов в бетонном растворе, где содержится количество сульфатов, превышающих норму. Для улучшения качества портландцемента в цементно-песчаное месиво добавляют минеральные добавки и выбирают подходящий метод приготовления цемента для определенных условий строительства зданий и сооружений.
Способы получения
Гидравлическое вяжущее вещество получают двумя способами. Первый способ – изготовление цементного раствора с добавлением специальных минеральных добавок. Второй способ – использование сульфатостойких цементо-песчанных примесей, из-за которых обеспечивается надежность и защита конструкций на протяжении срока эксплуатации.
Раствор со стойкими сульфатами достигает своей окончательной прочности на протяжении двадцати восьми дней. Для получения портландцемента используют смесь шлака в количестве двадцати процентов. Для шлакопортладцемента допускается замена шлака на золу в количестве не превышающем десяти процентов массы раствора. Применение добавок, в объеме превышающих норму, уменьшает прочность раствора и увеличивает хрупкость сооружений, что приводит к разрушениям. Изготовление такого раствора должно соответствовать нормам государственного стандарта.
Как изготовить?
Приготовление сульфатостойкого бетона мало чем отличается от производства обычного бетонного раствора. Для изготовления смеси понадобится песок, цемент в пропорциях один к трем. Перед добавлением минеральных добавок важно проверить их влияние на строительный материал. Все технологические компоненты должны быть подтверждены испытаниями.
Испытание проводится на схватывание раствора, для чего в процессе кипячения обеспечивается равномерность изменений количества смеси и проверяется ее схватывание, которое происходит не раньше сорока пяти минут от процесса твердения.
Также при изготовлении бетона используют гипсовый камень, воду, клинкер или другие материалы с содержанием сульфата кальция. Применение такого цемента по карману не каждому, поэтому используется он не так часто, как обычный бетон, но и характеристики его несравнимы с простой бетонной смесью.
Области применения
Применение портландцемента актуально при возведении подводных или подземных конструкций, для строительства зданий и сооружений, которые поддаются воздействию большого количества атмосферных осадков с содержанием сульфатов. Свойства устойчивого сульфатного бетона обеспечивают защиту конструкций от внешних природных и химических факторов.
Вывод
Портландцемент является неотъемлемым материалом в строительстве зданий и сооружений, которые находятся в местности с переменчивой влагой и температурным режимом.
Однако стоит помнить, что выбирая материал, первым делом обращают внимание на его состав, ведь для разных почв потребуются соответствующие портландцементы.
Бетон сульфатостойкий — характеристика, технология
В производстве бетонных смесей, устойчивых к коррозии этого типа, в качестве вяжущего вещества используют специальный сульфатостойкий цемент (ГОСТ 22266-2013).
Разновидности
Строительные смеси, устойчивые к воздействию агрессивных факторов, делятся на такие типы:
Портландцемент увеличивает устойчивость бетонных смесей к перепадам температур, снижает агрессивность сульфатов, если эти вещества содержатся в материале в большом количестве.
Процедура приготовления
Собственноручное создание сульфатостойкого цемента М300 начинается с приобретения 360 килограмм сульфатостойкого портландцемента, 850 килограмм взятого из реки песка, 1100 килограмм гранитного щебня, 190 литров воды и 5–10 килограмм добавок. В функционирующий бетоносмеситель заливается вода, а также насыпается цемент. Упомянутые компоненты тщательно перемешиваются между собой, а затем полученный состав дополняется заранее вычисленным количеством песка и щебня. Дальше на протяжении 10–15 минут материал подвергается перемешиванию и заливается в предварительно подготовленную опалубку.
Способы получения
Бетон, имеющий нужные характеристики, получают 2 способами:
Обозначение
Сульфатостойкие цементы отличить просто – достаточно правильно истолковать маркировку. В ней содержится основная информация о материале.
На примере ЦЕМ I 42,5Б СС ГОСТ 22266-2013:
Таким же образом можно прочитать маркировки других видов.
Кроме того, цемент с пластификаторами (ПЛ) и гидрофобизаторами (ГФ) должен иметь в маркировке соответствующие обозначения, например: ЦЕМ I 42,5Н СС ПЛ ГОСТ 22266-2013 (сульфатостойкий цемент класса прочности 42,5Н с пластификатором).
Низкощелочной цемент с содержанием R2O не более 0,6% обозначают как НЩ (ЦЕМ I 32,5Б СС НЩ ПЛ ГОСТ 22266-2013).
Виды цементов
При изготовлении сульфатостойкого бетона используют такие виды цемента:
Как изготовить?
Приготовление сульфатостойкого бетона мало чем отличается от производства обычного бетонного раствора. Для изготовления смеси понадобится песок, цемент в пропорциях один к трем. Перед добавлением минеральных добавок важно проверить их влияние на строительный материал. Все технологические компоненты должны быть подтверждены испытаниями.
Испытание проводится на схватывание раствора, для чего в процессе кипячения обеспечивается равномерность изменений количества смеси и проверяется ее схватывание, которое происходит не раньше сорока пяти минут от процесса твердения.
Также при изготовлении бетона используют гипсовый камень, воду, клинкер или другие материалы с содержанием сульфата кальция. Применение такого цемента по карману не каждому, поэтому используется он не так часто, как обычный бетон, но и характеристики его несравнимы с простой бетонной смесью.
Вернуться к оглавлению
Свойства
К основным свойствам сульфатостойких строительных смесей относятся:
Портландцемент М500 Д0.
Особенности
Гидротехнический бетон обладает рядом особенностей:
Цветной и белый портландцемент
Вместе с защищенностью от воздействия агрессивных факторов цемент должен обладать хорошими эстетическими качествами.
Существует 2 вида смесей:
Основной состав
Строительный материал состоит из таких веществ:
Область применения
Сфера использования обуславливается преимуществами цемента.
Еще одна марка сульфатостойкого цемента.
Смеси применяются для строительства объектов, подвергающихся негативным факторам окружающей среды:
Сульфатостойкий бетон используют для строительства фундаментов, гидротехнических сооружений, мостовых свай, железобетонных обсадных конструкций колодцев, речных и морских молов.
Технические характеристики
Обыкновенный или железобетонный раствор имеет очень слабую сопротивляемость к таким природным факторам:
Сульфатостойкий бетон отличается такими положительными характеристиками:
Требования к смеси
Бетон и железобетон активно используются в строительстве. Это прочные, надежные, долговечные материалы. Однако и они не лишены недостатков. В частности, подземная часть конструкций, подвержены воздействию грунтовых вод и влаги. А в воде, как известно, содержится множество сульфатов, солей и их соединений, способных нарушить целостность конструкции. Поэтому предусмотреть защиту от подобного разъедания вполне логично и даже необходимо.
Сульфатостойкий состав увеличит долговечность фундамента скорость его разрушения грунтовыми водами.
Оптимальным вариантом защиты от сульфатной коррозии в условиях регулярного водонасыщения является сульфатостойкий бетон.
Это единственный состав, который способен обеспечить надежную защиту конструкции от разъедания сульфатосодержащими смесями.
Используя сульфатостойкий бетон, увеличивается надежность постройки.
Существует 2 основных способа получить сульфатостойкий бетон: на обычном цементе со специальными модифицирующими добавками или на сульфатостойком цементе. Второй способ гораздо более предпочтителен и надежен, потому что он дает защиту на всех стадиях жизни конструкции. Бетон на обычном цементе с добавками тоже будет защищать изделия, но такая защита соизмерима с обработкой обуви водоотталкивающим составом. А сульфотостойкий цемент – это, по аналогии, резиновые сапоги. Разница существенна. Такие цементы принято разделять по видам:
Кроме того, существует градация по прочности сжатия на 28 сутки. В зависимости от показателей выделяют марки М300, М400 и М500. ГОСТ 22266-94 регламентирует содержание компонентов сульфатостойкого состава. Например, в портландцементе с минеральными добавками допускается не более 20% смеси пуццоланы и шлака, для шлакопортландцемента возможно заменить шлак золой (кислой) или пуццоланой в размере не больше 10% массы состава. В сульфатостойком портландцементе содержание ангидрида серной кислоты не может превышать 3-4%. Повышенное содержание веществ, реагирующих с содержащимися в воде сульфатами, чревато хрупкостью конструкции, ее внутренним разрушением. Правильно подобранная пропорция обеспечит не только устойчивость состава, но и уплотнение. Поэтому сульфатостойкий цемент обязательно должен соответствовать требованиям ГОСТа.
Сульфатостойкий бетон что это такое
Как известно, осадки или находящаяся в земле вода содержит всевозможные химические примеси, в том числе соли сульфатов. Эти вещества негативно сказываются на структуре бетона, постепенно разрушая изделие. Поэтому ученые разработали сульфатостойкий бетонный раствор, после правильного затвердевания приобретающий внешний облик камня. А сооруженные из него объекты, фундаменты в том числе для легких металлических конструкций, беспрепятственно выдерживают агрессию сульфатной среды без протекания процессов коррозии, растрескивания и появления сколов.
Содержание статьи:
Виды цементного связующего
Сульфатостойкие бетоны отличаются тем, что роль их связующего элемента играют цементы, которые формируются минеральными соединениями. Перед внесением в раствор упомянутые вещества необходимо тщательно измельчать и смешивать в определенных нормативами пропорциях. Дополнительно разрешается насытить структуру активными минеральными добавками. В зависимости от ингредиентов и технологии приготовления существует несколько разновидностей сульфатостойких цементов, особенности которых рассматриваются ниже.
Портландцемент
Первый вариант цементного состава содержит небольшое количество гидроалюминатов кальция, а в его структуре не появляется много эттрингита (гидросульфоалюмината кальция). Поэтому материал эффективно сопротивляется агрессии сульфатной среды, долго сохраняя целостность бетонного объекта. При запуске твердения состав медленно приобретает прочность, но в застывшем состоянии отдает относительно малые объемы тепловой энергии.
Сульфатостойкий портландцемент М400 содержит пятьдесят процентов вещества C3S или пять процентов C3A. Готовящийся портлантцемент М500 насыщается измельченным клинкером, двухводным гипсом и активной минеральной добавкой (АМД). Последний компонент является мелкими частицами вещества, улучшающего гидравлические и пуццоланические свойства окончательно созданного бетона. Гидратационным процессом формируются соединения с 10–20 процентами полностью растворяющегося в воде портландита.
Высыпанные в жидкость активные добавки преобразуют гидрооксид кальция в очень медленно растворяющиеся композиты. Благодаря этому конструкции лучше сопротивляются агрессии сульфатов и влаги. По механизму функционирования АМД представлены:
Фото из открытых источников, носит иллюстрационный характер
Шлакопортландцемент
Вторая разновидность цемента является вяжущим соединением, содержащим меньше восьми процентов вещества C3A. На строительном рынке наибольший спрос наблюдается у марок М300 и М400. В их составе имеется хорошо измельченный портландцементный клинкер и запускающий твердение шлака двухводный гипс. Дополнительно изготовители добавляют гранулированный шлак с частицами размером от пяти до десяти миллиметров, довольно быстро схватывающийся при разбавлении катализатором твердения.
Производителям разрешается заменять гранулы кислой золой уноса, объем которой должен равняться максимум 10 процентам от всей массы цементного соединения, а количество компонента SO3 — достигать максимум 3–4 процентов. Чтобы эксплуатационные свойства сульфатостойкого бетона улучшились, вводится 0,3 процента гидрофобизационных и пластификационных добавок.
Пуццолановый цемент
Третий вид связующего сульфатостойкого бетона состоит из портландцементного клинкера, двухводного гипса и пуццоланы. Последний из озвученных компонентов представляет собой пемзу, объединенную с туфом и пеплом вулканического происхождения. Она окрашена светло-серым оттенком и обладает плотностью 2,8–2,9 грамм на кубический сантиметр. Объем рассматриваемой добавки находится в пределах 20–40 процентов, а также выбирается по заданным изготовителем свойствам бетона.
Производство бетонной смеси с применением пуццолановых цементов позволяет получить вязкий материал, разбавляемый 30–40 процентами воды, но при выполнении такой операции снижается качество готовой продукции. Чтобы предотвратить появление этой проблемы, в состав рекомендуется добавить на 5–10 процентов больше цемента или подсыпать пластификатор. Во время твердения гидроксид кальция прочно соединяется с пуццолановой смесью, не давая поверхности разрушаться выщелачиванием и морскими водами.
Фото из открытых источников, носит иллюстрационный характер
Процедура приготовления
Собственноручное создание сульфатостойкого цемента М300 начинается с приобретения 360 килограмм сульфатостойкого портландцемента, 850 килограмм взятого из реки песка, 1100 килограмм гранитного щебня, 190 литров воды и 5–10 килограмм добавок. В функционирующий бетоносмеситель заливается вода, а также насыпается цемент. Упомянутые компоненты тщательно перемешиваются между собой, а затем полученный состав дополняется заранее вычисленным количеством песка и щебня. Дальше на протяжении 10–15 минут материал подвергается перемешиванию и заливается в предварительно подготовленную опалубку.
Сульфатостойкий бетон: поясняем все нюансы
Качество большинства строительной конструкций на прямую зависит от качества и свойств используемого бетона. Особенно это касается тех частей, который соприкасаются с грунтовыми водами или другим видом влаги, содержащим сульфатные добавки.
При проникновении сульфатов извне, бетон может разрушиться, так как в увеличивается его объём и внутри образуются трещины. Поэтому, для фундаментов зданий, береговых бетонных конструкций, сооружений для сооружений, связанных с повышенной влажностью применяют сульфатостойкий бетон. 
Что такое сульфатостойкий бетон?
Цемент сульфатостойкий или как его еще называют портландцемент, представляет собой строительный материал, в состав которого входит клинкер, силикат и трехкальцевый алюминат. Использование сульфатостойких цементов актуально в строительстве гидротехнических построек, так как они способны противостоять агрессивному воздействию атмосферных осадков с содержанием сульфатов.
Вернуться к оглавлению
Преимущества сульфатостойкого бетона
Бетон сульфатостойкий относят к материалу, в свойства которого входит способность надежно защитить конструкцию от разрушительного воздействия воды с содержанием сульфатов, деформации грунта, температурных воздействий.
Сульфатостойкий состав увеличит долговечность конструкции, а также ее износостойкость и морозоустойчивость.
Разновидности бетона
Получить сульфатостойкий бетон можно 2 способами:
Последний способ значительно превосходит первый по качеству и защищает конструкцию на всех стадиях постройки.
Таблица марок и классов бетона.
Очень важным фактором качества в данном виде строительной смеси является соблюдение ГОСТа, ведь из-за неправильных пропорций существует вероятность увеличения хрупкости постройки и разрушения ее изнутри. В зависимости от прочности бетона на 28 сутки, идет подразделение его на марки: М300, М400, М500. Предназначение таких материалов — изготовление бетонных и железобетонных конструкций. Добавление в их состав таких веществ, как суперпластификаторы и воздухововлекающие добавки, повышают стойкость.
Вернуться к оглавлению
Производят сульфатостойкий портландцемент при помощи тонкого помола гипса или портландцементного клинкера, а выпускают с гранулированными минеральными добавками или без них. Без добавок идет маркировка М300, с добавками — М400, М500. При введении в состав мылонафта или сульфитно-спиртовой барды такой материал называется пластифицированный. Пуццолановый портландцемент используют в основном для постройки подводной части разных морских и океанических сооружений, потому что в нем тепловыделяющие минералы находятся в большем количестве, чем в обычном сульфатостойком цементе, который будет более эффективен в применении наземных частей конструкции.
В сульфатостойкий бетон добавляют такое минеральное вещество, как трехкальциевый алюминат, которого в составе должно быть не более 5%, чтобы в результате реакции с окружающей средой не возникла сульфатная коррозия. Одним из свойств данной строительной смеси является его не очень быстрое твердение, что приводит к медленному нарастанию прочности.
Вернуться к оглавлению
Компоненты бетонной смеси.
Оптимальной пропорцией цемента и песка является 1:3, для прочности состава специалисты советуют применять пластификаторы, а подвижность смеси определять расплывом стандартного конуса более 135 мм при водоцементном отношении 0,4. Если цемент считается гидрофобным, он не должен впитывать в себя воду на протяжении 5-6 минут после того, как нанесли несколько капель на пробу.
Чтобы изготовить сульфатостойкий бетон, потребуется:
При изготовлении есть возможность замены другими материалами, которые обязательно содержат в своем составе сульфат кальция, различных гранулированных и минеральных добавок. Если в состав входят электротермофосфорные шлаки, содержание в бетоне оксида алюминия не должно быть более 8%, в шлакопортландцементе запрещено превышение 12%.
Главной особенностью сульфатостойкого бетона является его высокая стойкость, которая предотвращает проникновение воды даже при высоком гидростатическом давлении.
Свойства
В сульфатостойком бетоне находятся клинкер, гипс и трехкальцевый алюминат, могут быть добавлены минеральные добавки. Трехкальцевый алюминат добавляют в бетонную смесь в количестве не более пяти процентов от общей массы, избыток материала провоцирует сульфатную коррозию. Отличительным свойством при работе сульфатосктойким бетоном является быстрое затвердевание цементно-песчаной смеси, что отрицательно сказывается на прочности готового изделия.
Вернуться к оглавлению
Способы получения сульфатостойкого бетона
Существует две технологии замесить сульфатостойкий бетон:
Второй способ более предпочтителен. Использование специального сульфатостойкого цемента позволяет обеспечить более надежную защиту от разрушения на всех стадиях «жизни» сооружения. Бетон, изготовленный на обычном портландцементе с присадками, также будет защищать изделие, но не так эффективно, как в предыдущем случае.
Виды сульфатостойких цементов
Второй способ дает более качественную защиту бетонных сооружений от чрезмерно агрессивного и очень губительного воздействия сульфатных сред. Бетон на сульфатостойком цементе значительно дороже обычного, но позволяет защищать строительные конструкции на всех стадиях эксплуатации.
Существует несколько видов сульфатостойких цементов:
Наиболее часто используют сульфатостойкий портландцемент, который отлично себя зарекомендовал в двух крайних вариантах условий работы бетонных контсрукций:
Чтобы бетон на сульфатостойком портландцементе обладал всеми необходимыми эксплуатационными качествами, применяют несколько методов:
Количество добавок и метод изготовления сульфатостойкого цемента зависит от конкретных условий строительства и эксплуатации конечного сооружения.