ГОСТ 24640-91 Добавки для цементов. Классификация

ГОСТ 24640-91 Добавки для цементов. Классификация

Настоящий стандарт распространяется на все виды добавок, применяемых при изготовлении цемента, и устанавливает их классификацию. Определения к терминам, применяемым в настоящем стандарте, — по СТ СЭВ 4772.

1 . Добавки для цементов в зависимости от основного воздействия на свойства цемента или технологию его изготовления подразделяют на:

1 ) компоненты вещественного состава;

2 ) регулирующие свойства цемента;

3 ) технологические, облегчающие процесс помола цемента, но не оказывающие существенного влияния на его свойства.

2 . Добавки-компоненты вещественного состава

2.1 . Добавки-компоненты вещественного состава по роли в процессе гидратации и твердения цемента подразделяют на:

1 ) активные минеральные;

2.2 . Активные минеральные добавки по роду активности подразделяют на:

1 ) обладающие гидравлическими свойствами;

2 ) обладающие пуццоланическими свойствами.

3 . Добавки, регулирующие свойства цемента

3.1 . Добавки, регулирующие свойства цемента, по характеру регулируемых свойств подразделяют на:

1 ) регулирующие основные строительно-технические свойства цемента;

2 ) регулирующие специальные свойства цементов.

3.2 . Добавки, регулирующие основные строительно-технические свойства цемента, подразделяют на:

1 ) регуляторы сроков схватывания (ускорители и замедлители начала схватывания цемента);

2 ) ускорители твердения — повышающие начальную прочность цемента;

3 ) повышающие прочность — повышающие активность цемента в возрасте, установленном стандартами на продукцию для марочной прочности;

4 ) пластификаторы — снижающие водопотребность цемента.

3.3 . Добавки, регулирующие специальные свойства цемента, подразделяют на:

1 ) водоудерживающие — повышающие седиментационную устойчивость цементного теста, снижающие водоотделение;

2 ) гидрофобизующие — повышающие устойчивость цемента к воздействию влаги воздуха.

3 ) регулирующие объемные (линейные) деформации цементного камня (расширение или усадку цемента);

4 ) регулирующие тепловыделение — снижающие или повышающие теплоту гидратации за установленный срок;

5 ) улучшающие декоративные свойства цементов — повышающие белизну, а также придающие или улучшающие цвет;

6 ) регулирующие плотность цементного теста — утяжеляющие и облегчающие;

7 ) регулирующие тампонажно-технические свойства цемента.

ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное

КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ СВОЙСТВ ДОБАВОК

Основной эффект воздействия

Компоненты вещественного состава

Снижение доли клинкера больше, чем снижение активности цемента

Стандарты на методы испытаний цемента и добавок

Интенсификация процесса помола

Сокращение продолжительности помола цемента до заданной дисперсности не менее чем на 10 %

Регуляторы сроков схватывания

Ускорение или замедление схватывания

Изменение классификационного признака по ГОСТ 23464

Повышение прочности в ранние сроки

Не менее 10 % в возрасте 1 или 3 сут

Повышение марочной прочности

По группам ( ГОСТ 23464 ):

высокопрочные — не менее 7 %;

рядовые — не менее 10 %

низкомарочные — не менее 15 %

Увеличение расплыва конуса не менее чем на 15 % или снижение нормальной густоты не менее чем на 3 %

Не менее 10 % относительных

Увеличение времени всасывания капли воды, нанесенной на поверхность цемента

Регулирующие деформацию при твердении цементного камня

Снижение усадки или изменение расширения в заданных пределах

Изменение линейных деформаций не менее 50 % относительных

Любым методом с точностью до 0,1 мм/м

Через 7 сут не менее 10 %

Улучшающие декоративные свойства

Улучшение цвета, повышение белизны

Соответствие эталону цвета, повышение сортности

ГОСТ 15825 , ГОСТ 965

Регулирующие плотность цементного теста и растворов тампонажных цементов

Изменение классификационного признака

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1 . РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Государственной ассоциацией «Союзстройматериалов»

РАЗРАБОТЧИКИ

З.Б. Энтин , канд. техн. наук (руководитель темы); Н.В. Фартунина, канд. техн. наук; А.Б. Морозов

2 . УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного строительного комитета СССР от 11.03.91 № 6

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Для получения облегченных цементов в качестве модифицирующих компонентов используются специальные добавки, а чаще промышленные отходы. Последние имеют определенные преимущества, однако технология их получения трудоемка и требует больших материальных и энергетических затрат, что вызывает необходимость разработки новых подходов энергосберегающей технологии подготовки модифицирующих добавок, позволяющей более просто получать облегченные цементы с легкорегулируемыми свойствами.  [5]

При приготовлении облегченных цементов на основе облегчающих добавок с низкой плотностью ( р 1000 кг / м3) возникает другая проблема — их всплытие.  [6]

Во ВНИИКРнефти разработан облегченный цемент для горячих скважин ОЦГ и реагенты ММЦ-БТР и ПВС-ТР — понизители водоотдачи тампонажных растворов, применение которых обеспечивает заданную высоту подъема тампонажного раствора.  [7]

Разработанный во ВНЙИКРнефти облегченный цемент ОЦГ , представляющий собой смесь совместно измельченных трепела и шлака с портландцементом, дает раствор плотностью 1 45 г / см3 и менее, является эффективным материалом для крепления скважин в осложненных условиях.  [8]

С целью разработки облегченных цементов для температурных условий от 25 до 125 С было исследовано влияние добавок кварцевого песка и шлака на свойства цементного раствора и камня на основе портландцемента и трепела.  [9]

Образцы камня из облегченных цементов , затворенных раствором хлористого магния, от 2 до 270 — 360 суток непрерывно увеличивали прочность ( рис. 23, а), хотя в 2-суточном возрасте прочности почти не имели и представляли собой пластичную массу. Пористость насыщения и количество связанной воды ( рис. 23, б, г) изменяются по S-образным зависимостям, причем па графиках минимумам пористости насыщения отвечают максимумы количества связанной воды. К 180 суткам завершается кристаллизация новообразований, а после 180 суток происходит перекристаллизация продуктов гидратации с возникновением новой фазы, содержащей повышенное количество воды.  [10]

Образцы камня из облегченных цементов , затворенных раствором хлорида магния, от 2 до 270 — 360 сут непрерывно увеличивали прочность ( рис. 13.27 а), хотя в 2-суточном возрасте прочности почти не имели и представляли собой пластичную массу, Пористость насыщения и количество связанной воды ( рис. 13.27 6 г) изменяются по S-образным зависимостям, причем на графиках минимумам пористости насыщения отвечают максимумы количества связанной воды. К 180 сут завершается кристаллизация продуктов гидратации с возникновением новой фазы, содержащей повышенное количество воды.  [11]

При определении свойств тампонажного облегченного цемента применяется цементная пульпа с таким водоцементным отношением, при котором растекаемость пульны не менее 180 мм.  [12]

Анализ применяемой технологии получения облегченных цементов показал, что в промысловых условиях не обеспечивается необходимая равномерность перемешивания компонентов. В конечном итоге это приводит к ухудшению качества крепления скважин. Работы, проведенные в АО КазНИГРИ, МИНХ и ГП ( ныне РГУНГ) им И.М.Губкина, УГНТУ, показали, что в определенной степени задача может решаться применением облегченных цементов, изготовленных по дезинтеграторной технологии.  [13]

Цементирование этих скважин производилось облегченным цементом Вольского завода и обычным портланд-цементом.  [14]

Подтверждена повышенная чувствительность процессов расширения облегченных цементов к гидравлическому давлению поровой жидкости, которое значительно снижает величину расширения.  [15]

Обзор противоморозных добавок в бетон — описание и свойства

Промышленное строительство не прекращается в холодное время года, но затвердевание бетона при отрицательных температурах проблематично. Кристаллизация воды приводит к снижению прочности, что негативно сказывается на качестве конструкций. Решить проблему поможет применение противоморозных добавок в бетон, широкий выбор которых сегодня предлагает промышленность.

Принцип действия

Использование противоморозных добавок позволяет заливать строительные растворы при температурах до -50ºС. Они представляют собой жидкие или порошкообразные составы, добавляющиеся в смесь. Важно знать, что присадки к бетону, добавляемые при морозе, обеспечивают твердение всего на 30%. Окончательное отвердевание происходит после размораживания монолита.

Существует несколько типов противоморозных добавок, отличающихся по принципу действия:

• Составы, понижающие температуру замерзания жидкости, в результате процесс гидратации цемента продолжается, схватывание идет по стандартному механизму;
• Присадки на основе сульфатов ускоряют уплотнение бетона, при этом выделяется избыточное тепло, повышающее скорость гидратации цемента;
• Комплексные добавки повышают растворимость и активность цементного молочка, при этом соединения, появляющиеся в результате реакции с водой, снижают температуру ее кристаллизации.

Разновидности

Существуют различные антиморозные добавки, каждая из которых имеет свой механизм воздействия. Популярная присадка – карбонат натрия, иначе именуемый поташ. Это порошкообразный кристаллический состав, ускоряющий затвердевание бетонной смеси. Применение присадки такого типа снижает технические характеристики материала, в том числе прочность. Чтобы уменьшить этот эффект в поташ добавляют тетраборат натрия.

Внимание! Поташ относят к опасным веществам, поэтому при работе с ним соблюдают требования безопасности.

Тетраборат натрия комплексное вещество, состоящее из солей натрия и кальция, с добавкой аммония. Это дополнительная противозамерзающая присадка, применяемая с карбонатом натрия. Без нее конструкция может потерять до 30% прочности после оттаивания и полного отвердевания.

Нитрит натрия – эффективная противоморозная добавка, снижающая температуру кристаллизации воды, ускоряет затвердевание состава, обладает антикоррозионным действием. Его применение опасно, поскольку порошок нитрита натрия – пожароопасное, взрывоопасное, токсичное вещество. Применяется при морозах до -25ºС. Не может смешиваться с лигносульфоновыми кислотами, поскольку при взаимодействии с ними выделяет токсичный газ. Аналогичными свойствами обладает нитрит-нитрат кальция.

Формиат натрия – противоморозная добавка для бетона, снижающая температуру кристаллизации воды и ускоряющая гидратацию цемента. Добавляется в пропорции не более 6% от общей массы бетона. Для улучшения пластификации в присадку добавляется лигносульфонат нафталина.

Мочевина – ПМД, продлевает жидкую фазу воды, практически не влияет на скорость схватывания.

Хлориды кальция и натрия, аммиачная вода снижают температуру замерзания, но обладают повышенным коррозионным воздействием. Они сильно влияют на металлические элементы, поэтому не рекомендуются для использования в железобетонных изделиях.

Как использовать

Выбор присадки и способ ее применения зависит от условия и материала, куда она будет введена. Любые добавки в бетон, применяемые при минусовых температурах вводятся в раствор с водой, по инструкции от производителя. После тщательного перемешивания рекомендуется подождать некоторое время, чтобы этот компонент диффундировал в составе.

Согласно СП 70.13330.2012 для достижения составом нужной прочности, важно, чтобы до того момента, когда температура состава достигла отметки, на которую рассчитана присадка, он набрал не более 20% от запланированной прочности.

Расход противоморозной добавки на 1 кубический метр материала зависит от среднесуточной температуры окружающего воздуха. До -5 градусов рекомендовано добавлять до 2% присадки от массы раствора, до -10 градусов этот показатель возрастает до 3%, до -15 градусов не более 4%. При сильных морозах расчет производится индивидуально по каждому типу. Скорость затвердевания раствора снижается, а максимальная прочность достигается после окончания морозов.

При добавках пластификаторов и ПМД, необходимо соблюдать определенные правила работы. Рекомендованный диапазон заливаемого раствора – в пределах от +15 до +25ºС. Для растворения присадок требуется определенное количество воды, которая должна быть подогрета, это обеспечивает полное растворение веществ. Песок и щебень, применяемые в растворе, тоже подогреваются непосредственно перед добавлением. Цемент подогревать нельзя, поскольку он потеряет свои вяжущие свойства. Залитый раствор нужно укрыть, особенно это актуально при снегопаде.

Преимущества и недостатки присадок

Главным преимуществом бетона с противоморозными добавками является возможность выполнения работ круглый год. Подобранные в правильной пропорции, они улучшают адгезию компонентов, повышая качество раствора. У них есть и другие плюсы:

• повышение срока эксплуатации за счет уплотнения бетона;
• повышают пластичность смесей, облегчая работу с ними;
• повышается морозоустойчивость готового бетона, что важно для элементов несущих конструкций;
• применение ПМД – самый дешевый способ заливки при отрицательных температурах;
• применение добавок уменьшает усадку при застывании, сохраняя целостность конструкции;
• противоморозные добавки заполняют поры бетона, тем самым существенно повышая его водонепроницаемость;
• некоторые составы существенно повышают коррозионную устойчивость монолита, продлевая срок службы конструкций, зданий и сооружений в разы.

Использование противоморозных добавок имеет и свои недостатки. При неправильном применении снижаются прочностные характеристики бетона, поэтому при работе необходимо строго придерживаться инструкций. Некоторые присадки являются пожароопасными и ядовитыми, что необходимо учитывать при работе с ними. Даже с добавками, при морозах скорость твердения будет относительно низкой. Чтобы достигнуть нужной прочности при укладке зимой требуется большее количество цемента, что удорожает строительство.

Антиморозные добавки своими руками

В частном строительстве, если не удалось провести все работы в теплое время года, приходится продолжать в зимний период. Поэтому допускается приготовление противоморозных добавок для бетона своими руками в домашних условиях. Для этого понадобится только поваренная соль или хлорид натрия. Такая присадка снижает температуру замерзания воды и уменьшает время критичного затвердевания смеси.

Чтобы сделать противоморозную добавку в бетон своими руками, соль растворяется в воде и добавляется в раствор. Концентрация до -5 градусов составляет 2% от массы раствора, до -15 градусов, массовая доля хлорида достигает 4%.

Недостатком этой добавки является коррозионная активность по отношению к металлу, поэтому она не подходит для железобетонных конструкций. Нужно учитывать, что скорость затвердевания раствора при отрицательных температурах будет, в среднем, в 3 раза ниже, чем в обычных условиях.

Облегчающие добавки для цемента

Цель настоящего исследования – изучение особенностей гидратации цемента при воздействии органо-минеральных добавок и их влияние на структуру и свойства получаемого камня. Для исследования использовали следующие материалы:

Цемент ПЦ-500 Д0 ЗАО «Углегорск-цемент» по ГОСТ 10178-85;

Пластификаторы Триопласт ЛС, Триопласт НСЛ;

Пластификатор типа HCЛ, изготовлены по ТУ 5745-001-18372707-2015 вводятся впервые, представляют собой жидкость коричневого цвета.

— водный раствор модифицированных лингосульфонатов (серия«Триопласт ЛС»);

— водный раствор комплекса олигомеров на основе продуктов конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида и модифицированных лингосульфонатов (серия «Триопласт НСЛ»).

Состав смеси раствора, в который введена испытываемая добавка, в соответствии с требованиями ГОСТ 30459-2008.

Портландцемент даже при полной гидратации при обычной температуре химически связывает до 5—27 % по массе. Обычно и при длительном твердении в течение десятков лет степень гидратации обычных цементов не превышает 80—90 %, поэтому 30—50 % воды, вводимой в цементное тесто, лишь частично химически взаимодействует с цементом и входит в твердую фазу. Количество химически связанной воды, не удаляемой при высушивании материала при 105 °С, достигает 10—15 % массы цемента через месяц твердения при 15—20 °С. При этом чем больше исходное ВЦ и чем выше дисперсность цемента, тем больше количество связанной воды.

Многочисленные исследования свидетельствуют о том, что основная масса новообразований при взаимодействии цемента с водой возникает в виде гелевидных масс, состоящих преимущественно из субмикроскопических кристаллитных частичек гидросиликатов кальция. В общей гелевидной массе размещаются также непрореагировавшие остатки цементных зерен и относительно крупные кристаллы гидроксида кальция и некоторых других новообразований, видимые в оптический микроскоп.

Основными активными компонентами смесей являются поверхностно-активные вещества. Это вещества, которые концентрируются на поверхности раздела двух соприкасающихся фаз и изменяют силовое поле, создаваемое в результате физико-химических процессов на поверхности раздела. Поверхностно-активные вещества адсорбируются на цементных зернах, давая им отрицательный заряд, который способствует отталкиванию зерен друг от друга и стабилизирует их дисперсное состояние. Кроме того, указанный заряд вызывает образование вокруг каждого цементного зерна слоя из полярных ориентированных молекул воды, препятствующего сближению отдельных зерен. Цементные зерна становятся более подвижными, и вода, освобожденная от удерживающего влияния коагуляционной системы, получает возможность выполнять роль смазки, что приводит к повышению удобоукладываемости. Сохранение высокодисперсного состояния цемента способствует увеличению площади поверхности зерен, и, следовательно, процесс гидратации цемента протекает с повышенной скоростью в раннем возрасте. Именно поэтому прочность бетона при одном и том же водоцементном отношении с добавкой выше, чем при отсутствии добавки. На некоторые цементы добавки оказывают небольшое влияние, однако в целом добавки являются эффективными для всех типов портландцемента.

В результате применения пластифицирующих добавок количество воды затворения может быть снижено на 5—15%.Фактическое снижение водопотребности зависит от расхода цемента, типа использованного заполнителя, наличия активных минеральных добавок. Поэтому для определения типа и количества добавки, которая обеспечит получение оптимальных свойств бетона, необходимо сделать пробные замесы на тех же материалах, которые будут применены на практике.

При исследовании влияния добавок на свойства цементных композиций был реализован факторный план эксперимента, в котором в качестве значимого фактора принята х- дозировка добавки, варьируемая от 0 до 1%, в расчёте на массу цемента. В качестве откликов для цементного теста приняты НГ и сроки схватывания; для цементного камня – прочность при сжатии.

Вводили добавки в концентрации от 0 до 1%.Данные испытаний цемента с добавкой ЛС за период 28 суток представлены в табл. 2 .