|
Более
чем 100-летний опыт производства шлакосодержащих цементов показал их
бесспорную эффективность с позиций ресурсо- и энергосбережения не
только для предприятий-изготовителей, но и для потребителей цементов.
Положительные свойства шлакопортландцемента известны: повышенная водо-
и сульфатостойкость, жаростойкость, пониженная экзотермия, интенсивный
рост прочности при повышенной температуре. Однако несмотря на
накопленный опыт, отношение строителей к применению портландцементов с
повышенным содержанием шлака (21–35 %) и шлакопортландцементов в бетоне
– далеко не однозначное.
Наибольшее опасение вызывает возможное снижение прочности в раннем
возрасте, замедленный темп роста прочности при нормальных и пониженных
температурах.
Регулирование химико-минералогического состава клинкера, применение
помола цемента в замкнутом цикле позволяет выйти на оптимальный уровень
качества цемента. Однако при увеличении содержания шлака в цементе
ранняя прочность бетона может существенно снижаться.
На рис. 1 представлены полученные нами данные об активности цемента при
различном содержании в нем доменного шлака. Для исследований была
использована смесь бездобавочного портландцемента Здолбуновского завода
с доменным гранулированным шлаком Днепродзержинского комбината, который
домалывали в лабораторной мельнице на протяжении 45 мин. При этом
тонкость помола соответствовала остатку на сите 008 7…10 %.
Как видим, “разбавление” клинкера шлаком приводит к наиболее
интенсивному снижению активности цемента в возрасте 2 и 7 сут., и это
снижение почти пропорционально содержанию шлака в смеси. К возрасту 60
сут. активность цементов начинает сближаться.
Для бетона нормального твердения на цементах с повышенным содержанием
доменного шлака часто возникает необходимость в дополнительных
мероприятиях по повышению их ранней прочности. Наиболее
распространенными способами такого повышения являются:
1. переход на цемент с меньшим содержанием минеральных добавок;
2. повышение марочной и – одновременно – ранней прочности бетона при
повышении Ц/В путем
- увеличения расхода цемента;
- снижения водопотребности бетонной смеси при применении
пластификаторов;
3. повышение ранней прочности (без существенного изменения марочной)
при введении добавок-ускорителей.
Возможно также сочетание указанных способов.
Выбор определенного способа для конкретного производителя бетона
целесообразно выполнять с учетом его технологической эффективности в
конкретных условиях, определяемых классом бетона, его назначением,
подвижностью бетонной смеси, особенностями заполнителей, возможностью
применения химических добавок. Однако окончательное решение следует
принимать главным образом с учетом себестоимости бетонной смеси.
Переход на цемент с меньшим содержанием минеральных добавок и
увеличение его расхода – наиболее простые способы повышения ранней
прочности бетона. Однако их эффективность прямо связана с ценами на
цемент и их соотношением для различных типов. Увеличение абсолютного
расхода цемента не только увеличивает стоимость бетона, но и повышает
его усадку, тепловыделение. В таблице 1 приведены усредненные данные,
которые показывают соотношение роста ранней прочности бетона и
стоимости цемента в бетоне. Результаты получены для цементов
Днепродзержинского и Криворожского заводов, входящих в состав ОАО
“Кривой Рог Цемент”, где накоплен большой опыт производства цементов с
повышенным содержанием шлака. Принятое соотношение цен на цемент также
соответствует продукции указанных производителей.
Одновременное повышение марочной и ранней прочности бетона путем
уменьшения водосодержания бетонной смеси более целесообразно не только
по экономическим, но и по технологическим соображением. Уменьшение
расхода воды при введении пластифицирующих добавок при прочих равных
условиях снижает капиллярную пористость бетона, тем самым повышая его
непроницаемость, морозостойкость. В таблице 2 и на рис. 2 приведена
прочность бетонных смесей одинаковой подвижности с равным расходом
цемента без добавки и с добавкой суперпластификатора С-3 в количестве
0,7 % от массы цемента. Применение добавки при постоянном расходе
цемента и одинаковой подвижности бетонной смеси позволило увеличить
марочную прочность примерно на один класс, а прочность в возрасте 2
сут. выросла на 27–51 %.
Применение пластификаторов и суперпластификатора С-3 экономически более
целесообразно, чем увеличение расхода цемента. Эффективность применения
суперпластификаторов четвертого поколения для литых бетонных смесей
сопоставима с переходом на бездобавочный цемент и одновременным
увеличением его расхода до 30–40 %. Однако с технологической точки
зрения применение новейших суперпластификаторов предпочтительнее, тем
более, что цена такой добавки как Мареi SP3, например, в условиях
Украины вполне приемлема (1,6–1,7 $/л).
Известным приемом повышения ранней прочности бетона является введение
ускорителей твердения, в первую очередь электролитов. В Украине сегодня
для модификации свойств бетонов и бетонных смесей широко используется
система добавок “Релаксол”, основанная на техногенной смеси роданида и
тиосульфата натрия. На рис. 3 приведена прочность бетонов умеренно
подвижной консистенции одинакового состава без добавки и с добавкой
“Релаксол-Лидер” в количестве 1 % от массы цемента.
В каждом конкретном регионе соотношение цен на цементы различных типов
и химические добавки в бетон может существенно отличаться от
приведенных выше. Поэтому результаты выполненных нами исследований
следует рассматривать как ориентир, который позволит производителям
бетона найти свой оптимальный вариант в дилемме “качество – затраты”,
если речь идет о проблеме ранней прочности бетона.
|
