Портландцемент с пуццоланой что это?

Как получают пуццолановый портландцемент: состав, свойства, применение, технические показатели

Пуццолановый портландцемент изготавливается путем смешения клинкера, синтетических вяжущих веществ и ряда натуральных добавок. Получающиеся при использовании такого состава поверхности отличаются повышенной прочностью и устойчивостью к влаге.

Технология получения

Термин пуццолановый цемент включает группу материалов, различающихся характеристиками и назначением.

В составе таких цементов присутствуют портландцементный клинкер, активные и вспомогательные присадки. Технология производства предполагает выполнение ряда требований. Сначала выполняется изготовление клинкера. Отдельно от него готовится смесь минеральных присадок. Эти вещества подвергаются тщательной сушке.

После этого присадки и клинкер помещаются для помола в многокамерный шаровидный грохот. Возможен и раздельный помол компонентов, но данный метод применяется крайне редко, т. к. требует больших затрат цемента. Он хорош только на крупных объектах, когда необходимо делать пуццолановый цемент на строительной площадке из-за сложности транспортировки раствора на большие расстояния.

Состав, виды

Цемент пуццолановый приобретает свои гидрофобные свойства за счет особого состава. В него входят:

• клинкер — 65-80%;
• активные добавки — 20-35%;
• вспомогательные присадки — 0-5%.

На качестве бетонной смеси отражаются характеристики активных соединений.

• обожженный сланец;
• зола уноса;
• пемза;
• пуццолана;
• доменный шлак;
• известь;
• микрокремнезем.

В зависимости от характеристик добавок выделяются следующие виды цемента:

• пуццолановый;
• известково-зольный;
• известково-глинистый.

Классический цемент с пуццоланой рекомендуется применять для возведения конструкций, которые будут располагаться под водой или под слоем грунта, т. к. он отличается низкой воздухостойкостью. Длительный контакт с водой повышает прочность конструкции.

Где применяют

Пуццолановый цементный раствор имеет крайне ограниченный круг использования. Сферы применения данного строительного материала обусловлены его особыми свойствами. Он отличается более светлым оттенком в сравнении с другими видами цемента.

При схватывании и дальнейшем отвердении цементный раствор, включающий синтетический связующий компонент, не выделяется большого количества тепла — данный эффект особенно важен при возведении объемных конструкций летом. Кроме того, этот бетон отличается повышенной устойчивостью к соединениям сульфата и влаги.

• защитные молы;
• шлюзы;
• плотины;
• набережные;
• доки и т.д.

Кроме того, этот материал может быть использован для возведения подземных водопроводных и канализационных сооружений. Нередко он применяется при строительстве стволов шахт, тоннелей, подземных бункеров и емкостей.

Его можно использовать для формирования конструкций, предназначенных для оросительных и осушительных целей. Материал этого вида также рекомендуется применять для возведения жилых домов и зданий промышленного назначения, которые будут подвергаться воздействию грунтовых вод, содержащих агрессивные примеси.

Эту разновидность бетона специалисты советуют использовать для возведения только защищенных от перепадов температур цокольных этажей, подвалов, фундаментов, которые будут контактировать с влагой.

Достоинства и недостатки

У этого цемента имеются некоторые преимущества и минусы.

1. Данный тип раствора отличается высокой способностью сцепляться с арматурой при заливке железобетонных конструкций.
2. К преимуществам этого материала относится и минимальный риск возникновения трещин в готовой поверхности. Конструкции, возведенные с применением пуццоланового цемента, отличаются длительным сроком эксплуатации. Материал является экономичным, т.к. выход раствора из компонентов, применяемых для его изготовления, большой.
3. Бетонная поверхность, возведенная с применением данного вида раствора, хорошо подвергается дальнейшей шлифовке. Застывшая поверхность отличается высокой устойчивостью к воздействию минерализованных и пресных вод.
4. Конструкции, сделанные с применением пуццоланового цемента автоклавным методом, отличаются более высокой прочностью в сравнении с простыми бетонными. Кроме того, присутствующие связывающие вещества обеспечивают быстрое схватывание при заливке.

1. Отличается низкой воздухостойкостью. Таким образом, он не рекомендован для возведения наземных конструкций. В этих условиях затвердение бетона может прекратиться. Кроме того, велика вероятность оседания надземной конструкции и появления других дефектов, которые могут сделать дальнейшую эксплуатацию невозможной.
2. Изготовление раствора требует использования большого количества воды.
3. Готовый состав отличается небольшим сроком хранения. Поэтому его необходимо использовать сразу после изготовления, т.к. при длительном хранении он утрачивает свои свойства.
4. Недостатком данного материала выступает низкая устойчивость к перепадам влажности. Кроме того, данный портландцемент отличается низкой устойчивостью к перепадам температур.

Технические показатели

Пуццолановый бетон обладает рядом специфических характеристик. Данный материал, соответствующий ГОСТ, должен включать не менее 20-40% активных добавок. Его плотность необходима быть не менее 2,7-2,9 г/см3. При отвердении после 28 дней прочность на сжатие бетона составляет 42,5-62,5 МПа. Начало схватывания начинается через 45 минут, а завершение процесса наблюдается через 12 часов. Полное отвердение залитого массива наступает примерно через 28 суток.

Густота цементного раствора составляет 28-35%. В рыхлом состоянии объемный вес данного строительного материала составляет 800-1000 кг/м3. Удельный — колеблется в пределах 2,7-2,9 кгс/м3. В уплотненном виде объемный вес составляет 120-1600 кг/м3. Тонкость помола на сите №008 — 10%.

Производители

Выпускают данный вид бетона следующие предприятия:

1. ООО «Новоросцемент».
2. ЗАО «Кавказцемент».
3. ОАО «Белорусский цементный завод».
4. ОАО «Красносельскстройматериалы».

Из стран дальнего зарубежья данный материал не завозится, т. к. применяется он для возведения крупных объектов, а длительная транспортировка повышает риск его порчи. Таким образом, использование этого материала может стать невыгодным с точки зрения финансов.

Состав пуццоланового портландцемента

Пуццолановый цемент – современный строительный материал, обладающий уникальными свойствами. Позволяет возводить устойчивые сооружения в местах с повышенной влажностью, обеспечивая сохранность от коррозии и долгий срок службы.

1. Пуццолановый портландцемент — что это
2. Плюсы и минусы, где применяют
3. Состав, технические характеристики по ГОСТ
4. Пуццолана в цементе, что это за добавка
5. Влияние пуццолановых добавок на свойства бетона
6. Отличия пуццоланового портландцемента и простого цемента
7. Технология изготовления гидростойкого цемента
8. Мокрый и сухой способы производства

Пуццолановый портландцемент — что это

Главными составными частями материала являются специально обработанная глиняно-известковая смесь (цементный клинкер), измельченная гипсовая крошка и субстанции вулканического происхождения. Основное положительное свойство пуццоланового портландцемента – повышенная стойкость к воздействию влаги. В отличие от обычного цемента, использование материала в местах с наличием воды улучшает его характеристики и повышает прочность.

Плюсы и минусы, где применяют

Использование материала в качестве основы для бетона улучшает его водостойкость – эффект достигается за счет характеристик состава пуццоланового портландцемента.

Строения, возведенные с его применением, обладают повышенной гибкостью, легко поддаются обработке, менее подвержены деформации и разрушению.

К недостаткам рассматриваемого материала стоит отнести:

• увеличенную усадку;
• низкие показатели воздухо- и морозостойкости, скорости конечного отвердевания;
• повышенную потребность во влаге.

Стоит отметить, что достоинства материала перевешивают минусы, делая первостепенным при возведении сооружений с высокими требованиями по показателям стойкости. Использование гидростойкого портландцемента широко распространено при строительстве доков, тоннелей и подземных бункеров, плотин, мостовых опор, систем водоотведения и канализации, обустройстве речных портов. Характеристики материала обуславливают его применение при сооружении объектов, находящихся под постоянным воздействием грунтовых вод с повышенным содержанием минералов.

Интересный факт! Производство ряда разновидностей бетонов с помощью технологии пропаривания с применением пуццоланового портландцемента позволяет получить высокую устойчивость к коррозии, увеличить прочность конечного материала.

Состав, технические характеристики по ГОСТ

Главные параметры цемента с пуццоланой определяются Госстандартами. Они регулируют твердость материала, количественное соотношение ингредиентов в составе, ряд других характеристик. Это обусловлено необходимостью сохранения свойств на всем протяжении срока использования. При хранении нужно соблюдать меры предосторожности во избежание порчи материала, важно обеспечить комплексную защиту от примесей посторонних разновидностей цемента, воздействия воды и грязи.

Таблица 1. Главные параметры водостойкого портландцемента по ГОСТу.

Госстандарт устанавливает количественное соотношение состава гидростойкого цемента, используемое при выработке. Преобладающий компонент – портландцементный клинкер в количестве 4/5 от общей массы, добавки – примерно 1/5 от объема сырья, присадки – в пределах 5 %. Соотношение добавок определяется требуемой степенью активности материала.

До 3 % от совокупного объема составляет гипс, он выступает в качестве регулятора скорости отвердения произведенного состава. В материал для придания конкретных свойств добавляются глина, обожженный сланец, топливная зола, кремнезем, прочие вещества. Они позволяют увеличить влаго- и теплостойкость, имеют низкую себестоимость. Активные добавки позволяют уменьшить итоговую цену продукта до 15 %.

Обратите внимание! Портландцемент с добавлением оксида кальция быстрее затвердевает, но менее водостойкий.

Пуццолана в цементе, что это за добавка

Слово “пуццолана” образовано от итальянского pozzolana, применяется для обозначения мелкодисперсной смеси туфа, пемзы и вулканического пепла. Вещество в чистом состоянии не обладает вяжущими свойствами, проявляет подобную активность только в комплексных соединениях с известковыми растворами и бетонами.

Это интересно! Пуццолана с древности применялась при строительстве акведуков, бань, пирсов и рвов для водоотведения, первые упоминания относятся к эпохе Древнего Рима и Византии. Главное месторождение вулканических пород в те времена располагалось в городе Поццуоли.

Влияние пуццолановых добавок на свойства бетона

Дополнительные присадки в портландцементе позволяют получить водостойкий материал для решения определенных строительных задач. Цемент с присутствием аморфного диоксида кремния, белой сажи и микрокремнезема имеет повышенное содержание гелеобразных фаз, гидросиликаты кальция позволяют повысить армированность структуры и снизить деформацию и усадку цементного камня при схватывании. Белая сажа и аморфный диоксид кремния показывают большую эффективность (увеличение порядка 1%) при добавлении в портландцемент по сравнению с микрокремнеземом, способствуют улучшению показателей водонепроницаемости, прочности и прочих параметров материала.

Отличия пуццоланового портландцемента и простого цемента

Главные различия рассматриваемого материала от обычного – меньший объемный и удельный вес. Пуццолановые присадки улучшают показатели рыхлости конечного продукта по отношению к прочим видам цемента, удельная плотность в 2,8 г/см3 позволяет получить большее итоговое количество готового раствора на выходе.

Гидростойкий цемент более светлого оттенка, чем обычный, смесь при его присутствии более вязкой консистенции, что увеличивает расход материала примерно на 10 %. Окончательное схватывание пуццоланового портландцемента занимает больше времени, в отличие от распространенных разновидностей. Процесс затвердевания пуццоланового портландцемента отличается уменьшенным тепловыделением, что важно при строительстве крупных объектов в летний период. Материал имеет повышенную стойкость к соединениям группы сульфатов.

Обратите внимание! Рассматриваемый тип цемента классифицируется по маркам, всего существует 5 видов материала, различающихся по параметрам прочности (200, 250, 300, 400, 500).

Технология изготовления гидростойкого цемента

Производство материала промышленным методом осуществляется мокрым или сухим способом, выбор определяется применяемым методом получения портландцементного клинкера. Основное сырье для выработки – известково-глиняная смесь в пропорции 3:1.

Мокрый и сухой способы производства

Первая технология основана на заливке глиняно-известковой смеси водой и выдержке в течение определенного времени. Состав перемешивается до максимально однородной консистенции, определяется количественное соотношение содержания элементов и корректировка параметров с целью задания конкретных свойств гидростойкого портландцемента, производится обжиг в доменной печи. Результат процесса – получение гранул диаметром от 5 до 20 миллиметров, впоследствии они соединяются с другими компонентами портландцемента после измельчения.

Сухой метод изготовления предполагает отправку составляющих в сушильный барабан на начальном этапе производства. После этого смесь подвергается дроблению на мелкие части, данную операцию можно осуществить до и после смешения компонентов.

При производстве водостойкого цемента допускается использование сушильно-помольных машин – это делает возможным одновременное проведение дробления и сушки ингредиентов. Часто данные устройства применяют на масштабных стройках – это обеспечивает изменение параметров смеси непосредственно на месте и получение необходимых свойств под определенные задачи при возведении гидростойких сооружений.

Строительно-технические свойства портландцемента и его применение

Описание и применение плит и панелей из фибробетона

Применение цементно-известкового раствора для штукатурки стен

Пуццолановый портландцемент: особенности и где применяют

Необходимость строительства прочных зданий в самых сложных условиях эксплуатации побуждает изобретать стройматериалы с особенными свойствами. Пуццолановый портландцемент — материал, который при высокой влажности не только не подвергается коррозии, но и наоборот — улучшает свои параметры.

Что такое пуццолановый портландцемент

Основные компоненты материала: прошедшая предварительную обработку смесь глины и известняка — цементный клинкер; рыхлые вулканические породы и мелко перемолотый гипс. Для создания однородного состава все компоненты предварительно должны быть тщательно измельчены.

Пуццолановый портландцемент совмещает ряд уникальных качеств. Важная особенность — высокие эксплуатационные свойства во влажной среде. При заливке этого цемента в конструкциях, предполагающих присутствие воды, прочность материала возрастает. Такие качества делают материал незаменимым в строительной отрасли.

Технические характеристики по ГОСТ

Государственные стандарты устанавливают требования к составу, прочности, скорости отвердевания пуццоланового портландцемента. Соответствие всех характеристик, указанным в ГОСТе параметрам, обязательно соблюдать при производстве и дальнейшей реализации готовой продукции.

Технические характеристики пуццоланового портландцемента

Объемный вес, уплотненный материал

от 1200 до 1600 кг/м3

Объемный вес, рыхлый материал

от 800 до 1000 кг/м3

Прочность сжатия (в зависимости от марки)

от 42,5 до 62,5МПа

Тонкость помола (сито №008)

Достижение максимальной прочности

Срок хранения на сухом складе

Необходимо, чтобы цемент сохранял эксплуатационные характеристики в течение всего срока хранения. Для этого в местах хранения материала следует принимать соответствующие защитные меры. Основные требования: обезопасить цемент от загрязнений и влаги, а также от смешивания с другими марками.

Состав пуццоланового цемента

Согласно технологии производства, закрепленной в ГОСТ, состав цемента должен быть следующим:

• портландцементный клинкер — до 80%;
• добавки — в зависимости от степени активности, — от 20 до 35%;
• дополнительные присадки — до 5%.

Одним из важных элементов является гипс. Он регулирует скорость схватывания конечного состава. Его доля должна быть не более, чем 3,5% от общей массы.

В качестве активных добавок применяются вещества вулканического происхождения, обожженный сланец, кремнезем, топливная зола, глина, доменный шлак, известь, пемза. Процентное содержание добавки зависит от степени активности конкретного вещества. Составляющие естественного происхождения влияют на технические свойства конечной смеси. Они повышают такие характеристики, как теплостойкость и сопротивление влаге. Их применение оправдано невысокой стоимостью. При добавлении таких компонентов происходит уменьшение цены конечного продукта на 10-15%.

Оксид кальция обеспечивает повышение скорости отверждения портландцемента, но снижает водостойкость.

Процесс производства цемента

При промышленном производстве применяются два способа: сухой и мокрый. Методы определяются технологией получения портландцементного клинкера. Сырьем для его изготовления служат глина и известь в соотношении 1:3.

При мокром способе производства измельченную смесь извести с глиной заливают водой и отстаивают. Получившийся состав перемешивают до достижения наибольшей возможной однородности. Следующая стадия — определение и корректировка содержания компонентов. Затем состав поступает в печь. После обжига портландцементный клинкер получают в виде крупных гранул от 5 до 20 мм в диаметре. На следующем этапе гранулы измельчают и перемешивают с другими составляющими.

При сухом способе изготовления все компоненты в первую очередь направляют в сушильный барабан. Далее следует технологическая операция — дробление в мельнице. Здесь помол можно производить как до смешения — каждый компонент отдельно; так и после — вместе.

Допустимо применять сушильно-помольные агрегаты. В них процессы сушки и измельчения происходят одновременно. Подобное оборудование часто используют на крупных стройках для совместного измельчения клинкера и добавок. Это позволяет менять характеристики цемента непосредственно рядом с местом использования, а значит создавать материалы со свойствами подобранными под конкретные строительные задачи.

Достоинства и недостатки

Бетоны на основе пуццоланового портландцемента обладают увеличенной водонепроницаемостью. Это обусловлено особенностями структуры и состава материала: набуханием гелеобразных компонентов, гидратацией минералов, связыванием гидравлической составляющей в водном растворе Ca(OH)2.

Готовые конструкции из данного вида цемента отличаются высокой пластичностью. В результате повышается устойчивость к образованию трещин и проявляется высокая степень обрабатываемости.

За счет пуццолановых добавок материал обладает большей рыхлостью, по сравнению с другими видами цемента. Его плотность составляет около 2,8 г/см3, поэтому при одинаковой массе в сухом состоянии, пуццолановый портландцемент отличается повышенным выходом готового бетона или раствора.

Недостатки пуццоланового портландцемента:

• пониженная морозостойкость;
• невысокая воздухостойкость;
• большая усадка;
• замедленное отвердевание и упрочнение;
• увеличенная потребность в воде.

Многочисленные плюсы материала компенсируют его негативные качества. Он незаменим при высоких требованиях к прочности строительных сооружений.

Пуццолана в цементе: что это?

Для строительства объектов жилищного, промышленного, сельскохозяйственного назначения, работающих в условиях повышенной влажности, применяются различные виды пуццолановых цементов, состоящих из искусственного вяжущего вещества — клинкера с присоединением природных добавок. Рассмотрим основные преимущества, недостатки и способы использования этой смеси.

Состав, виды и сферы применения

Что такое цемент с пуццоланой? Ответ прост – это гидравлическое вяжущее вещество, вырабатываемое путём перемалывания клинкера (до 80%) с добавками высокой активности (до 40%), плюс незначительное количество алебастра (не более 3,5%).

Общий ежегодный выпуск такого цемента в России достиг 5 млн т. Природные добавки вулканического (пепел, пемза) и осадочного начала (трепел, опока), а также известь, обожжённая глина, доменный шлак в составе цемента разъясняют, что такое пуццолана. Количество этих веществ в данном соединении пропорционально их свойствам и составу. Чем выше активность добавки, тем ниже процент содержания её в изделии.

В зависимости от содержания ингредиентов производят следующие виды изделия:

• пуццолановый;
• известково-глинитный;
• известково-зольный.

Пуццолановый цемент — это самый массовый из всех перечисленных материалов, применяемых в строительстве гидротехнических сооружений (шлюзы, каналы, порты), подземных коммуникаций (метро, туннели), устройстве подвалов, фундаментов и в других аналогичных местах, где есть взаимодействие с пресными и сульфатными водами.

Не следует использовать этот строительный материал из-за низкой воздухостойкости при монтаже надземных конструкций из бетона, находящихся в естественных условиях, которые могут привести к прекращению его твердения и породить оседание части сооружения.

Пуццолановый цемент имеет слабую устойчивость к попеременному воздействию оттаивания и замораживания, высыхания и увлажнения, что ограничивает сферу его применения.

Не рекомендуется готовить бетонную смесь из этого цемента при температуре от 0° C и ниже вследствие низкой морозостойкости.

Технические показатели

По ГОСТ 31108–2003 пуццолановый портландцемент имеет следующие характеристики, приведённые в таблице:

Достоинства и недостатки

Пуццолановые цементы отличаются рядом преимуществ перед обычными строительными смесями:

1. высоким уровнем соединения с металлической арматурой в железобетонных конструкциях;
2. отсутствием большого количества трещин в готовых изделиях;
3. долговечностью сооружений, построенных с их применением;
4. выходом большего количества раствора, бетона;
5. лёгкостью обработки и получением более гладкой поверхности изделий;
6. устойчивостью к пресным и минерализованным водам при уплотнении;
7. быстрым схватыванием;
8. превышает прочность обычного бетона при автоклавном изготовлении конструкций;
9. себестоимость массового производства значительно ниже.

Недостатками такого цемента являются:

• низкая воздухостойкость;
• большие потребности в воде во время приготовления растворов;
• меньшие сроки хранения, а как следствие – понижение прочностных характеристик;
• слабая устойчивость к воздействию низких температур и перепадам влажности.

Подведём итоги. Пуццолановые цементы, несмотря на мелкие недостатки, имеют значительные преимущества, которые делают их незаменимыми при строительстве гидротехнических, подземных, иных конструкций, требующих высокой прочности и противодействия повышенной влажности.

Пуццолановый цемент и его особености

Пуццолановый цемент – это одна из самых древних разновидностей строительного материала. История возникновения цемента этого типа уходит во времена Древнего Рима и Древней Греции. Именно тогда древние строители, добавляя в известь, измельченную вулканическую породу «пуццолану», научились изготавливать вяжущее отличающееся высокой прочностью и влагостойкостью.

• Технология получения
• Где применяют пуццолановый цемент
• Производители пуццоланового цемента

Технология получения

Современный пуццолановый цемент объединяет в себе группу цементов специального назначения, в составе которых содержится не менее 35% активных присадок. В частности, в состав единицы массы цемента пуццоланового (ГОСТ 31108-2003), входят следующие компоненты:

• Портландцементный клинкер: 65-80%.
• Активные добавки (пуццолана, зола уноса, обожженный сланец, микрокремнезем): 20-35%.
• Вспомогательные присадки: 0-5%.

Самый востребованный и распространенный вид пуццоланового цемента – это пуццолановый портландцемент, который изготавливают на цементных заводах полного цикла. Основные «потребительские» свойства пуццоланового цемента:

• Пуццолановый цемент светлее, чем обычный портландцемент общего применения.
• Бетон на основе связующего этого вида выделяет меньше тепла при схватывании и твердении. Актуально при возведении массивных сооружений в теплое время года.
• Повышенная сульфатостойкость и повышенная водонепроницаемость.
• Низкая себестоимость производства относительно портландцемента общего применения.
• Высокая стойкость к образованию трещин.

Физико-механические свойства бетона на основе самого востребованного пуццоланового цемента ЦЕМ II / А-П 42,5Н, регламентированные требованиями ГОСТ 31108-2003:

• Прочность на сжатие в «возрасте» 28 суток: 42,5-62,0 МПа (425-620 кгс/см2).
• Прочность на изгиб: 6,8 МПа (68 кгс/см2).
• Схватывание: начало не ранее 1 часа после затворения, окончание через 4,5 часа после затворения.

Технологическая схема производства пуццоланового цемента стандартная. Суть процесса заключается в отдельном изготовлении клинкера портландцемента и отдельном производстве (сушке) комплекса минеральных присадок.

Далее клинкер и присадки подвергаются совместному помолу в многокамерных шаровых грохотах. Раздельный помол клинкера и добавок с последующим смешиванием, используются редко, когда требуется большой расход цемента. В основном непосредственно на строительных площадках при возведении масштабных объектов – крупных гидротехнических сооружений.

Где применяют пуццолановый цемент

Высокая сульфатостойкость и высокая водостойкость являются определяющими факторами области применения цемента этого вида:

• Строительство подводных и подземных элементов гидротехнических сооружений работающих в условиях отмывания морской и пресной воды: судоремонтные доки, защитные молы, плотины, шлюзы и набережные.
• Инженерные сети: канализационные и водопроводные сооружения.
• Строительство тоннелей, стволов шахт, подземных емкостей.
• Возведение оросительных и осушительных конструкций на солончаковых и заболоченных грунтах.
• Строительство монолитных или сборных фундаментов жилых и промышленных зданий в условиях воздействия грунтовых вод содержащих высокий уровень вредных примесей.
• Производство ЖБИ использующее технологию пропаривания.

Производители пуццоланового цемента

На производстве пуццоланового портландцемента вследствие ограниченности и «специальности» его применения специализируется ограниченный круг отечественных и зарубежных цементных заводов в числе которых:

• Компания ОАО «Новоросцемент».
• Завод ЗАО “КАВКАЗЦЕМЕНТ”
• ОАО «ВЕРХНЕБАКАНСКИЙ ЦЕМЕНТНЫЙ ЗАВОД».
• ОАО «КРАСНОСЕЛЬСКСТРОЙМАТЕРИАЛЫ» (Республика Беларусь).
• ОАО «БЕЛОРУССКИЙ ЦЕМЕНТНЫЙ ЗАВОД» (Республика Беларусь).

В завышении повествования следует отметить, что пуццолановый цемент следует использовать в усилиях повышенной влажности среды. Имеется ввиду обеспечение повышенной влажности, в которой раствор цемента набирает свою марочную прочность. В противном случае технические характеристики конструкций изготовленных на основе связующего этого вида не будут отвечать требованиям ГОСТа и прочим основном потребительским качествам.

Пуццолан

Пуццолан, или пуццолана – природная добавка к бетону и раствору, применяемая с глубокой древности. Названием пуццолановые добавки обязаны итальянской местности Пуццуоли (Путеола) расположенной рядом с Неаполем и Везувием (конечно, добывать их люди начали после последнего гибельного извержения). С пуццоланой римляне построили свой Колизей, римские бани, акведуки и виадуки, а также легендарный водопровод, которые мы можем видеть и сегодня, а старый римский бетон – изучать и ломать голову над его нераскрытыми тайнами. С виду природная пуццолана – пыль, в ее составе мелкодисперсный вулканический туф, пемза и пепел. Но чтобы понять, в силу каких чудес природы пуццолановые песок и пепел, изверженные вулканом, способны придавать уникальные качества бетону и штукатурке, придется вспомнить химию и физику, а для начала – пуццолановые цементы.

Пуццолановый портландцемент

Пуццолановый портландцемент относится к группе сульфатостойких цементов. Технология сульфатостойких цементов отличается от обычной: во-первых, при помоле в портландцементный клинкер вводят активную минеральную добавку в намного большем количестве, чем в обычный ПЦ. Процент этой добавки определяется в зависимости от ее вида (это могут быть трассовые вещества и минеральные гидравлические вяжущие). На упаковке цемента всегда есть сведения о добавке и ее проценте: например, ДО 20 – этот цемент «почти» бездобавочный. Трепел, опока, диатомит добавляются в цементы в малых количествах, поскольку этим добавкам свойственна не только высокая гидравлическая активность, но и повышенная потребность в воде затворения, в результате чего готовая бетонная смесь будет иметь густоту выше нормы, что делает укладку сложной и может привести к снижению качества бетонирования. А вот у трасса, туфа, пемзы и у всех остальных пуццоланов нет этих «побочных» эффектов, поэтому процент этих добавок в цемент может быть намного выше – до 40%. На упаковке цемента все это написано.

Пуццолановый портландцемент можно отличить даже визуально – порошок отличается светлым цветом, светлее чем обыкновенный цемент. Плотность пуццоланового ПЦ меньше – всего 2,8-2,9 т/м3. (Имеется в виду истинная плотность, без учета воздушных пор; для сравнения: истинная плотность портландцемента бездобавочного М500 равна 3,2 т/м3). Поэтому при одной и той же рецептуре смеси и количеству введенного в замес цемента бетон и раствор на пуццолановом ПЦ будет более плотным, выход смеси также будет больше – но и плотность получится слишком высокой, что препятствует эффективной укладке смеси.

К пуццолановым цементам требуется особый подход: их добавляют в растворы количественно больше по сравнению с обычными (расход цемента увеличивают на 5-10%), и/или вводят пластификатор для повышения удобоукладываемости смеси. Теперь о приятном: хотя первые трое-шесть суток твердения бетоны на пуццолановом ПЦ «отстают» от классических, не имеющих в своем составе гидравлической добавки, зато после полугода набора прочности в воде изделия приобретают прочность цементного камня, а их поверхность уже через 28 суток нормального твердения приобретает уникальные качества: не происходит выщелачивания в пресной воде, не наблюдается разрушений даже в жесткой минерализованной, агрессивной, сульфатной и морской воде. Таким образом, применение пуццоланового ПЦ и бетонов на его основе оптимально для конструкций, от которых требуется повышенная химико-физическая стойкость и возможен набор марочной прочности в воде и влажных средах. Одна из перспектив для пуццолановых цементов связана с развитием технологии экобетона.

Из истории пуццолановых добавок

Известковые растворы способны твердеть, поглощая диоксид углерода из воздуха, а без доступа воздуха твердение прекращается. В части прочности известковые штукатурки без добавок малостабильны, но добавка природного трасса резко меняет их химию и физику. Об этом знали еще в глубокой древности: ученые подтверждают невероятный исторический возраст первых известковых штукатурок — порядка 7,5 тысяч лет.

В измельченном вулканическом туфе содержится свободная кремниевая кислота и ряд минералов, а вода связана химически и физически. Добавка кремнеземистых веществ в бетон придает ему сульфатостойкость, но главное — позволяет строить и на земле, и под землей, и в воде. После добавки активного кремнезема известь способна твердеть без доступа воздуха, и даже под водой. Причем при контакте с водой содержащие трасс растворы твердеют и достигают марочной прочности еще быстрее чем на воздухе.

Трасс и пуццолана в древности

О том, что трасс, пемза, вулканический туф, в мелкоразмолотом виде добавленный к цементной строительной смеси, не только изменяет ее реологию, но и значительно повышает физическую прочность и стойкость в агрессивных средах, знали еще древние римляне. Древние водопроводы и мостовые акведуки были построены из бетона с трассовыми добавками, что дало конструкциям прочность в воздухе и в воде. Добавка трасса к известковому раствору включает сложную цепь химических процессов, в частности: известковый раствор с трассом способен затвердевать не только под действием воздуха, но и полностью погруженным в речную или морскую воду. О вредном воздействии сульфатов и солей на бетон (и о том, как быстро на бетонных конструкциях появляются высолы) — отдельная долгая тема.

Опыт римского бетона датируется первым веком до н.э. Тысячи лет развития технологии отделяют нас от Древней Греции, Финикии, Рима, но гидротехнические сооружения глубочайшей древности не только сохранились (фрагментами), но даже способны работать. А в древних «Справочниках Строителей» есть рекомендации о приготовлении вяжущего из извести, кирпичной муки и трасса. Древние славяне тоже знали об этом, и добавляли молотую обожженную глину в известь, чтобы добавить водостойкости известковым штукатуркам.

В 16 веке римские технологии уже стали повсеместными, а в Европе пуццолану стали звать трассом. Добавляли трасс с той же целью — чтобы бетонные строения стали прочнее и не боялись воды, а название «трасс» историки относят к цементным полам террацо, пришедшим из Италии и также имеющим в корне латинское «терра» – земля.

Современное применение трасса

Трасс в наше время добывают во многих странах: в Германии – берега Рейна и поныне славятся залежами трасса, вулканическая зона добычи известна с глубокой древности и до сих пор не исчерпана. Залежи трасса на Рейне очень мощные, порядка нескольких десятков метров и при этом поверхностные, и разрабатываются открытым способом.

Трасс может храниться сколько угодно, но при добавке в бетонную смесь, где присутствует цемент, вода и гидравлическая известь, начинается реакция, одним из процессов которой является связывание извести и рост плотных молекулярных оболочек на ее частицах. Еще один нюанс: набор прочности трассосодержащего бетона отличается от обычного – график плавнее и медленнее, а это значит, что опасные для массива внутренние напряжения не появятся. Химия трассосодержащих растворов очень сложна и ее нюансы не так уж важны для частного строителя. А вот в современных бетонах мастера разбираются, и покупают цемент с нужным составом: поскольку от фундамента (особенно при высоком УГВ), от эко-парковки или садовой дорожки требуется повышенная стойкость к воде, то практично применить трассосодержащий цементный продукт.