Цемент с пуццоланой для фундамента

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.

Источник

Область применения цемента с пуццоланой

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

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 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.

Кроме стандартных компонентов, в его состав входят: трепел, туфа, опока, пуццоланы и прочие, в определенном соотношении. Общей составляющей является кремнезем, находящийся в аморфном состоянии.

Читать еще: Как делают раствор цемента для фундамента

Материал отличается улучшенными свойствами и показателями водостойкости, гидравлических свойств и устойчивости к коррозии. Выпускается 300 и 400 марки. Сфера использования портландцементов с пуццоланой: возведение масштабных конструкций из бетона, находящиеся в воде, земле, а также в других условиях, где преобладает повышенная влажность.

Производители

На территории России производством гидростойких цементов занимаются более 40 предприятий. Один из лидирующих представителей находится в городе Новороссийск. Собственный “Верхнебаканский цементный завод” параллельно обеспечивает порт материалами для обновления и восстановления технических сооружений.

Специализируются на изготовлении пуццоланового цемента также “Красноярский цемент”, “Цесла” (в Сланцах), “Кавказцемент”. Из ближнего зарубежья выделяются “Белорусский цементный завод” и “Себряковцемент” из Казахстана.

Приготовление

Чтобы приготовить 1 м3 сульфатостойкого бетона (М300) своими руками необходимо иметь следующий набор материалов:

• сульфатостойкий портландцемент — 360 кг;
• речной песок — 850 кг;
• щебень гранитный — 1100 кг;
• вода — 190 л;
• при необходимости добавки 5–10 кг.

В зависимости от выбранного способа приготовления и нужного объема материала понадобятся следующие инструменты:

Инструкция по изготовлению и порядок работ:

1. Включаем бетономешалку.
2. Заливаем воду.
3. Добавляем цемент и тщательно перемешиваем.
4. Засыпаем расчетное количество песка и щебня.
5. 10–15 мин перемешиваем и заливаем в опалубку.

Как видим сульфатостойкий бетон — это несложно. По своему составу и способу приготовления он ничем не отличается от обычных бетонов. Вы можете сами убедиться в этом, посмотрев видео в этой статье.

Виды цементов и их применение

От содержания минеральных составляющих во многом зависят характеристики цемента и его разновидности. Основными из них являются:

• портланцемент (пластифицированный, быстротвердеющий, пуццолановый) – имеет широкую область применения практически во всех строительных сферах;
• глиноземистый – незаменим при срочных аварийных работах, в зимний период времени и при возможном воздействии минерализованных вод. Он быстро схватывается, но в условиях жаркого климата не применяется;
• магнезиальный – используют при устройстве магнезиальных полов;
• белый – относится к портландцементам, но имеет свои уникальные характеристики, которые позволяют изготавливать из него скульптурные композиции и архитектурные фасадные элементы. При добавлении в состав цветного пигмента белый цемент используют в качестве декоративных покрытий;
• кислотоупорный – предназначается для изготовления бетонов и растворов с кислотоустойчивыми свойствами, но при воздействии воды и едких щелочей он теряет свою прочность;
• гидрофобный – находит применение при производстве ячеистых бетонов, обладает высокой морозостойкостью и малым водопоглощением;
• водонепроницаемый – основополагающий материал, используемый при устройстве гидроизоляции конструкций, испытывающих повышенную влажность, в том числе для заделки раструбов и трещин в железобетонных конструкциях, подвергающихся воздействию влаги;
• шлаковый – применяют в подземных и подводных строениях, при изготовлении автоклавных материалов.

Читать еще: Чем очистить цементный раствор от кирпича

Сфера использования различных видов цемента зависит от его марки, которая выражается в цифрах, обозначающих прочность на сжатие в кг/см2. Наиболее распространенными являются марки 400 и 500, без которых при возведении любого строительного сооружения обойтись просто невозможно. Более прочный цемент – М600 – используется для военных объектов. С его помощью строят бункеры и, даже, ракетные шахты.

Источник

Цемент с пуццоланой для фундамента

Главное меню

Смотрите также

Раздел пуст

Статьи Материалы Минеральные вяжущие вещества Пуццолановый портландцемент

Пуццолановый портландцемент

Получают путем совместного помола клинкера портландцемента с активными минеральными добавками. Количество этих добавок зависит от происхождения. В случае если используют добавки осадочного происхождения (например, диатомиты тикепелы, опоки, глиежи), то количество их колеблется в пределах 20-30 % от массы цемента, если же вулканического (например, вулканические пеплы, туфы, пемзы, трассы и др.), то содержание их находится в пределах 25-40 %.
Содержание гипса для регулирования сроков схватывания не должно превышать в этом цементе более 3 % считая на SО₃.
Гидравлические добавки по своему составу представляют в основном активный кремнезем SiО₂, который предназначен для связывания гидроксида кальция, образующегося в процессе твердения цемента, в водонерастворимый гидросиликат кальция по реакции Са(ОН)₂ + SiО₂ = CaO·SiО₂·H₂О.
Естественно, введение гидравлической добавки в цемент накладывает отпечаток на свойства пуццоланового портландцемента по сравнению собычным портландцементом.
1. Из-за невысокой плотности добавки насыпная плотность p_ср, у пуццоланового портландцемента колеблется от 800 до 1 000 кг/м 3 , в то время как у портландцемента эта величина составляет 1 100—1 300 кг/м 3 . Следовательно, при прочих равных условиях с портландцементом объем цементного теста в бетоне на пуццолановом портландцементе будет больше, что создает предпосылки к получению более плотных и менее проницаемых для воды бетонов.
2. Водопотребность пуццоланового цемента составляет 30-40 %, что выше, чем у портландцемента (25-30 %). Повышенная водопотребность объясняется высокоразвитой удельной поверхностью добавки из-за ее высокой внутренней пористости.
3. Сроки схватывания такие же, как у портландцемента.
4. Равномерность изменения объема цемента при твердении у пуццоланового цемента происходит более равномерно из-за синтеза дополнительных гидросиликатов, образование которых понижает температуру твердения теста.
5. Усадка — больше в 1,49 раза и набухание также больше, чем у портландцемента.
6. Прочность ниже, т. к. в первые сроки твердения, до месячного возраста, гидравлическая добавка вступает медленно во взаимодействие с гидролитической известью и ведет себя как инертная. Поэтому для получения одинаковой с портландцементом марки при производстве пуццоланового цемента клинкер портландцемента берется на марку выше. К году твердения картина резко меняется, прочность пуццоланового портландцемента гораздо выше, чем у портландцемента, примерно в два раза. Он более чувствителен при твердении к температуре окружающей среды. При температуре 10-12 °С он сильно замедляет скорость твердения и уже при +5 °С он практически не твердеет. И наоборот, при повышении температуры рост прочности идет более интенсивно, чем у портландцемента. Так, например, после пропаривания по стандартной технологии пуццолановый портландцемент показывает прочность за 16—18 ч обработки, равную марочной. Это объясняется опять-таки синтезом гидросиликатов при взаимодействии с гидролитической известью. Промышленностью выпускается пуццолановый портландцемент марок 300, 400 и 500.
7. Воздухостойкость этого цемента ниже, чем у портландцемента, поэтому бетоны на пуццолановом портландцементе требуют в большей степени тщательного ухода при твердении, т. е. сохранения более длительного времени влажностного режима.
8. Морозостойкость также ниже из-за добавки и составляет 25-50 циклов.

Источник