ВСЕ О ПЕНОБЕТОНЕ

Влияние домола цемента на прочностные характеристики бетонов

В процессе развития цементной промышленности на протяжении многих десятилетий качество цемента повышалось за счет улучшения его минералоги­ческого состава, усовершенствования обжига клинкера и увеличения тонкости помола цемента.

Для выпуска изделий с повышенными требованиями к срокам твердения бетонных и железобетонных изделий, таких как производство пенобетона, эле­ментов мощения, малых архитектурных форм, производству бетонных изделий по беспропарочной технологии крайне необходимы тонкомолотые цементы.

Одним из направлений получения быстротвердеющих и особобыстротвер - деющих цементов - это увеличение удельной поверхности рядовых цементов путем их домола на местах, в шаровых и вибромельницах.

Многочисленные исследования показывают, что наряду с общим увели­чением тонины помола обязательно следует регулировать и зерновой состав цементов. Оптимальной степени дисперсности, обеспечивающей быстрое на­растание прочности в возрасте 1-3 суток и равномерное твердение бетона в по­следующем, отвечает следующий зерновой состав:

Мельче 5 мк - 25 %; от 5 до 40 мк - 10-15 %; свыше 40 мк - остальное.

При таком зерновом составе цемента его удельная поверхность (по Товаро­ву) будет составлять около 4500-5000 см2/г. Дальнейшее повышение содержа­ния в портландцементе зерен меньше 5 мк может неблагоприятно отражаться на некоторых свойствах бетона. Количество фракции свыше 40 мк, крайне необ­ходимой для обеспечения длительной прочности бетона, в некоторых техноло­гиях, в частности, в производстве пенобетона, можно безболезненно уменьшить в пользу размерности 5-40 мк. Чтобы при этом не произошло переизмельчения цемента и переобогащения его ультрамелкими фракциями, следует применять интенсификаторы помола, способные влиять на гранулометрию (типа специ­ально модифицированного «помольного» лигносульфоната ЛСТМ-2).

В случае необходимости домола на строительных площадках и на заводах сборного железобетона, то есть в местах непосредственного использования це­мента, надо использовать гораздо более эффективную схему помола в водной среде сразу в присутствии применяемых модификаторов для бетона. Эта схе­ма не только менее энергоемка, но и позволяет значительно экономить хими­ческие модификаторы, а в некоторых случаях, при использовании помольных агрегатов, по своей энерговооруженности способных к механохимической мо­дификации цементов, получать новые эффективные вяжущие, с гораздо более высокими, чем у обычного цемента, характеристиками - ВНВ (вяжущие низ­кой водопотребности) и «глубокогидратированные» цементы.

Активизация цемента его мокрым домолом в вибромельницах достаточно полно и всеобъемлюще была изучена в 50-60-х годах. Огромная популярность вибродомола в то время была связана и с дефицитом цемента вообще, а его вы­сокомарочных модификаций в особенности. Вибромельницу или даже вибро­помольный участок почитал за честь иметь каждый уважающий себя колхоз. Благо конструкция вибромельницы проста и доступна в изготовлении в каж­дой мало-мальски оборудованной мастерской.

Индустриализация строительства перевела и производство стройматери­алов на индустриальную основу. Мелкие вибропомольные установки уже не

Могли на равных тягаться с циклопичными, но очень экономичными заводски­ми помольными агрегатами. Проблему усугубляло и колхозно-крестьянское мышление многих пользователей вибропомольных установок: установили по принципу «шоб було», а когда начали считать деньги, оказалось, что дорогой, но высокомарочный цемент с блестящими характеристиками по кинетике на­бора прочности просто не нужен в обычном строительстве. Можно сказать, что в то время строительная индустрия еще попросту не готова была достаточно эффективно распорядиться столь качественным цементом.

Производство пенобетонов немыслимо без качественных и высокомароч­ных цементов с «крутой» кинетикой набора прочности. Надежды на крупные цементные комбинаты так и останутся радужными надеждами пенобетонщи - ков - уж слишком мелок и привередлив потребитель для индустриальных гигантов. Никогда в жизни они не станут выпускать тонкомолотые цементы. Крупные партии таких цементов все равно потеряют активность при транспор­тировке и хранении, а использование их в технологии тяжелых бетонов чревато потерей долговечности. Мелкие же партии выпускать просто экономически не­выгодно. Выход видится в организации домола цементов на местах. Особенно это касается таких критичных к качеству цементов технологий, как пенобетон - ная. Влияние домола цементов отражено в таблице 6.9.4-1.

Как видно из этих и множества аналогичных данных наибольший прирост во все сроки получается при домоле в течение первых 10-15 минут. Удельная поверхность за этот период увеличивается примерно на 1000 единиц. Увели­чивая удельную поверхность, домол в этом случае восстанавливает активность цемента, частично утраченную за счет гидратации, карбонизации и комкования

Во время хранения и транспортирования. Дальнейшее увеличение удельной поверхности при домоле не дает такого значительного увеличения его актив­ности, поэтому экономически нецелесообразно.

Исследование зернового состава цементов, подвергнутых мокрому домолу в течение 10 минут, показало, что даже за столь короткий период содержание частиц размером до 10 мк увеличивается от 22-24 % (в исходном цементе) до 50-55 %. Скорость гидратации такого цемента, определяемая по количеству связанной воды, значительно увеличивается. Таким образом, домол цемен­тов - очень эффективное средство ускорения его твердения. Он обеспечивает быстрое растворение минералов цементного клинкера и пересыщение раство­ра, а также увеличивает число центров кристаллизации в твердеющем цемент­ном камне.

Еще более эффективен мокрый домол цементов с одновременным введени­ем добавки ускорителя схватывания и твердения. Эффект от подобного введе­ния хлористого кальция, например, отражен в таблице 6.9.4-2.

Анализ таблицы 6.9.4-2 показывает, что домолотые в водной среде с до­бавками ускорителей высокоалюминатные цементы позволяют уже в первые сутки получить марочную прочность, а к 28 суткам значительно ее превысить.

Применение бетонных смесей с малым В/Ц, использование быстротверде - ющих цементов, домолотых цементов, а также применение ускорителей дают возможность в ряде случаев полностью отказаться от тепловой обработки бе­тонных изделий. При этом все же нужно учитывать, что на интенсивность на­растания прочности быстротвердеющих бетонов на портландцементах с раз­личным содержанием трехкальциевого алюмината и гипса существенно влияет и температура окружающей среды. С ее понижением против нормальной на 2-12 °С резко замедляется рост прочности бетона. Особенно в первые сутки твердения. В этой связи, для получения быстротвердеющих бетонов и в осо­бенности пенобетонов, следует всячески стараться выдерживать изделия при температуре не ниже +20 °С. А если, в силу погодных обстоятельств, пенобетон вызревает при пониженных температурах, можно воспользоваться простой за­висимостью. В упрощенном виде она гласит: если принять суточную прочность бетона, твердевшего при температуре +20 °С, за 100 %, то каждый градус ниже этой цифры дает снижение суточной прочности на 5 %. Иными словами, при температуре +10 °С мы получим только половину суточной прочности, дости­жимой при +20 °С.