Анна КОРОТКОВА, технический эксперт AKKERMANN cement

В продуктовую линейку цементов AKKERMANN cement входят специальные цементы, в том числе сульфатостойкий шлакопортландцемент ЦЕМ III/А 32,5Н СС, который рекомендуется к использованию в агрессивной среде по содержанию сульфатов и производится в г. Новотроицке Оренбургской области на цементном заводе ООО «Южно-уральская Горно-перерабатывающая Компания».

Сульфатостойкий шлакопортландцемент ЦЕМ III/А 32,5Н СС производится согласно требованиям ГОСТ 22266-2013. Клинкер, применяемый для его производства, соответствует требованиям ГОСТ по части содержания трехкальциевого алюмината (C3A) – не более 7%, суммы минералов (C3A+С4AF) – не более 22% и оксида магния (MgO) – не более 5% [1]. При таком минералогическом составе уменьшается возможность образования в цементном камне гидросульфоалюмината кальция («цементной бациллы») под действием воды, содержащей сульфат-ион. Кроме того, немаловажную роль в ограничении образования данного нестабильного соединения играет достаточно высокое содержание доменного гранулированного шлака в цементе. Таким образом, повышается стойкость бетона к сульфатной агрессии.

Опытными данными установлено, что в шлаках, применяемых для выпуска сульфатостойкого шлакопортландцемента, должно содержаться не более 8% Al2O3 [2].

Рисунок 1. Бетонная набережная в Стокгольме, Швеция

Сульфатостойкий шлакопортландцемент применяют для бетонов, работающих в агрессивных по содержанию сульфатов водах. Особенно эффективно его применение для подводных частей массивных речных и морских гидротехнических сооружений (дамб, плотин, тоннелей, каналов, насосных станций, судоходных шлюзов, судоподъемников, волноломов, причалов и т.д.) вследствие оптимального минералогического состава и пониженного тепловыделения при твердении.

Доменные гранулированные шлаки – основной компонент производства шлакопортландцементов, добавляемый в мельницу в процессе помола клинкера. Они являются активной минеральной добавкой, обладающей собственной гидравлической активностью, и способны к самостоятельному, однако довольно медленному твердению, в отличие от минеральных добавок осадочного или вулканического происхождения.

Таблица 1. Технические характеристики цемента ЦЕМ III/А 32,5Н СС

Параметры	Фактические данные	Требования ГОСТ 22266-2013
Начало схватывания	2 ч 20 мин.	Не ранее 60 мин.
Конец схватывания	3 ч 00 мин.	—
Прочность при сжатии в возрасте 28 сут.	39 МПа	Не менее 32,5 МПа
Удельная поверхность	400 м²/кг	—
Минералогический состав клинкера C3S (C₃A+С₄AF) C₃A	61% 18% 5%	— Не более 22% Не более 7%
Содержание оксидов MgO Аl₂О₃	3% 5%	— —

Доменные шлаки получают как вторичный продукт при выплавке чугуна из железной руды в доменной печи. Режим охлаждения шлака играет решающую роль (наряду с химическим составом) в сохранении его гидравлической активности. Шлаки представляют собой силикатные и алюмосиликатные соединения, среди которых имеется и двухкальциевый силикат, белит С₂S – медленно твердеющий минерал, который содержится и в портландцементе.

Основными оксидами, образующими минералы, являются СаО (30-50%), SiO₂ (28-30%), Аl₂О₃ (8-24%), МgО (1-19%), суммарное содержание которых обычно больше 90%. В зависимости от соотношения между основными и кислотными окислами доменные шлаки делятся на основные и кислые [2].

Рисунок 2. Шлак доменный гранулированный

Техническая характеристика цемента ЦЕМ III/А 32,5Н СС представлена в табл. 1.

В данном исследовании проводились испытания различных классов бетона на основе местных инертных материалов: песка природного среднего 2-го класса Мк-2,1, щебня гранитного кубовидного фр. 5-20 1-й группы по содержанию зерен пластинчатой (лещадной) и угловатой формы с содержанием пылевидных и глинистых частиц до 1%, лещадных и угловатых зерен до 10%, а также суперпластифицирующей добавки с противоморозным эффектом MasterRHEOBUILD 5555 (BASF) и добавки на основе поликарбоксилатных эфиров Криопласт ПК ВКР 210В («Полипласт»). Результаты испытаний представлены в табл. 2.

Снижение сохраняемости бетонов классов В15-В25 с применением добавки MasterRHEOBUILD 5555 (BASF) можно объяснить ускоряющим эффектом данной добавки и ее, вероятнее всего, нафталинполиметиленсульфонатной основой. Обратный эффект можно наблюдать при использовании добавки на основе поликарбоксилата – достаточно высокая сохраняемость бетонной смеси и при этом повышенная прочность в 28 суток нормального твердения при относительно небольшом для шлакопортландцемента с высоким содержанием шлака расходом цемента. Однако применение поликарбоксилатных добавок зачастую подразумевает использование инертных материалов повышенного качества, постоянных условий и высокой культуры производства бетонных смесей. При отклонении каких-либо из данных факторов от нормы бетонная смесь демонстрирует сегрегацию на жидкую и твердую части, а также повышенное водоотделение вследствие высокого риска передозировки суперпластификатора на поликарбоксилатной основе. Кроме того, бетонная смесь не сразу приобретает необходимую подвижность, что мы наблюдаем в последнем эксперименте при двойном увеличении дозировки данной добавки.

Таблица 2. Результаты испытаний бетонных смесей и бетона

Класс бетона		В15	В20	В22,5	В25	В25	В25
Компоненты б/с кг/м3	Портландцемент ЦЕМ III/А 32,5Н СС	300	360	400	440	400	410
	Песок средний	872	835	795	775	795	817
	Щебень кубовидный	1100	1000	1000	1000	1030	1070
	Химдобавка MasterRHEOBUILD 5555	3,0	3,6	4,0	4,4	—	—
	Химдобавка Криопласт	—	—	—	—	3,6	7,6
	Вода	188	200	200	200	180	172
Плотность б/с, кг/м3		2400	2400	2398	2406	2454	2464
Удобоукладываемость б/с (ОК), см Через 15 мин. Через 1 час Через 2 часа
		19	23	23	23	22	0
		10,5	18,5	17,5	15,5	21	20
		—	8	8	8	18	20
Прочность в 28 сут., МПа		31,4	35,8	41,8	45,7	53,3	57,3

Исходя из приведенных выше результатов исследований, сульфатостойкий шлакопортландцемент при работе с разными типами добавок в бетоны демонстрирует повышенную проектную прочность в разных классах. Соответственно, в данном случае возможно получение экономии его расхода на 1 м3 бетонной смеси – не менее 10% при работе с добавками на НСФ-основе и не менее 15% при работе с добавками на ПК-основе, что делает экономически целесообразным его применение, учитывая также его более низкую стоимость по сравнению с бездобавочным цементом.

Все цементы, произведенные группой компаний AKKERMANN cement, прошли обязательную сертификацию и успешно используются в 22 регионах Российской Федерации и в Республике Казахстан, что является гарантией их стабильных качественных характеристик. Бетоны на их основе демонстрируют высокую сохраняемость, прочность и долговечность. На территории завода в Новотроицке имеется полностью укомплектованная бетонная лаборатория, большая часть оборудования которой произведена немецкой фирмой Testing и привезена из Германии и Швейцарии. Благодаря высокой технической оснащенности современным оборудованием, отличной квалификации специалистов, технические эксперты группы компаний всегда готовы оказывать профессиональную техническую поддержку своим партнерам.

Библиографический список

1. ГОСТ 22266-2013. Цементы сульфатостойкие. Технические условия. – М.: Стандартинформ, 2014. – 9 с.
2. Филоненко К.А. Некоторые аспекты применения вяжущих веществ в монолитном строительстве // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2015, №8(103), с. 132-140.

AKKERMANN бетон
Тел.: 8 (800) 550-56-02, доб. 2
info@akkermann.ru