Соли серной кислоты (сульфаты), содержащиеся в грунте или воде, при контакте с бетоном вступают в реакцию с гидроксидом кальция и алюминатными составляющими цементного камня. Это вызывает постепенное разрушение конструкций. Интенсивность процесса зависит, прежде всего, от количества алюмосодержащих компонентов.
В производстве бетонных смесей, устойчивых к коррозии этого типа, в качестве вяжущего вещества используют специальный сульфатостойкий цемент (ГОСТ 22266-2013).
Виды цемента
Главное отличие цементов, повышающих устойчивость бетона к воздействию солей серной кислоты — особый химический состав клинкера, идущего на их изготовление. Содержание трехкальциевого алюмината, оксидов магния и алюминия в нем понижено.
Классификация по составу
Сульфатостойкие цементы по составу относят к 4 типам:
- ЦЕМ I — портландцемент;
- ЦЕМ II/А — смесь портландцемента с добавками (содержание до 20%);
- ЦЕМ II/B — смесь портландцемента с добавками (содержание от 21 до 35%);
- ЦЕМ III/A — шлакопортландцемент (содержание шлака от 36 до 65%).
В качестве дополнительных компонентов используют гранулированные доменные шлаки, пуццолану, их смеси с микрокремнеземом.
Классификация по прочности
По прочности на сжатие цементы разделяют на классы и 2 подкласса, сульфатостойкие выпускают только 4 видов.
Таблица 1. Минимальная прочность на сжатие цементов, повышающих устойчивость бетона к сульфатной коррозии (МПа)
Класс | Подкласс | 2 сутки | 7 сутки | 28 сутки |
32,5 | Н | – | 16 | 32,5 |
Б | 10 | – | 32,5 | |
42,5 | Н | 10 | – | 42,5 |
Б | 20 | – | 42,5 |
Подклассы: Н — нормальнотвердеющий; Б — быстротвердеющий.
Маркировка сульфатостойкого цемента
Обозначение вида цемента наносят на боковую поверхность каждого мешка. Если материал расфасован в мягкие контейнеры, то используют несмываемую краску или вкладывают заполненную этикетку в специальный карман.
Цемент, упакованный в небольшие прозрачные пакеты, маркируют обычным способом или помещают этикетку между слоями полиэтилена. Если пакетов много и они уложены в общую тару, то надписи наносят и на нее, дополнительно указывая количество упаковок.
Маркировка цемента состоит из его наименования, типа, вида добавки, класса и подкласса прочности. Для материала с повышенной устойчивостью к воздействию солей серной кислоты в конце ставят СС — сульфатостойкий. Завершают маркировку обозначением стандарта, по которому изготовлен цемент.
Пример: сульфатостойкий портландцемент ЦЕМ II/A-П 32,5Н СС ГОСТ 22266-2013. Расшифровка: материал на основе портландцемента, с добавлением до 20% пуццоланы, класса прочности 32,5, нормальнотвердеющий, сульфатостойкий, характеристики соответствуют требованиям ГОСТ 22266-2013.
Дополнительно могут быть отражены особые свойства материала, приобретенные за счет внесения специальных добавок или снижения содержания некоторых компонентов:
- ПЛ — пластифицированный;
- ГФ — гидрофобизированный;
- НЩ — низкощелочной.
Указанные свойства могут дополнять друг друга — например: низкощелочной пластифицированный (НЩ ПЛ).
Сферы применения
Основное назначение бетона на сульфатостойком цементе — строительство подземных и подводных конструкций: фундаментов, опор мостов и других гидротехнических сооружений, свай, метрополитенов, бассейнов, колодцев и т. п. Подходящий тип вяжущего компонента смеси определяют с учетом дополнительных характеристики среды.
Таблица 2. Рекомендации по применению сульфатостойких цементов в средах, агрессивных по содержанию сульфатов
Особенности среды, в которой будет находиться конструкция | Без особенностей | Периодическое замораживание/оттаивание или увлажнение/высыхание | Требуется пониженное тепловыделение |
Портландцемент | + | + | + Необходим контроль тепловыделения |
Смесь портландцемента со шлаками (от 20%) | + | Только 32,5Б и 42,5Н | + |
Смесь портландцемента с пуццоланой (до 20%) | + | Не рекомендуется, но допускается после испытаний и только 32,5Б и 42,5Н | + |
Строительные растворы на основе цементов СС не готовят.
Производители сульфатостойкого цемента в России
Перечень российских цементных заводов, выпускающих сульфатостойкий портландцемент и шлакопортландцемент (по состоянию на июль 2019 г):
- Подольский;
- Вольский — АО «ХайдельбергЦемент Волга», находится в Саратовской области;
- Мордовцемент — входит в состав холдинга «ЕВРОЦЕМЕНТ груп»;
- Красноярский;
- Магнитогорский;
- Новотроицкий — Оренбургская область;
- Серебряковский — Волгоградская область;
- Теплоозерский — г. Владивосток;
- Тимлюйский — Бурятия;
- Якутский.
Необходимо уточнять — производят ли это вид цемента на ближайшем к конкретной стройплощадке заводе.
Заключение
Сульфатостойкий цемент отличается от обычного химическим составом. Этот материал идет на изготовление бетона для строительства конструкций, которые будут постоянно подвергаться воздействию воды или грунта с высоким содержанием солей серной кислоты. Его применение замедляет развитие коррозии, продлевает срок эксплуатации сооружений.