Вопросы испытаний цемента и его качества
Известно, что активность, нормальная густота и сроки схватывания различных партий цемента значительно колеблются. При испытаниях цемента потребителями во многих случаях не подтверждается его марка. Так, например, Волховский алюминиевый завод поставлял портландцемент со сроками схватывания от 7 мин до 4 ч, с активностью после пропаривания от 10 до 35 МПа, нормальной густотой от 24 до 28%, а в отдельных партиях до 36%. Не стабильны показатели портландцемента Усть- Каменогорского завода —значительно колеблется содержание всех минералов и щелочей и клинкере, активность цементного теста. Признаками ложного схватывания обладал ряд партий цемента Волховского завода. Усть-Каменогорский завод занарядил портландцемент (партия № 622) в количестве 945 т, который обладал признаками ложного схватывания, для строительства трубы № 1 высотой 330 м Экибастузской ГРЭС. Тот же и другие заводы поставляют портландцемент с государственным Знаком качества, также обладающий признаками ложного схватывания.
Следует отметить одно важное обстоятельство. Вводить комплексные добавки из ПАВ и электролитов в бетонные смеси, приготовляемые на цементах, обладающих признаками ложного схватывания, невозможно, так как при этом происходит быстрое загустевание смесей.
Поставку цемента неудовлетворительного качества можно объяснить недостатками технологии его производства, отсутствием на заводах современного в основном дозирующего оборудования, несовершенством методики испытаний цемента.
По ГОСТ 10178—76 цементы с государственным Знаком качества не должны обладать признаками ложного схватывания и обязаны иметь температуру при отгрузке ие выше 95°С. В то же время допускается, что цементы сульфатостойкие со Знаком качества, предназначенные для сооружений, к которым предъявляются специальные требования по долговечности, могут обладать признаками ложного схватывания и иметь температуру выше 95°С, так же, как и все обычные цементы, поставляемые по ГОСТ 10178—76. Непонятно, почему имеет место такая рассогласованность в указанном стандарте.
Наиболее подробно рассматриваемый вопрос освещался в работе [2], где приводились отечественные и зарубежные данные, показывающие, что цемент, обладающий признаками ложного схватывания, имеет низкое качество, приводит к быстрому загустеванию бетонной смеси (5—15 мин) и для его использования необходимо применять специальные технологические приемы, снижающие производительность бетонных заводов При этом, как правило, не обеспечивается качество бетона: ом склонен к трещинообразованию, не обладает необходимой морозостойкостью и др.
В работе показано, что установленные действующими стандартами технические требования к клинкеру и цементу и методы их оценки не дают возможности судить о качестве и свойствах цемента. Удовлетворяя всем требованиям стандартов, при применении в бетоне действительное качество цемента одного вида, изготовленного одним заводом, по разных партий, оказывается совершенно различным. Как показали исследования, это объясняется тем, что при выпуске любым заводом цемента одного вида в различных партиях его фазовый состав и структура минералов неодинаковы, содержание щелочей непостоянно, степень дисперсности и фракционный состав цемента различны, количество гипса и активных добавок, вводимых при помоле, значительно колеблется.
Использование конического пластометра для определения сроков схватывания любых видов цемента, в том числе с химическими добавками, позволяет получить физически обоснованные величины в отличие от применяемого метода испытаний прибором Вика [4, 5]. По пластометрическим кривым (см. рисунок) можно судить о ходе процесса структурообразонания, в том числе об аномальных явлениях тина ложного схватывания. Первый перегиб кривых почти для всех составов соответствует началу схватывания цементного теста, а второй — концу схватывания. Кинетика структурообразования портландцемента, имеющего ложное схватывание, харакеризуется кривой 8. на этой кривой имеется один, соответствующий временному ускорению структурообразования цементною теста.
Применение вместо иглы Вика конического планомера и построение семейства кривых позволяет непрерывно контролировать структурообразование цементного теста в нормальных условиях и при внешних воздействиях, а также определять активность цемента, так как свойства, микро- и макроструктура цементного камня формуются в период пластичного его состояния.
Для улучшения качества цемента необходимо включить в соответствующие стандарты требования по испытанию цементов на ложное схватывание; сроки схватывания оценивать по реологическим показателям и отказаться от использования приборов типа иглы. Для этого следует разработать новое оборудование для контроля, в том ускоренного, качества цемента; установить стабильные показатели по коэффициентам вариации для всех видов цемента, и не только по прочности на сжатие, но и по минералогическому составу клинкера, содержанию в нем щелочей, нормальной густоте цементного теста.