Рекомендации по применению низкоалюминатных портландцементов в условиях сульфатной агрессии

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ БЕТОНА И ЖЕЛЕЗОБЕТОНА ГОССТРОЯ СССР (НИИЖБ)

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ НИЗКОАЛЮМИНАТНЫХ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТОВ В УСЛОВИЯХ СУЛЬФАТНОЙ АГРЕССИИ

Рекомендации содержат основные положения по применению низкоалюминатных портландцементов для изготовления бетонных и железобетонных конструкций, работающих в условиях воздействия сульфатных агрессивных сред. Определены требования к сульфатостойкому портландцементу II типа, его отличие от обычного сульфатостойкого портландцемента по содержанию трехкальциевого силиката и активных кремнеземистых добавок. Приведены области применения низкоалюминатного портландцемента вместо и наряду с сульфатостойким портландцементом.

Рекомендации предназначены для инженерно-технических работников проектных, производственных и строительных организаций.

Табл. 3.

Сульфатосодержащие агрессивные твердые, жидкие и газообразные среды широко распространены в природе и промышленности. В условиях воздействия агрессивных сред наиболее эффективным и экономичным для обеспечения долговечности бетонных и железобетонных конструкций является применение сульфатостойкого портландцемента. Однако выпуск его цементной промышленностью пока ограничен. Поэтому в ряде случаев подземные и подводные конструкции изготовляются с применением обычного портландцемента с последующей защитой. Схема защиты этих конструкций устанавливается в зависимости от степени агрессивности воды — среды согласно требованиям главы СНиП II-28-73 «Защита строительных конструкций от коррозии». Стойкость цемента в сульфатных водах определяется количеством в клинкере C_{3}A и C_{4}AF . В сульфатостойком портландцементе количество C_{3}A ограничено <= 5%, а сумма C_{3}A + C_{4}AF \leq 22\% .

Цементной промышленностью выпускается большое количество портландцемента, отвечающего этим требованиям, но он до последнего времени применялся как обычный портландцемент, так как содержит до 15% активных гидравлических добавок, а количество C_{3}S в клинкере более 50% — предела, допустимого для сульфатостойкого портландцемента.

Исследование скорости сульфатоалюминатной и гипсовой коррозии показали, что изменение C_{3}S в клинкере от 50% до 65% (фактический предел содержания C_{3}S в заводских портландцементах) не оказывает заметного влияния на коррозионную стойкость низкоалюминатных портландцементов. Бетоны на этих портландцементах с содержанием C_{3}S выше 50% характеризуются более высокими прочностными показателями, а также высокой плотностью.

Активная гидравлическая добавка, вводимая в низкоалюминатные портландцементы, связывается гидратом окиси кальция, который образуется в процессе твердения цемента. Положительное влияние оказывает труднорастворимый одноосновный гидросиликат кальция на сульфатостойкость этих цементов.

Таким образом, представилась возможность определить требования к сульфатостойкому портландцементу II типа, который отличается от обычного сульфатостойкого портландцемента наличием активных гидравлических добавок.

Настоящие Рекомендации разработаны Центральной лабораторией коррозии НИИ бетона и железобетона Госстроя СССР (д-р техн. наук проф. В.М. Москвин, кандидаты техн. наук Т.В. Рубецкая, Л.С. Бубнова и инж. Л.Ф. Терентьева) совместно с ЦНИИЦвментом Минстройматериалов СССР (канд. техн. наук М.Г. Толочкова, инженеры Р.М. Гоцева и З.Г. Степанова).

Рекомендации составлены на основании результатов исследований низкоалюминатных цементов как в лабораторных, так и в опытно-производственных условиях на объектах Ставропольпромстроя Минпромстроя СССР, который с 1969 г. начал применять низкоалюминатный портландцемент Новороссийских заводов: «Октябрь» и «Первомайский» наравне и вместо сульфатостойкого портландцемента.

Экономический эффект от применения трестом Ставропольпромстрой (ныне Промстрой-1) низкоалюминатного портландцемента в бетонных и железобетонных конструкциях, подвергающихся воздействию слабо-, средне- и сильноагрессивных сульфатных сред, составил за период 1969 — 1975 гг. примерно 2 млн. руб.

Замечания и пожелания по содержанию настоящих Рекомендаций просим направлять в ЦЛК НИИЖБ по адресу: 109389, Москва, Ж-389, 2-я Институтская ул., д. 6.

Дирекция НИИЖБ

1. Настоящие Рекомендации распространяются на низкоалюминатные портландцементы, применяемые в условиях сульфатной агрессии вместо и наряду с сульфатостойким портландцементом.

а) максимальное содержание C_{3}A \leq 5\% ;

б) сумма C_{3}A + C_{4}AF \leq 22\% ;

в) наличие активных кремнеземистых добавок в количестве не более 15%;

г) количество свободной извести не более 1%.

2. В настоящее время этим требованиям полностью соответствует рядовой портландцемент заводов: «Октябрь», «Первомайский», «Большевик», «Коммунар», «Комсомолец», а также Брянского, Пикалевского и Темлюйского.

3. В том случае, если портландцементы упомянутых заводов не будут соответствовать требованиям, приведенным в п. 1 настоящих Рекомендаций, они должны применяться как обычные портландцементы.

4. Агрессивность и степень агрессивного воздействия сульфатных вод по отношению к бетону различной плотности на низкоалюминатных портландцементах определяется по табл. 1 и 2.

Таблица 1

Оценка агрессивности и степени агрессивного воздействия

на SO_{4}^{2 -} на бетон безнапорных сооружений на низкоалюминатных

Степень агрессивного воздействия среды	Безнапорные сооружения
	железобетонные			бетонные
	плотность бетона
	нормальная	повышенная	особоплотный	нормальная	повышенная	особоплотный
Неагрессивная	<= 3000	<= 5000	<= 6000	<= 5000	<= 8000	<= 7000
Слабоагрессивная	3000 — 5000	5000 — 8000	8000 — 8000	5000 — 6000	6000 — 7000	7000 — 9000
Среднеагрессивная	5000 — 8000	6000 — 8000	8000 — 12000	6000 — 8000	7000 — 9000	9000 — 13000
Сильноагрессивная	Применение не допускается	> 8000	> 12000	> 8000	> 9000	> 13000

Таблица 2

Степень агрессивного воздействия среды	Напорные сооружения
	железобетонные			бетонные
	плотность бетона
	нормальная	повышенная	особоплотный	нормальная	повышенная	особоплотный
Неагрессивная	< 3000	< 4000	< 5000	< 4000	< 4500	< 5000
Слабоагрессивная	3000 — 4000	4000 — 5000	5000 — 7000	4000 — 4500	4500 — 5000	5000 — 6000
Среднеагрессивная	4000 — 5000	5000 — 7000	7000 — 10000	4500 — 7000	5000 — 8000	6000 — 10000
Сильноагрессивная	Применение не допускается	> 7000	> 10000	Применение не допускается	> 8000	> 10000

5. Пределы агрессивности и степени агрессивного воздействия приведены в табл. 1 и 2 для бетона железобетонных и бетонных конструкций, находящихся в грунтах с коэффициентом фильтрации более 0,001 м/сут (подземные конструкции) или свободно омываемых водой (подводные конструкции), в которых прочность в стадии эксплуатации обеспечивается одним бетоном и минимальная площадь сечения арматуры менее 0,05%.

6. Увеличивать пределы агрессивности и степени агрессивного воздействия сульфатных вод для подземных конструкций (например, свай), находящихся в грунтах с коэффициентом фильтрации менее 0,001 м/сут, можно только на основании специальных исследований.

7. При концентрации сульфатов ниже пределов агрессивности, приведенных в табл. 1 и 2, бетонные и железобетонные конструкции, выполненные с применением низкоалюминатных портландцементов упомянутых выше заводов, не требуют каких-либо дополнительных мер защиты.

9. Показатели, характеризующие плотность бетона, приведены в табл. 3.

Показатели плотности бетона

Бетоны по плотности	Условные обозначения	Показатели плотности бетона
		марка по водонепроницаемости, В	водопоглощение в % по массе	водоцементное отношение (В/Ц), не более
Нормальный	Н	В-4	5,7 — 4,8	0,6
Повышенный	П	В-6	4,7 — 4,3	0,55
Особоплотный	О	В-8	4,2 и менее	0,45

Примечание. Показатели водопоглощения и водоцементного отношения приведены для тяжелого бетона.

---