Cement odolný proti síranům: co to je, beton a piloty ze síranu zinečnatého jako stavební materiál, složení slínku pro cement

Sulfátově odolné cementy (GOST 22266-94) jsou určeny pro výrobu betonových a železobetonových konstrukcí, které jsou odolné vůči korozi při působení prostředí, které je svým obsahem síranů agresivní, tzn. práce v mineralizovaných a sladkých vodách.

Podle jejich materiálového složení se síranovzdorné cementy dělí na typy:

• portlandský cement odolný síranům;
• sulfátový portlandský cement s minerálními přísadami;
• sulfátový odolný portlandský struskový cement;
• pucolánový portlandský cement.

1.4 Portlandské cementy bílé a barevné

• bílý portlandský cement (bez minerálních přísad a přísad plniv), symbol – D0;
• bílý portlandský cement s přísadami (s aktivními minerálními přísadami a přísadami plniv ne více než 20%), symbol – D20.

• první stupeň (1.) – 80;
• druhý stupeň (2.) – 75;
• třetí třída (3.) – 70.

• pro červené a růžové cementy – hematitově zbarvená železná ruda;
• pro modré cementy – modrý ftalocyaninový pigment;
• pro žluté cementy – žlutý pigment oxidu železa;
• pro zelené cementy – zelený ftalocyaninový pigment;
• pro hnědé cementy – směs hematitové železné rudy a peroxidu;
• pro černé – saze.

Co je cement odolný vůči síranům?

Sulfatodolný cement je materiál, který výrazně rozšiřuje možnosti použití betonových řešení ve stavebnictví pro agresivní podmínky. Potřeba je diktována objektivními okolnostmi, kdy je běžný beton během provozu zničen. Materiálové požadavky jsou regulovány státními a mezinárodními normami.

Jaký je materiál

Sulfatodolný cement je korozivzdorný materiál, který obsahuje speciální přísady (hlinitany a silikáty) pro zvýšení odolnosti vůči agresivním vlivům. Má specifickou oblast použití, když jsou přítomny vody s vysokým obsahem síranů a dochází k cyklickému vystavení vodě ve velkém množství.

Vysoké koncentrace síranů ve vlhkém prostředí vyvolávají síranovou korozi. Během tohoto procesu vstupují betonové komponenty do chemické reakce, která vede k tvorbě cementového kamene uvnitř a ke ztrátě krystalů soli na stěnách. Struktura betonu se naruší a zhroutí se. Destruktivní vliv na beton má i cyklická vlhkost – neustálé cykly vysychání a hojná vlhkost, mrznutí a tání. Proto byl vyvinut cement, který je odolný vůči síranové korozi.

Druhy materiálu

1. Pucolánový cement. Jeho základem jsou vysokopecní strusky a vulkanické horniny (pucolány). Mezi poslední složky patří tuf, pemza a sopečný popel. Jedná se o aktivní minerální přísady, které poskytují odolnost vůči síranům. Tento materiál není určen do podmínek s cyklickou vlhkostí.
2. Portlandský cement se zvýšenou odolností vůči síranům. Vyrábí se s přídavkem minerálních přísad do značky M400. Materiál tuhne pomalu s postupným nárůstem pevnosti a sníženým vývinem tepla při tuhnutí. Může být použit v jakýchkoli provozních podmínkách.
3. Portlandský cement s vysokým obsahem síranovzdorných minerálů. Obsah přísady je 6-10%. Vyrábí se jakosti materiálu M400 a M500. Vyznačuje se zvýšenou mrazuvzdorností a odolností proti cyklické vlhkosti.
4. Portlandský struskový cement odolný proti síranům. Jedná se o směs vysokopecní strusky s portlandským cementovým slínkem s přídavkem hlinitanů. Důležitým požadavkem je, že struska by neměla obsahovat více než 10 % oxidu hlinitého. Vyrábí se jakosti materiálu M300 a M400. Má vysokou odolnost proti síranům, ale bojí se mrazu.

Kromě toho, že je daný cement dále rozdělen podle složení, má gradaci pevnosti v tlaku. Tento indikátor je součástí označení – od M200 do M500.

Struktura

Podle technologie výroby se síran odolný cement neliší od výroby konvenčního cementu. Oba materiály jsou v podstatě jemné prášky s adstringentními vlastnostmi. Struktura je zajištěna speciálním režimem sušení a důkladným mletím v bunkrech speciálních mlýnů. Rozdíl je zajištěn požadovaným složením směsi.

Základem minerálních přísad je vysokopecní struska elektrotermofosforového nebo granulovaného typu. Typicky se jejich obsah pohybuje v rozmezí 10-22% a pro portlandský struskový cement odolný vůči síranům – 42-55%. Účinnými látkami jsou přísady ze sedimentárních hornin. Jsou zavedeny v množství 6-12%.

Pro zajištění zvýšené odolnosti vůči agresivním vlivům jsou kladeny speciální požadavky na složení použitého slínku. Obsah trikalciumsilikátu v něm by neměl překročit 52%, hlinitan trikalcium – ne více než 6% a C3A + C4AF – ne více než 23%. Kompozice zahrnuje oxidy hliníku a hořčíku, ale ne více než 4-5%. Modul oxidu hlinitého slínku přesahuje 0,7. Do jílové složky portlandského cementu se doporučuje vložit baňku a tripoli.

Základem slínku je alit nebo belit. V prvním případě je zajištěno urychlené tuhnutí a rychlý nárůst pevnosti. Belite se vyznačuje dlouhým tuhnutím, ale konečná pevnost převyšuje alit.

Aktivní přísady se používají s velkou opatrností. Jejich nadměrný obsah může zhoršit technické vlastnosti cementu. Podle GOST se zvýšení odolnosti vůči síranům dosahuje zavedením povrchově aktivních látek. Hydrofobní, měkčené materiály tedy obsahují přísady ve formě mýdlové nafty nebo alkohol-sulfitových výpalků.

Použití v konstrukci

Suchá směs odolná vůči síranům má vysokou cenu, takže se obvykle používá tam, kde je obtížné se bez ní obejít. Takové konstrukce zahrnují betonové a železobetonové prvky pro účely hydraulického inženýrství, konstrukce provozované pod vodou, zejména ve vysoké slanosti (mořská nebo oceánská voda).

Tento materiál se používá hlavně v konstrukcích vystavených periodickému působení vody. Mezi nimi vynikají říční a mořské vlnolamy, mostní prvky, zpevnění hrází, přehrady a přehrady. Vzhledem k nízkému vývinu tepla při vytvrzování se takový cement používá pro vnější nátěry velké tloušťky a hmotnosti.

Materiál nabírá sílu příliš pomalu. Tato nevýhoda je odstraněna použitím hotových betonových výrobků na jejím základě. Nejběžnějšími typy jsou piloty, mostní podpěry, hydraulické prvky, obkladové desky a podlahy. Velká pozornost je věnována použití pilot. Jsou hnány do značné hloubky, procházejí podzemní vodou, pohyblivým pískem, vrstvami různého složení, z nichž některé obsahují agresivní složky. Lze identifikovat bažinatou půdu nasycenou sirovodíkem.

Kromě stanovených speciálních podmínek se v soukromé výstavbě používají i síranovzdorné cementy. Používají se ve směsi s běžným cementem při přípravě betonové malty. To zvyšuje odolnost proti opotřebení, odolnost proti vlhkosti a mrazuvzdornost konstrukcí.

Odolné vůči síranům se týká konkrétních materiálů, které se s ohledem na náklady používají pro konkrétní účel. Nemá smysl jej používat při stavbě běžného soukromého domu na stabilní půdě. Při stavbě konstrukcí pro provoz v agresivních podmínkách se však takové stavební materiály stávají nezbytnými.