Современные тенденции специализации цементов
14-16 сентября в Санкт-Петербурге состоялась 4-я Международная конференция для производителей "BaltiMix — Сухие строительные смеси для XXI века: технологии и бизнес". О современных тенденциях специализации цементов рассказал Ю. Никифоров, к.т.н., главный редактор журнала "Цемент и его применение".
Глобализация экономики ведущих государств, состоящих в различных союзах и объединениях, требует устранения препятствий для перемещения продукции и товаров между странами.
Разработка единых требований к качеству продукции и ее характеристикам способствует развитию торговых операций и рациональному размещению промышленности. Стандарты разных стран предусматривают различную классификацию цементов по вещественному составу, прочности и типу твердения.
В то же время в этих стандартах нормируются различные показатели, что затрудняет сопоставление качества продукции. Создание и использование международных стандартов и национальных стандартов, гармонизированных с международными, является рациональным приемом интеграции в мировую экономику.
В Европе разработкой системы европейских стандартов занимается Европейский комитет по стандартизации (CEN, Брюссель, Бельгия). В этот комитет входят действительные члены CEN — национальные организации по стандартизации стран Европы.
В работе Европейского комитета по стандартизации принимают участие также приглашенные представители национальных организаций, но без права голоса. Большинство государств Северной и Южной Америки, а также Азии используют национальные стандарты, основанные на требованиях американских стандартов.
Разработкой европейских стандартов занимаются технические комитеты CEN, в работе которых могут принимать участие представители стран, намеревающихся их использовать при разработке национальных стандартов.
Национальные стандарты должны повторять текст евростандарта со всеми приложениями и содержать информацию, в которой оговариваются особенности национального стандарта с учетом особенностей страны и ситуации. Эта информация дополняет и разъясняет условия применения европейского стандарта.
Этот раздел национального стандарта, основанного на европейском стандарте, может содержать некоторые отличия, и тому должны быть даны пояснения.
После принятия страной евростандарта соответствующие национальные стандарты в установленный период времени должны быть отменены. Действующий стандарт на цемент 10178-85 "Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия", по общему мнению специалистов, нуждается в пересмотре.
Развитие технологии цемента и требования рынка привели к необходимости разработки стандарта, гармонизированного с европейским стандартом EN 197-1.
Такая работа под руководством Госстроя России была выполнена. Новый ГОСТ 31108-2003 "Цементы общестроительные. Технические условия" введен в действие с 1 сентября 2003 г.
Основные отличия нового стандарта от ГОСТ 10178 сводятся к следующему:
— вместо марок введены классы прочности на сжатие;
— для цементов всех классов прочности (за исключением классов 22,5Н и 32,5Н), кроме требований к прочности в возрасте 28 суток, дополнительно установлены нормативы по прочности в возрасте двух суток, а для цементов классов 22,5Н и 32,5Н — в возрасте семи суток;
— для всех классов прочности, кроме класса 22,5, введено разделение цементов по темпу твердения на нормальнотвердеющие и быстротвердеющие.
В новом стандарте цементы по вещественному составу подразделены на 5 основных типов:
ЦЕМ I — портландцемент;
ЦЕМ II — портландцемент с минеральными добавками;
ЦЕМ III — шлакопортландцемент;
ЦЕМ IV — пуццолановый цемент;
ЦЕМ V — композиционный цемент.
Стандарт предусматривает испытание цемента по ГОСТ 30744-2001 "Цементы, методы испытаний с использованием полифракционного песка", гармонизированный с европейскими стандартами EN 196-1, EN 196-3, EN 196-6. Этот стандарт введен в действие с 1 марта 2002 г. Основное отличие ГОСТ 30744 от ГОСТ 310.1-310.4 заключается в том, что при испытании по ГОСТ 30744 используется полифракционный песок при водоцементном отношении, без исключения равном 0,5. Эти два новых стандарта действуют параллельно с ГОСТ 10178-85 и 310.1-310.4.
Решение об использовании такого стандарта и методов испытания принимает само предприятие в зависимости от согласованных с заказчиком требований. Для потребителей сухих строительных смесей цементы, отвечающие требованиям ГОСТ 31108, предпочтительнее, так как их прочностные характеристики оцениваются в двухсуточном возрасте.
В новом стандарте не содержится требований по содержанию щелочей и тонкости помола (удельной поверхности цемента). Приведены только нормативы по содержанию MgO (не более 5% и до 6% при положительных результатах автоклавных испытаний) и содержанию SO3 не более 3,5-4,0% для разных классов цемента.
Впервые введено ограничение по содержанию хлора-иона (не более 0,10%). Указано также, что суммарное содержание C3S и C2S в клинкере должно быть не менее 67%, отношение CaO к SiO2 — не менее 2,0. Тем не менее, характеристики тонкости помола цемента (зерновой состав) и содержание щелочей в клинкере имеют существенное значение при использовании сухих строительных смесей.
Отечественные цементы, производимые по открытому циклу помола, характеризуются удельной поверхностью 250-300 м2/кг.
Практически для эффективного использования сухих строительных смесей удельная поверхность цементов должна быть не менее 300-350 м2/кг.
Для обеспечения ранней прочности цемента содержание частиц размером менее 2 мкм должно составлять более 10%.
Нестабильные свойства проявляют цементы, приготовленные из клинкера, содержащего повышенное количество щелочей.
В стандарте 10178-85 количество щелочей в клинкере также не ограничивается. Сказано только, что массовая доля этих оксидов в цементах, изготовляемых с использованием белитового (нефелинового) шлама в пересчете на Na2O, не должна быть более 1,2%.
При выборе цемента для производства сухих строительных смесей следует обратить внимание на возможность наличия ложного схватывания цемента — свойства, при котором цементное тесто быстро теряет пластичность, разогревается.
При дальнейшем интенсивном перемешивании без добавления дополнительного количества воды тесто вновь разжижается. Производство сухих строительных смесей с использованием такого цемента крайне затруднено или практически невозможно.
Причиной ложного схватывания может быть дегидратация гипса при помоле цемента вследствие высокой температуры в мельнице, а также присутствие в цементе карбонатов щелочей и ряд других факторов.
Методика определения ложного схватывания основана на определении изменения консистенции цементного теста при повторных нагружениях конуса на видоизмененном приборе Вика. В стандарте 10178-85 указывается, что цемент не должен проявлять признаков ложного схватывания. Во вновь введенном ГОСТ 31108 такого указания нет.
Отмеченные выше характеристики и еще ряд других важных при производстве и применении сухих строительных смесей и могут содержаться в стандартах предприятия. Однако, как уже известно, действующие и вновь принятые стандарты, хотя и переведены в ранг национальных стандартов, носят лишь рекомендательный характер.
Материал предоставлен пресс-службой Союза производителей ССС
Глобализация экономики ведущих государств, состоящих в различных союзах и объединениях, требует устранения препятствий для перемещения продукции и товаров между странами.
Разработка единых требований к качеству продукции и ее характеристикам способствует развитию торговых операций и рациональному размещению промышленности. Стандарты разных стран предусматривают различную классификацию цементов по вещественному составу, прочности и типу твердения.
В то же время в этих стандартах нормируются различные показатели, что затрудняет сопоставление качества продукции. Создание и использование международных стандартов и национальных стандартов, гармонизированных с международными, является рациональным приемом интеграции в мировую экономику.
В Европе разработкой системы европейских стандартов занимается Европейский комитет по стандартизации (CEN, Брюссель, Бельгия). В этот комитет входят действительные члены CEN — национальные организации по стандартизации стран Европы.
В работе Европейского комитета по стандартизации принимают участие также приглашенные представители национальных организаций, но без права голоса. Большинство государств Северной и Южной Америки, а также Азии используют национальные стандарты, основанные на требованиях американских стандартов.
Разработкой европейских стандартов занимаются технические комитеты CEN, в работе которых могут принимать участие представители стран, намеревающихся их использовать при разработке национальных стандартов.
Национальные стандарты должны повторять текст евростандарта со всеми приложениями и содержать информацию, в которой оговариваются особенности национального стандарта с учетом особенностей страны и ситуации. Эта информация дополняет и разъясняет условия применения европейского стандарта.
Этот раздел национального стандарта, основанного на европейском стандарте, может содержать некоторые отличия, и тому должны быть даны пояснения.
После принятия страной евростандарта соответствующие национальные стандарты в установленный период времени должны быть отменены. Действующий стандарт на цемент 10178-85 "Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия", по общему мнению специалистов, нуждается в пересмотре.
Развитие технологии цемента и требования рынка привели к необходимости разработки стандарта, гармонизированного с европейским стандартом EN 197-1.
Такая работа под руководством Госстроя России была выполнена. Новый ГОСТ 31108-2003 "Цементы общестроительные. Технические условия" введен в действие с 1 сентября 2003 г.
Основные отличия нового стандарта от ГОСТ 10178 сводятся к следующему:
— вместо марок введены классы прочности на сжатие;
— для цементов всех классов прочности (за исключением классов 22,5Н и 32,5Н), кроме требований к прочности в возрасте 28 суток, дополнительно установлены нормативы по прочности в возрасте двух суток, а для цементов классов 22,5Н и 32,5Н — в возрасте семи суток;
— для всех классов прочности, кроме класса 22,5, введено разделение цементов по темпу твердения на нормальнотвердеющие и быстротвердеющие.
В новом стандарте цементы по вещественному составу подразделены на 5 основных типов:
ЦЕМ I — портландцемент;
ЦЕМ II — портландцемент с минеральными добавками;
ЦЕМ III — шлакопортландцемент;
ЦЕМ IV — пуццолановый цемент;
ЦЕМ V — композиционный цемент.
Стандарт предусматривает испытание цемента по ГОСТ 30744-2001 "Цементы, методы испытаний с использованием полифракционного песка", гармонизированный с европейскими стандартами EN 196-1, EN 196-3, EN 196-6. Этот стандарт введен в действие с 1 марта 2002 г. Основное отличие ГОСТ 30744 от ГОСТ 310.1-310.4 заключается в том, что при испытании по ГОСТ 30744 используется полифракционный песок при водоцементном отношении, без исключения равном 0,5. Эти два новых стандарта действуют параллельно с ГОСТ 10178-85 и 310.1-310.4.
Решение об использовании такого стандарта и методов испытания принимает само предприятие в зависимости от согласованных с заказчиком требований. Для потребителей сухих строительных смесей цементы, отвечающие требованиям ГОСТ 31108, предпочтительнее, так как их прочностные характеристики оцениваются в двухсуточном возрасте.
В новом стандарте не содержится требований по содержанию щелочей и тонкости помола (удельной поверхности цемента). Приведены только нормативы по содержанию MgO (не более 5% и до 6% при положительных результатах автоклавных испытаний) и содержанию SO3 не более 3,5-4,0% для разных классов цемента.
Впервые введено ограничение по содержанию хлора-иона (не более 0,10%). Указано также, что суммарное содержание C3S и C2S в клинкере должно быть не менее 67%, отношение CaO к SiO2 — не менее 2,0. Тем не менее, характеристики тонкости помола цемента (зерновой состав) и содержание щелочей в клинкере имеют существенное значение при использовании сухих строительных смесей.
Отечественные цементы, производимые по открытому циклу помола, характеризуются удельной поверхностью 250-300 м2/кг.
Практически для эффективного использования сухих строительных смесей удельная поверхность цементов должна быть не менее 300-350 м2/кг.
Для обеспечения ранней прочности цемента содержание частиц размером менее 2 мкм должно составлять более 10%.
Нестабильные свойства проявляют цементы, приготовленные из клинкера, содержащего повышенное количество щелочей.
В стандарте 10178-85 количество щелочей в клинкере также не ограничивается. Сказано только, что массовая доля этих оксидов в цементах, изготовляемых с использованием белитового (нефелинового) шлама в пересчете на Na2O, не должна быть более 1,2%.
При выборе цемента для производства сухих строительных смесей следует обратить внимание на возможность наличия ложного схватывания цемента — свойства, при котором цементное тесто быстро теряет пластичность, разогревается.
При дальнейшем интенсивном перемешивании без добавления дополнительного количества воды тесто вновь разжижается. Производство сухих строительных смесей с использованием такого цемента крайне затруднено или практически невозможно.
Причиной ложного схватывания может быть дегидратация гипса при помоле цемента вследствие высокой температуры в мельнице, а также присутствие в цементе карбонатов щелочей и ряд других факторов.
Методика определения ложного схватывания основана на определении изменения консистенции цементного теста при повторных нагружениях конуса на видоизмененном приборе Вика. В стандарте 10178-85 указывается, что цемент не должен проявлять признаков ложного схватывания. Во вновь введенном ГОСТ 31108 такого указания нет.
Отмеченные выше характеристики и еще ряд других важных при производстве и применении сухих строительных смесей и могут содержаться в стандартах предприятия. Однако, как уже известно, действующие и вновь принятые стандарты, хотя и переведены в ранг национальных стандартов, носят лишь рекомендательный характер.
Материал предоставлен пресс-службой Союза производителей ССС
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 41 за 2004 год в рубрике материалы и технологии
