Физико-технические свойства белого и цветных цементов
Технические свойства белого портландцемента в настоящее время регламентируются ГОСТ 965-66. Согласно этому стандарту для технологии получения белого цемента обязательным является его отбеливание. Содержание белого диатомита в нем не должно превышать 6%, введение инертных добавок белого цвета возможно лишь в пределах 10% от массы цемента.
По степени белизны белый цемент разделяется на сорта: высший (р = 80%), первый БЦ-1 (р = 76%) и второй БЦ-П (р = 72%). Марочная прочность белого портландцемента может быть 300, 400 и 500. Она определяется по методике ГОСТ 310-60, по показателям предела прочности на сжатие и изгиб.
Белый цемент при кипячении образцов должен показывать равномерность изменения объема. Сроки схватывания его составляют: начало не ранее 45 мин, конец — не позднее 10 ч. Тонкость помола белого цемента характеризуется предельным остатком на сите 008, равным 12 %.
Представляют интерес данные НИИ цемента о прочностных характеристиках выпускаемых отечественными заводами белых и отдельных партий цветных цементов.
Прочности белых и смешанных цветных цементов близки между собой. Что касается цветных клинкерных цементов, то испытания большого количества их партий, выполненные на опытном заводе Гипроцемента, показали, что введение красящих окислов в сырьевую смесь вызывает значительное повышение прочностных показателей цветных цементов по сравнению с белыми того же минералогического состава.
Это объясняется, видимо, с одной стороны, минерализующим действием окислов-хромофоров, способствующих лучшему клинкерообразованию, с другой,- их легирующим действием, обусловливающим качественные изменения клинкерных минералов. Последнее согласуется с данными работ М. М. Сычева и др., изучавших влияние некоторых легирующих добавок на вяжущие свойства двух- и трехкальциевого силикатов.
В связи с этим следует отметить, что в условиях заводского производства строительных деталей к прочности декоративных цементов предъявляются такие же требования, как к обычному портландцементу. Этим и объясняются высокие марки (выше 500) белого и цветных цементов, выпускаемых зарубежными фирмами. Большая прочность требуется от отделочных цементов при изготовлении лестничных маршей и проступей, плит для тротуаров, бетонных полов и т. п. В этих условиях дает большой эффект применение быстротвердеющих декоративных цементов как по их расходу, так и по качеству получаемых изделий, особенно в части сопротивления истиранию их лицевой плоскости.
Весьма важным свойством декоративных цементов является их усадка при твердении, часто являющаяся причиной снижения долговечности изделий и отделочных фактур в результате образования в них волосных трещин. Установлено, что усадка белого и цветных смешанных цементов зависит как от минералогического состава исходного клинкера, так и от вида введенных при его помоле красящих и других добавок. Неблагоприятное воздействие оказывает, в частности, добавка повышенных количеств (10-15%) диатомита. Из природных пигментов увеличению усадки цементов особенно способствуют глинистые охры. Железоокисные и карбонатные породы влияют на усадку в меньшей степени.
Что касается зависимости показателей усадки от минералогического состава клинкера, то следует отметить более высокую усадку у цементов с повышенным содержанием белита и трехкальциевого алюмината. Это подтверждается данными проведенных НИИ цемента испытаний образцов при их хранении в помещении с относительной влажностью 60%.
Хотя для клинкерных цветных цементов аналогичных исследований не проводилось, можно предполагать у них меньшую склонность к усадке, чем у белых или смешанных цементов. Это связано с отсутствием в них свободной СаО, обусловленным лучшей спекаемостью клинкера, что позволяет исключить или свести до минимума процент вводимой активной кремнеземистой добавки (диатомита). К тому же при наличии собственной структурной окраски такие цементы не нуждаются во введении больших количеств минеральных пигментов, способных вызывать повышенную усадку.
Величина усадки отделочных цементов в большой мере влияет на морозостойкость изделий и отделочных фактур из-за возможности скопления влаги в образующихся в результате усадки микротрещинах. Вообще же морозостойкость изделий из декоративных цементов находится в прямой зависимости от активности цемента, т. е. от его минералогического состава.
Что касается цветных клинкерных цементов, то вследствие большой полноты клинкерообразования изделия на их основе отличаются высокой морозостойкостью. Так, испытания по ГОСТ 10060-62 пропаренных образцов-кубов состава 1 : 3 (цемент : песок) показали отсутствие видимых признаков их разрушения после 100 циклов попеременного увлажнения и оттаивания. Такие же результаты были получены при испытаниях бетонных образцов состава 1:1:3 (цемент : песок : крупный заполнитель), твердевших как в нормальных, так и в гидротермальных условиях.
Одним из важнейших показателей качества цветных цементов является их светостойкость. Испытаниями смешанных цементов на природных и синтетических железоокисных пигментах, выполненными в НИИ цемента, установлена их высокая устойчивость при ультрафиолетовом облучении и действии атмосферных факторов. Из органических пигментов вполне стойкими в этих условиях оказались голубой и зеленый фталоцианиновые.
На устойчивость окраски цветных клинкерных цементов больше, чем действие света, оказывают влияние условия гидратации, в процессе которой на поверхности цветных цементов происходит образование беловатых пленок гидратных продуктов. Таким образом, оценку цветовых качеств клинкерных цементов следует производить не по цвету исходного порошка, а в уже затвердевшем цементном камне.
