л
А. В. ВОЧЖЕНСКИй
действ, чл. АСиА СССР, проф..
Л. II. ПОПОВ
канд техн, наук
СМЕШАННЫЕ
П О РТЛ А Н ДНЕМ ЕН Т Ы
ПОВТОРНОГО ПОМОЛА
И БЕТОНЫ
НА ИХ ОСНОВЕ
ГО С У Л АР СТ НГ.ННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
F А ГУРЫ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ, АРХИТЕКТУРЕ
И СТРОИТЕЛЬНЫМ МАТЕРИАЛАМ
М осина — 19 6 1
В книге излагаются результаты исследований свойств бето-
нов, изготовленных на смешанных цементах, получаемых повтор-
ным помолом портландцементов с кварцевым песком, доменными
шлаками, известняком и гранитом в шаровых мельницах.
Приводятся данные по технологии изготовления и стоимости
смешанных цементов.
Книга предназначена для инженерно-технических работников
строек, цементных заводов, заводов железобетонных изделий,
проектных и научно-исследовательских организаций.
ВВЕДЕНИЕ
Для выполнения строительных работ, предусмотренных се-
милетиям планом развития народного хозяйства на 1959—
1965 гг., требуется большое количество разнообразных строи-
тельных материалов, изделий и конструкций, в том числе бетон-
ных и железобетонных. Производство только сборного
железобетона в 1965 г. должно составить 42—45 млн. лт3.
Для обеспечения строительства цементом его выпуск к кон-
цу семилетки должен быть доведен до 75—81 млн. г.
Выполнение указанных заданий семилетнего плана вызывает
необходимость применения наиболее рациональных приемов
производства цементов и использования их в строительстве и, в
частности, при изготовлении бетона и железобетона.
Одним из важных путей возможно более полного использо-
вания вяжущих свойств портландцементного клинкера является
производство смешанных цементов способом повторного (двух-
стадийиого) помола портландцементного порошка с такими ма-
териалами, как кварцевый песок, отходы от дробления гранитов
и прочных известняков, гранулированные и отвальные металлур-
гические шлаки и т. н.
Как показали наши опыты, применение данного приема осо-
бенно эффективно для получения шлакопортландцемента, когда
помолом в обычных шаровых мельницах портландцемента с гра-
нулированными доменными шлаками в соотношении 1 : 1 по ве-
су достигается получение быстротвердеющих шлакопортландце-
мептов одинаковой активности с исходным цементом.
Подобный же результат получается обычно при повторном
помоле портландцемента с кварцевым песком в соотношении
1 : 0,5 по весу.
Другим путем, дающим возможность наиболее полного ис-
пользования вяжущих свойств клинкера, ускорения процессов
производства бетонных и железобетонных изделий и значитель-
ного повышения их прочности (до 800—1 000 кг/слт2 при расходе
клинкерной части около 200 кг/л13 бетона), является широкое
внедрение в заводскую практику автоклавной обработки. При
автоклавной обработке изделий происходит взаимодействие ме-
жду составляющими минералами портландцементного клинкера
3
кремнеземистыми добавками, в результате которого образуют-
I дополнительные количества вяжущего вещества, обладающе-
белее высокими механическими свойствами, чем при тверде-
1И цементов в нормальных условиях или при обычном пропари-
вши (при температурах до +100°).
В работе изложены результаты проведенных авторами в
'55—1958 гг. в МИСИ имени В. В. Куйбышева исследований
вешанных цементов, полученных повторным помолом портланд-
шентов с такими материалами, как кварцевый песок, домен-
Lie шлаки, известняк, гранит. Повторный помол дает возмож-
Ьсть без больших капитальных затрат па цементных заводах
особенно на заводах сборного железобетона и крупных строй-
1ах из 1 т портландцемента получать 1,35—2 т смешанного це-
ента, равноценного по активности исходному цементу.
В работе описаны также свойства растворов и бетонов пор-
тального и автоклавного твердения, изготовленных на этих це-
ментах.
Даны схемы помольных установок, а также приведены тех-
шко-экономические показатели по производству смешанных це-
ментов повторного помола.
Глава первая
КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О СМЕШАННЫХ
ПОРТЛАНДЦЕМЕНТАХ, ИХ СОСТАВЕ, СВОЙСТВАХ
И ПРИМЕНЕНИИ
Производство смешанных портландцементов с использова-
нием в качестве инертной добавки песка было впервые осуществ-
лено по предложению Смидта в Дании в девяностых годах про-
шлого столетия. Этот цемент, названный песчаным цементом,
представлял собой механическую смесь портландцемента с не-
которым количеством песка, полученную при их совместном по-
моле. Предложение Смидта было изучено в ряде стран (Нель-
соном в Дании, Фере во Франции, Эрдменгаром в Германии,
Белелюбским в России и др.) и послужило основой для произ-
водства песчаного портландцемента в этих странах.
Этот цемент был первоначально применен в качестве вяжу-
щего для изготовления растворов. «Опыты подтверждают, —
указывал Белелюбскнй [I], — что такой раствор обладает го-
раздо большей крепостью, чем соответствующая простая смесь
из одной части цемента и того же числа частей песка: таким об-
разом, в данном случае приходится считаться как бы с новым
материалом, получающимся исключительно благодаря одновре-
менному размолу смеси из цемента с песком».
Последующими испытаниями песчаного цемента как в рас-
творах, так и в бетонах, а в дальнейшем и при использовании
его в ряде сооружений было установлено, что раствор из песча-
ного цемента «отличается плотностью и, бесспорно, дает повы-
шенную крепость» [1].
Песчаный цемент был применен в качестве вяжущего для
раствора при строительстве правительственных школ и различ-
ных сооружений в новом Копенгагенском порту и дачных по-
строек в Швеции и других странах.
С 1900 г. песчаный портландцемент стал находить применение
в гидротехническом строительстве. Можно назвать ряд плотин,
построенных на смешанных портландцементах, в составе кото-
рых были в дисперсном состоянии кварцевые пески, базальты и
5
другие горные породы [2] (в США — плотина на реке Гил, Эле-
фант на реке Бют, в Испании — Камаразы, в Швейцарии — Ва-
гитоль и т. д.).
В России выпуск песчаного портландцемента был осуществ-
лен на заводе Порт-Кунда. Однако широкого применения песча-
ный цемент в России не получил, и уже в 1900 г. завод Порт-
Кунда, выпустив 16 тыс. бочек цемента, прекратил его произ-
водство.
В связи с развернувшимся в годы первых пятилеток большим
строительством резко повысилась потребность в вяжущих мате-
риалах. В это время приобретает особое значение наряду с рас
ширением производства портландцемента также вопрос об уве-
личении ассортимента вяжущих веществ путем выпуска различ-
ных смешанных цементов с применением местных добавок и
промышленных отходов при одновременном рациональном ис-
пользовании портландцементного клинкера.
Работы, проведенные в Гипроцементе, показали, что с точки
зрения экономичности большой интерес представляют смешанные
портландцементы, в составе которых имеются в дисперсном со-
стоянии такие инертные добавки, как кварцевый песок, извержен-
ные, осадочные и метаморфические горные породы, а также отхо-
ды промышленности и в первую очередь негранулированные до-
менные шлаки [3, 4].
Исследования, проведенные в 1935—1936 гг. В. А. Книдом,
В. Ф. Журавлевым и др. в ЛКХТИ по получению песчаного
портландцемента путем совместного размола портландцемент-
пого клинкера и кварцевого песка [5, 6, 7], и изучение основных
свойств этого цемента показали, что песчаный цемент, в составе
которого содержится до 25°/о молотого песка, как по своей меха-
нической прочности, так и по важнейшим техническим свойствам
не уступает обычному портландцементу. На основании этих
исследований на Ленинградском цементном заводе имени Во-
ровского было осуществлено производство песчаного портланд-
цемента путем совместного помола цементного клинкера с 20—
30% кварцевого песка.
Выпущенный этим заводом кварцевый портландцемент марок
250—300 с успехом применялся на стройках Ленинграда [8] при
кладке бута, кирпича, приготовлении бетонных блоков и т. п.
Изучению основных строительных свойств кварцевого порт-
ландцемента, выпущенного заводом имени Воровского, были по-
священы работы НИИГИ [9]. Последние показали, что бетон на
кварцевом портландцементе, по сравнению с портландцементы м
бетоном, характеризуется несколько меньшей водопроницаемос-
тью и меньшими усадочными деформациями. Эти обстоятельства
дают кварцевому портландцементу преимущество перед порт-
ландцементом при возведении гидротехнических сооружений.
В дальнейшем песчаный портландцемент в качестве основной
части трехкомпонентпого «гидротехнического цемента" нашел
применение при возведении бетонных гидротехнических сооруже-
ний капала Москва — Волга и Рыбинского гидроузла. Авторы
этого предложения (В. Н. Юнг, С. В. Шестоперов и Б. А. Кувы-
кин) рекомендовали изготовлять «гидротехнический цемент» пу-
тем совместного .помола портландцементного клинкера и песка с
последующим введением при изготовлении бетона пуццолановой
добавки, в частности, трепела [10].
Вопросом выбора цементов для гидротехнического строитель-
ства занималась Центральная бетонная лаборатория строитель-
ства капала имени Москвы.
Результаты этих работ показали, что гидротехнический трех-
компопептпып цемент, изготовленный на основе качественного
клинкера марок 400—500 вельских цементных заводов (50%),
волжского речного песка (30%) и дмитровского трепела (20%),
дает вяжущее, не уступающее по своим свойствам вяжущему на
основе портландцемента марки 300, изготовленному на заводах
с содержанием 20% трепела [11, 12].
К этому же времени относятся работы И. П. Александрина
[13, 14] по изучению способов получения и исследованию свойств
песчаного цемента. Им было установлено, что свойства песча-
ного цемента в значительной степени зависят от способа его
приготовления. Проф. И. П. Александрии указывал, что изго-
товление песчаного портландцемента возможно тремя спосо-
бами:
1)	смешением тонкомолотого песка с (портландцементом;
2)	совместным помолом портландцементного клинкера с пе-
ском;
3)	совместным помолом портландцемента (порошка) с песком.
Первые два способа получения песчаного портландцемента
отличаются один от другого только тщательностью смешения.
Последний же способ вносит новый момент — повторный помол
портландцемента.
Сравнивая песчаные цементы, полученные различными спосо-
бами, И. П. Александрин установил, что при изготовлении пес-
чаного цемента путем смешения готового портландцемента с от-
дельно измолотым песком, как и путем совместного помола порт-
ландцементного клинкера с песком, не может быть получен
цемент, эквивалентный по механической прочности исходному
портландцементу, при условии одинаковой тонкости помола. По-
лученные такими способами песчаные цементы, в составе кото-
рых содержится песок в количестве 30%, обладают в бетоне
прочностью, составляющей всего лишь 60% от прочности бетона
на чистом портландцементе. При увеличении дозы песка в цемен-
те до 50% прочность бетона составляет около 40% От прочности
бетона на чистом портландцементе.
При изготовлении же песчаного цемента совместным помолом
портлантцемента с песком эквивалентный по механической проч-
ности пехотному портлан тементу песчаный цемент получается
6
7
при содержании в нем песка до 35%. При увеличении дозы песка
до 50% прочность песчаного цемента (в бетоне) составляет около
60% от прочности портландцемента.
"'"В том случае, когда портландцементный порошок подвергает-
ся повторному помолу вместе с песком, происходит изменение
гранулометрического состава цемента.
Как отмечают многие исследователи, качество цемента в зна-
чительной мер’е зависит от тонкости помола и гранулометриче-
ского состава. Портландцементы марок 400—500, как известно,
состоят преимущественно из частичек размером ют 0 до 100 мк;
при этом содержание фракций более 30 мк составляет до 35—
40% по весу, а размером более 90 мк— до 10%; в то же время
суммарная поверхность частиц размером более 40 мк не превы-
шает 10% общей поверхности портландцемента [15]. Увеличение
тонкости помола, повышая общую поверхность порошка цемента,
вместе с тем изменяет его гранулометрический состав.
Поэтому является закономерным то, что многие научно-иссле-
довательские работы были посвящены изучению зависимости
прочности цемента не только от увеличения общей тонкости по-
мола (удельной поверхности), но также и от количественного
содержания отдельных фракций в цементе.
В. Н. Юнг [16], изучая степень участия различных фракций
цемента в процессе твердения, установил, что самой важной
фракцией в цементном порошке является фракция от 20 до 40
Зерна размером от 20 до 40 мк, обладая большой поверхностью,
играют существенную роль в твердении цемента, так как, вступая
в реакцию с водой, дают большое количество геля и в то же вре-
мя вследствие постепенной гидратации являются главным сред-
ством уплотнения последнего, обусловливая нарастание проч-
ности цементных растворов в более длительные сроки твер-
дения.
Зерна размером от 0 до 20 мк гидратируются полностью;
часть мелкой фракции от 0 до 5 мк гидратируется тотчас после
затворения, часть в течение последующих 2—3 недель; более
крупная фракция (10—20 мк) подвергается гидратации через
месяцы и даже годы. Таким образом, эта фракция (0—20 мк)
является наиболее активной частью порошка портландцемента и
вместе с фракцией 20—40 мк представляет полностью используе-
мую в процессе твердения портландцемента часть составляюще-
го его порошка.
Более крупные частицы цементного порошка (40—60 мк и
выше) при относительно небольшой удельной поверхности слабо
вовлекаются в реакцию с водой и дают небольшое количеств^
цементирующих новообразований. Таким образом, с этой сторо-
ны более крупные фракции являются балластной частью цемент-
ного порошка, почти не участвующей в создании требуемой проч-
ности бетонов, по крайней мере, на протяжении первых 3—6
месяцев
з
Как отмечали исследователи, роль каждой фракции в созда-
нии прочности цемента зависит от процентного содержания
фракций в смеси и от прочности каждой фракции.
Кюль [17] исследовал влияние однородного и смешанного по
гранулометрии цементов на их прочность и пришел к следующим
выводам:.
I.	Цемент, имеющий однородный гранулометрический состав,
крупностью около 30 мк. получать более выгодно, чем цемент с
неоднородным и нерациональным гранулометрическим составом.
2.	Посредством более тонкого помола, примерно до 15—20л£/с,
можно без больших экономических затрат значительно повысить
прочность цемента с однородным гранулометрическим составом.
3.	Примешивая к цементу чрезмерно тонкого помола круп-
ные фракции, можно не только повысить рентабельность его
изготовления, но также достигнуть максимальной прочности при
его затвердевании.
Анализируя влияние размера частиц цемента на его прочность,
некоторые исследователи [18, 19] утверждают, что наибольшая
прочность цемента достигается не наличием большого количест-
ва мельчайших фракций (до 5 мк), а посредством повышения
количества зерен средней крупности (10—15 и 30—40 мк). В
связи с этим Гюйе [19] приходит к выводу, что мельчайшие час-
тицы (менее 5 мк) из-за весьма быстрой гидратации в растворе
и бетоне не имеют большого значения для твердения цемента.
Эти частицы можно считать скорее заполнителем, чем вяжущим
веществом. С другой стороны, частицы величиной свыше 60 мк
также не играют существенной роли в процессе твердения це-
мента.
Как указывает Кюль, для хорошей гидратации и последующе-
го твердения цементное зерно должно иметь определенную круп-
ность (20—30 мк), так как при слишком малом размере зерна оно
все вплоть до сердцевины быстро превращается в желеподобную
массу и из-за отсутствия внутреннего отсасывания эта масса не
претерпевает твердения.
Изучение Г. А. Новгородцевым [20] эффективности тонкого
измельчения и прочностных показателей отдельных фракций
цементного порошка показало, что в возрасте 28 суток прочность
полидисперсного исходного цемента выше прочности отдельных
фракций (см. табл. 1); при этом прочность отдельных фракций
размером до 40 мк примерно одинакова и близка к прочности
исходного цемента. В более короткие сроки твердения образцы
на таких фракциях наращивают прочность быстрее. Прочность
образцов на цементах из отдельных фракций крупнее 40 мк зна-
чительно ниже прочности образцов на исходном полидисперсном
цементе.
В. Ф. Журавлев [22], исследуя активность отдельных фракций
портландцемента, также отмечает, что наибольшие прочностные
показатели имеет фракция 10—20 .пк. Экспериментальные дан-
Таблица 1
Прочность отдельных фракций цемента завода «Гигант»
на малых прессованных образцах (по данным Новгородцева Г. А.)
Размер частиц цемента в мк	Удельная поверх- ность по Дерягину в см-/г	Нормаль- ная густота в %	Предел прочности при сжатии в кг смл в возрасте			
			3 суток	7 суток	28 суток	90 суток
Исходный цемент	4 150	22,5	129	190	279	260
До 10	—	56	240	2&0	268	280
10—20	13 000	50	228	242	250	302
20—40	6 550	40	150	150	245	268
40—60	1 375	38	17	30	92	150
60—90	760	38	8	15	60	100
Свыше 90	560	31	5	5	20	35
ные Г. А. Новгородцева и В. Ф. Журавлева в достаточной мере
согласуются с данными зарубежных исследователей Грюндера
и Таббаха [21], Кюля [17] и др., что указывает на необходимость
регулирования гранулометрического состава цементного порошка
для получения наиболее эффективного вяжущего.
В исследованиях, 'проведенных В. Н. Юнгом [23], отмечалось,
что даже при длительных сроках твердения гидратированные
цементы имеют неоднородную структуру, состоящую из кристал-
лов микроскопических размеров и гелеобразной массы, заполняю-
щей промежуточное пространство. Такой структурный конгломе-
рат В. Н. Юнг назвал микробстоном [24], тем самым подчеркнув
определенную аналогию между его строением и строением обыч-
ного бетона.
Воззрение на цементный камень, как па сложную систему,
состоящую из различных структурных элементов, приводит к
мысли о возможности целеустремленного подбора его зернового
состава даже с заменой одного из структурных элементов каким-
либо иным элементом, состоящим из другого вещества.
Возможность построения искусственных конгломератов (це-
ментного камня) из цемента и некоторых измельченных горных
пород создает условия для применения последних, как микро-
наполнителя в вяжущих веществах [25].
Введенный в гелеобразную массу микропаполпитсль оказы-
вает существенное влияние па процесс твердения цементного
камня. В. Н. Юнг п А. С. Пантелеев [26, 27, 28] показывают чго
гелеобразная масса, находящаяся вблизи поверхности частичек
мпкронаполнителя (известняка), отвердевает значительно быст-
рее, чем гелеобразная масса, удаленная от этой поверхности
Поэтому чем больше суммарная поверхность соприкосновения
геля с микронаполпнтелем, тем быстрее твердеет система и тем
более высокую прочность она приобретает.
П. А. Ребиндер [29] па основании изучения структурообра ю-
вания в цементном тесте и растворе отмечает, что при смешении
цементного теста с заполнителем— топкомолотым песком или
обычным песком — происходит более или менее равномерное
распределение теста между зернами заполнителя. Вокруг каждо-
го зерна заполнителя из коллоидных частиц цементного клея
образуется диффузная структурированная оболочка, плотность
и прочность которой убывает от поверхности заполнителя к на-
ружной поверхности оболочки.
Таким образом, у поверхности заполнителя водоцементное
отношение (В/Ц) является низким; оно постепенно увеличивается
по мерс удаления от поверхности частицы, что вызвано неболь-
шим отсосом воды в поры зерна, если заполнитель (как, напри-
мер, известняк) обладает открытой .пористостью.
Чем ближе зерна заполнителя друг к другу, тем меньше ста-
новятся величина В/Ц в контактах между зернами заполнителя.
Меньшее В/Ц приводит к ускорению процессов твердения и к
образованию более прочного и плотного цементного камня.
Изучение вопроса о влиянии удельной поверхности компонен-
тов на прочность смешанных цементов, проведенное В. В. Това-
ровым [30], показало, что активность смешанного цемента возра-
стает с увеличением степени измельчения клинкерного компонен-
та. Увеличение удельной поверхности инертной добавки (песка,
известняка и др.) не оказывает существенного влияния на проч-
ность смешанного цемента, твердевшего в нормальных условиях.
М. А. Решетников [31], подходя к этому вопросу с физико-хи-
мической точки зрения, предположил, что механическая проч-
ность смешанного цемента, состоящего из портландцемента и до-
бавки, может быть вычислена как средневзвешенная величина из
произведения активности портландцемента на величину его
удельной поверхности и активности добавки па величину удель-
ной поверхности последней.
Таким образом, опытные данные и физико-химическая гипо-
теза, предложенная М. А. Решетниковым, показывают, что при
изготовлении смешанного цемента, содержащего инертную до-
бавку, для достижения повышенной активности смешанного це-
мента нужно размалывать клинкер возможно более топко, а из-
мельчение инертной добавки доводить до сравнительно малой
степени.
В соответствия с вышеизложенной гипотезой в Венгрии в
1946 г. было осуществлено получение смешанного цемента раз-
дельным помолом клинкера и добавок с последующим смеше-
нием порошковидных компонентов; при этом измельченный
клинкер не содержал частиц крупнее 30 мк. По данным Готлиба
[32], такой цемент показывал высокие прочности лишь в смеси
с инертным материалом, крупность которого находилась в пре-
делах 30—100 мк. Результаты испытаний цемента в лаборатор-
ных и производственных условиях подтвердили качественное
превосходство смешанного цемента над однородным клинкерным
цементом.
10
II
До сих пор в борьбе за повышение степени использования
вяжущих свойств цементного клинкера исследователи преиму-
щественно шли по пути увеличения дисперсное!и цементного по-
рошка. Однако этот путь, в принципе простой и обеспечивающий
использование крупных фракций, практически наталкивался па
значительные трудности .чаи ;р»:м. t ^озрем. \ ... о. ..х
.мельниц. Ка.ч известно. . ли ши; с” степени г-мельченич це-
ментного порошка производительность шаровых мельниц изда-
ет. Особенно это заметно при доведении тонкости помола цемен-
та до остатка па сиге № 0085 в 5—6% и ниже.
С целью более эффективного тонкого измельчения цементов
начали применять вибрационные мельницы, но они пока не мо-
гут использоваться в крупных производствах вследствие неболь-
шой производительности. Таким образом, до создания новых ти-
пов помольных агрегатов следует искать рациональные приемы
использования обыкновенных шаровых мельниц для надлежа-
щего измельчения цементов.
Повышения дисперсности цементного порошка при помоле на
шаровых мельницах можно достичь путем нов горного помола
портландцементов с различными твердыми материалами (квар-
цевый песок, доменные шлаки, гранит, известняки и т. п.), кото-
рые будут являться по отношению к цементу абразивами, спо-
собствующими истиранию всех клинкерных частичек с перево-
дом их в более тонкие фракции, способные к взаимодействию с
водой на протяжении коротких сроков твердения бетонов и ра-
створов. Вместе с тем при помоле цемента с твердыми материа-
лами частички последних должны замещать крупные фракции
цементного порошка размером 30—40 мк и более и тем самым
выполнять роль компонентов микробетона (по В. Н. Юнгу).
К сожалению, результаты опытов И. П. Александрина [14]
по получению песчаного цемента повторным помолом его с пес-
ком не нашли практического использования. Одной из причин
этого, по-видимому, являлась недостаточность его исследований,
ограниченных использованием лишь одного цемента.
Между тем высокая эффективность подобного приема полу-
чения смешанных вяжущих веществ на основе портландцемента,
а также возможность значительного увеличения выпуска произ-
водных портландцемента без крупных капиталовложений
заставили вновь подвергнуть изучению данный вопрос па более
широкой основе и тем самым глубже выявить рациональность
использования повторного помола в практике.
В последние годы этот способ привлек внимание ряда иссле-
дователей (Я. Г. Солокова [89]. А. В. Волженского и Л. Н. Попова
[57, 59], П. П. Будникова [87], А. С. Пантелеева [88], Б. Г. Скрам-
таева [86] и др ). В частности Я. Г. Соколов изучал влияние пов-
торного помола портландцемента с песком и шлаками в вибро
мельницах на активность смешанных цементов. При этом им по
лучепы вяжущие со значительной активностью даже при новы
шенном введении добавок. Подобные же результаты были полу-
чены Б. Г. Скрамтаевым и гр. при домалывании па впбромель-
пице портландцемента с песком.
Полученное повторным помолом портландцемента с добав-
кой смешанное вяжущее представляет смесь, в которой зерна
нл:iо. ге.‘.	.с-..' с.’ у	с с . ткм.! зернам,с Гзк
как прсцесеы гидратаци;: дс.ме-та протекают з условиях насы-
щенного и даже пересы;..1 кого раствора гидрата окиси каль-
ция, то не исключается возможность химического взаимодей-
ствия последнего с дисперсной добавкой. Так, кварц даже при
обыкновенной температуре не является по отношению к изве-
сти инертным веществом [33]. правда, взаимодействие идет весь-
ма медленно. При повышении степени измельчения кварца по-
глощение гидрата окиси кальция из раствора возрастает, что
подтверждается работой |\. Г. Красильникова [34].
В процессе твердения портландцементов существенную роль
играет добавка гипса, которая вводится почти во все цементы в
размере до 3% в расчете па SO3. По данным В. Н. Юнга и др.
[35, 36], оптимальное содержание гипса может колебаться от 2
до 4% (в расчете на SO3) и зависит от минералогического соста-
ва исходного цемента и тонкости его помола. Величина опти-
мальной добавки гипса тем выше, чем больше алюминатов со-
держится в цементе и чем выше тонкость его помола. Как отме-
чает ряд исследователей, тонкое измельчение цемента должно
обязательно сочетаться с правильно подобранной повышенной
добавкой гипса.
Г. И. Горчаков [37], изучая влияние тонкости помола цемен-
тов на оптимальное содержание гипса, нашел, что, несмотря на
относительно невысокую топкость помола цементов (удельная
поверхность 2 300—5 100 см21г по методу Товарова), в образцах
не содержался несвязанный гипс при дозировках иолуводпого
гипса даже до 4% (в расчете па SO3). Изменение же дозировки
гипса позволило в широких пределах регулировать сроки схва-
тывания, водопотребпость и показатели прочности портландце-
мента.
Дополнительное введение гипса при вибропомоле цемента в
целях повышения его активности и регулирования сроков схва-
тывания уже рекомендуется инструкцией (ИЖ5-56) [38]. Добав-
ка гипса зависит от содержания в цементе трехкальциевого алю-
мината (С3А). Так, например, при содержании в цементе С3А до
5% дополнительная добавка двуводного гипса составляет до 2%,
при содержании С3А в количестве 5—9% составляет 2—3% и при
С3А более 9% она повышается до 3—5%.
Значительная интенсификация процессов твердения бетонов
на портландцементах и особенно на смешанных цементах дости-
гается в условиях автоклавной обработки [39].
В СССР исследования влияния пропаривания и запаривания
на евойстзл бетонов начали производиться еще в 30-х годах в
I?
Ленинграде в лаборатории ЛИИПС Саталкиным А. В. и Пороц-
ким Е. М. [40].
Впервые дисперсную кремнеземистую добавку при изготовле-
нии бетонных камней методом автоклавной обработки применил
А. В. Волженский [41] в 1933 г. на Московском заводе силикат-
ного кирпича. Эти опыты уже тогда показали, что введение в
цементно-песчаные растворы добавок глины в количестве до
20% от веса песка способствует увеличению их прочности при ав-
токлавной обработке на 17—27%.
Несколько позднее Мендель [42] опубликовал результаты ис-
следований положительного влияния на прочность бетонов ав-
токлавного твердения целого ряда тонкомолотых добавок (пес-
ка, гранита, хайдита, полевого шпата, золы и т. п.)_
К этому же времени относятся исследования М. С. Шварц
зайда, в которых показана возможность повышения прочности
бетонов и растворов автоклавного твердения путем введения
в их состав различных пылевидных кремнеземистых до-
бавок.
В 1937—1938 гг. С. А. Мироновым [44] были проведены ис-
следования автоклавного бетона с применением различных тон-
комолотых кремнеземистых добавок (песок, трепел, доменный
шлак, зола и т. п.), дающих возможность уменьшить па 30—50%
расход портландцемента без снижения прочности бетонов.
Автоклавному твердению портландцемента, разбавленного
молотым песком и другими добавками, были в последние голы
посвящены работы С. А. Вольфсон [45], В. М. Москвина [46],
А. В. Волженского и Ю. С. Бурова [47, 48], В. М. Петрова [49],
М. С. Шварцзайда и Г. В. Красновой [50], С. А. Миронова и
Л. А. Малининой [51, 52, 53], Ю. М. БуттаиЛ. Н. Рашкович [69],
Графа [54] и других авторов.
В этих работах, как правило, исследователи применяли в
условиях автоклавной обработки смешанные портландцементы,
содержащие до 20—50% дисперсной добавки, что не только не
снижало прочности бетонов, но зачастую приводило к существен-
ному ее повышению, а также увеличению морозостойкости и хи-
мической стойкости растворов и бетонов автоклавного твер-
дения.
Поэтому, когда встал вопрос об взыскании цемента для про-
изводства асбестоцементных изделий методом автоклавной обра-
ботки, прежде всего обратились к применению песчаною цемен-
та, полученного при совместном помоле клинкера и кварцевого
песка. Исследованиями [55, 56] было установлено, что асбесто-
цементные образцы приобретают наибольшую прочность в том
случае, когда степень измельчения клинкерного компонента пес-
чаного цемента значительно выше, чем песка.
Значительное повышение прочности (на 20—35%) растворов
и бетонов автоклавного твердения было получено авторами [57,
58] в результате применения тонкомолотого портландцемента с
удельной поверхностью около 4 500 см21г по Т-3 как в чистом ви-
де, так и в составе смешанных цементов.
Этим требованиям в полной мере удовлетворяют смешанные
цементы повторного помола с различными добавками, речь о
которых применительно к условиям нормального твердения шла
несколько выше. Опп представляют собой гомогенную смесь, в
которой за счет повторного помола дисперсность цементной ча-
сти значительно повышается, при сравнительно грубом измель-
чении кремнеземистой добавки.
Как показали наши исследования [57, 59], в условиях авю-
клавиой обработки путем применения цемента, в котором до
50—66% клинкерной части заменено дисперсным кремнеземом,
можно получить растворы и бетопы более высокой прочности,
чем на чистом клинкерном цементе.
Чтобы уяснить, за счет чего появляется такая возможность
экономии клинкерного цемента, необходимо ознакомиться с про-
цессами, протекающими в цементном камне в условиях авто-
клавной обработки.
К работам, вскрывающим механизм взаимодействия гидрата
окиси кальция с кремнеземом (кварцевым песком) в условиях
автоклавной обработки, относятся работы А. В. Волженского
[60, 61], в которых автор указывает, что при запаривании из-
вестково-песчаных изделий и цементных бетонов кремнезем
кварца соприкасается с водным раствором гидрата окиси каль-
ция. Высокая температура запаривания, щелочпып характер
среды способствуют некоторому растворению кремнезема в воде,
обеспечивая при этом взаимодействие между SiO2 и СаО с обра-
зованием малорастворнмых гпдросплпкатов кальция первона-
чально в виде коллоидных осадков с постепенным переходом их
в мелкокристаллические образования.
Необходимо отметить, что па протяжении многих лет благо-
приятное влияние тонкомолотых добавок на прочность цемент-
ных автоклавных бетопов объясняли взаимодействием кремне-
зема добавок с гидроокисью кальция, образующейся при гидро-
лизе трехкальциевого силиката, содержащегося в цементе.
Однако в последние годы на основе новых исследований воз-
никают предположения и экспериментальные доказательства
того, что топкомолотые добавки в процессе автоклавной обра-
ботки вовлекаются во взаимодействие едва лн не со всеми про-
дуктами твердения клинкерных минералов, давая новые веще-
ства в результате соответствующих реакций.
На основании работ зарубежных и советских исследователей
(Флинта, Мак-Мурди, Уэлса [62, 63], Геллера и Тейлора [64, 65,
66], Калоузека [67, 68], Ю. М. Бутта и Л. Н. Рашкович [69],
П. II. Боженова и Г. Ф. Суворовой [70, 71], С. А. Миронова и
Л. А. Малининой [51, 52, 53] п др.) в настоящее время можно
считать в какой-то мере установленным, что лишь в начальной
стадии водотермической обработки (при температуре 170—200°)
15
и
цементных растворов и бетонов, содержащих достаточное коли-
чество (30—50%) тонкомолотых кремнеземистых добавок, имеет
место образование гидроокиси кальция, двухкальциевого сили-
ката, а также гидросульфоалюминатов и гидросульфоферрпгов
кальция. В дальнейшем же идет энергичное взаимодействие гид-
рата окиси кальция, а также двухкальциевого гидросилпката с
кремнеземом добавок с образованием гидроенликатов кальция
пониженной основности.
Исследования состава продукта гидратации портландцемента
с молотым песком в условиях автоклавной обработки [53, 68, 69]
показали, что при взаимодействии минералов силикатов с крем-
неземом кварца образуются гидросиликаты с основностью 0,9,
которые характеризуются более высокими вяжущими свойства-
ми; это, наряду с общим увеличением количества цементирую-
щего вещества, повышает прочность автоклавных материалов.
Гидросульфоалюмннаты и гидросульфоферриты при темпера-
туре 100—130° и выше разлагаются, освобождая сульфат каль-
ция. В дальнейшем трехкальциевые гидроалюминат и гидрофер-
рит вступают во взаимодействие с кремнеземом по реакции,
идущей с замещением молекул воды молекулами кремнезема и
образованием гидрогранатов переменного состава (общий состав
гидрогранатов ЗСаО (Al, Fe)2O3x SiO2(6—2х)Н2О).
Гидрогранаты окисей алюминия и железа склонны образо-
вывать между собой твердые растворы. Нс исключена также
возможность возникновения гидросилико-алюминатов (-ферри-
тов) кальция в виде ЗСаО Al2O3(Fe2O3) CaO SiO2x Н2О.
Однако при относительно кратковременной автоклавной об-
работке в течение 6—10 час. вполне возможно наличие в составе
новообразований того или иного количества двухкальциевого
гидросиликата, а также гидроалюмината и гидроферрита каль-
ция, которые не успели прореагировать с кремнеземом дисперс-
ных добавок.
Анализируя вышеизложенное, можно отметить, что тонко-
молотая кремнеземистая добавка из инертного компонента в
условиях нормального твердения растворов и бетонов при авто-
клавной обработке превращается в весьма активный компонент
смешанного цемента, способный к взаимодействию со всеми
клинкерными минералами. Наличие в составе смешанного це-
мента дисперсной кремнеземистой добавки приводит в условиях
автоклавной обработки к более полной гидратации всех клинкер-
ных минералов и увеличению общего количества цементирующих
веществ, что в конечном счете оказывает значительное влияние
на повышение прочности растворов и бетонов автоклавного
твердения.
I лава вторая
СВОЙСТВА СМЕШАННЫХ ЦЕМЕНТОВ ПОВТОРНОГО
ПОМОЛА
1 ВЛИЯНИЕ СПОСОБА ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ТОНКОСТИ ПОМОЛА
СМЕШАННЫХ ЦЕМЕНТОВ НА ПРОЧНОСТЬ РАСТВОРОВ
Качество смешанных портландцементов в значительной мере
зависит от способа их изготовления, так как последний оказы-
вает существенное влияние на тонкость измельчения клинкерного
компонента п инертной добавки, что в конечном счете определяет
основные свойства рассматриваемых вяжущих веществ.
Вопрос о влиянии топкости помола отдельных компонентов
смешанных цементов па их качество изучался рядом исследова-
телей [25, 30, 31, 32], которые указывали, что свойства смешанных
цементов зависят нс столько от среднего гранулометрического
состава и средней удельной! поверхности смеси, сколько от гра-
нулометрического состава и удельной поверхности компонентов.
Для получения смешанного цемента повышенной активности
нужно размалывать клинкерный компонент возможно более тон-
ко, а измельчение инертной добавки доводить только до сравни-
тельно малой степени топкости помола. Однако, изучая топкость
помола компонентов, исследователи не рассматривали различные
способы получения смешанных портландцементов. Отсюда воз-
никает задача рассмотрения основных способов помола при изго-
товлении смешанных портландцементов и изучения свойств сме-
шанных цементов, полученных по оптимальному способу.
Как указывалось ранее, изготовление смешанного (в част-
ности, песчаного) портландцемента возможно тремя способами:
1)	смешением тонкомолотой добавки с портландцементом;
2)	совместным помолом портландцементного клинкера с до-
бавкой;
3)	совместным помолом портландцемента (порошка) с до-
бавкой.
При рассмотрении первого способа изготовления песчаного
портландцемента нами изучалось влияние удельной поверхности
компонентов на механическую прочность смешанных цементов в
растворах; при рассмотрении второго и третьего способов было
изучено влияние удельной поверхности смешанных и, в частно-
сти, песчаных портландцементов на прочность растворов.
Настоящие исследования проводились на рядовых клинке-
рах завода «Большевик» и Белгородского завода, а также на
клинкерных цементах заводов Воскресенского, Себряковского,
Хилковского и «Октябрь». Характеристики химического и рас-
четного минералогического составов клинкеров и цементов при-
ведены в табл. 2.
2 Зак. 1307
17
04
га
а
s
ч
«о
га
сс сс о R СП 1 °- 1 1 К 1 1 ° 1 к 1 л 1 * 1 а. 1 1 •=« 1 с 1 U	C,AF	.	со Г-Т сг>	~	2
	С3А 1	со	0001 сч со	ic t'г'
	1 s'©	22,5 11,1 22,4 17,3 38,4 17,1
	3	со -	f. vn	со b- СО g	big	ОСОЮ
Химический и расчетный минералогический составь, клинкеров	нер. остаток	tr>	СО	СО g	g	СО -г сч о'	О	ООО
	m о° со О	-гсо	, со	<4°.	1 - - о'	° °	00
	Eos °/л Н SO	со со со	. Й о'	о	о'оо
	знне окнел СаО	хг со	со — g	~ о	со — 3	Igo	ООО
	Содерж; Fe,O3	g	Sn mm	CO to
	О	_	CO CM CD сч	CO r-	r ~	“ тГ VD UD
	SiOj	_	CO £	too	<Я~ g>	Sol	SKS
	Условное обозначе- ние клинкера	cq	ca*<	OejX
s
о
к

• а
. о

иперт-
малоактивных
„___ применялись
кварцевый москворец-
кий песок, известняко-
вый и гранитный ще-
бень крупностью 5—
20 мм, а также грану-
лированные отвальные
шлаки, химический со-
став которых приведен
в табл. 3.
В качестве заполните-
ля при приготовлении
растворов и бетонов, а
также в качестве инерт-
ного компонента при
повторном помоле порт-
ландцементов приме-
нялся москворецкий
речной песок (табл. 4)
объемным весом 1 580
кг!ма, удельным весом
2,65 и пустотностью
41%.
В исследованиях,
изложенных в данном
разделе, производился
раздельный помол
клинкера завода «Боль-
шевик» с 3% гипса и
песка. Продолжитель-
ность помола составля-
ла 1; 1,5 и 2 часа.
Удельная поверхность
полученных порошков
определялась по мето-
ду Товарова и соответ-
ствовала для клинкера
2 300; 2 700 и 4 000 см2/г,
а для песка 2 000; 3 000
и 5 000 см2! г.
Из порошков цемен-
та и песка при соотно-
i шепни 70%+30% были
приготовлены путем
тщательного смешения
девять смесей, причем
В качестве
пых и
добавок
Таблица 3
Химический состав шлаков
Наименование шлака	Содержание окислов в %							
	SiO.	AI.Oj	Fe.O.,	МпО	СаО	MgO	SOsl общая	s
Г ранулнроваиный шлак: магнитогорский	36,69	15,69	4,27	6,68	29,9	5,08	1,86	0,74
новотульский	36,02	5,66	3,42	5,24	39,78	1,89	5,02	1,86
Отвальный шлак: новотульскнй	34,69	5,58	1 ,08	3,74	42,67	1,59	5,45	1,47
Таблица 4
Зерновой состав песка
Показатели в %	Размеры отверстий сит в мм					Прошло через сито Од 15
	2.5	1 2	0.6	0.3	0,15	
Остатки: час! ные полные	2,6 2,6	9,5 12,1	12,6 24,7	60,7 85,4	12,5 97,9	2,1 100
каждый из
чающихся по
трех порошков цементного клинкера, разлп-
велпчнпе удельной поверхности, был смешан с
каждым порошком молотого песка. Таким образом, были полу-
чены песчаные цементы, содержащие клинкер с одинаковой
удельной поверхностью и различающиеся по удельной поверх-
ности молотого песка, а также цементы, содержащие молотый
песок с одинаковой удельной поверхностью и различающиеся
по удельной поверхности клинкерного компонента.
Для выявления сравнительной эффективности различных спо-
собов изготовления песчаных портландцементов были произве-
дены совместные помолы клинкера с песком в течение тех же
1; 1,5 и 2 час. и повторные помолы портландцемента с удельной
поверхностью 2 300 см21г с песком в течение 0,5; 1 и 1,5 час.
Исследование прочности этих цементов производилось в рас-
творе состава 1:3 по весу с водовяжущим отношением (В/В)
0,43. Из ©того раствора изготовлялись образцы размером 4Х
Х4Х16 см для испытания на изгиб и сжатие в возрасте 7 и 28
суток нормального твердения и после автоклавной обработки.
Как показывают результаты механических испытаний образцов,
приведенные в табл. 5 п на рис. 1, прочность смешанных цемен-
тов в растворах пластичной консистенции тем выше, чем больше
удельная поверхность клинкерного компонента. Увеличение
2*
19
18
О'пноситльиал прочность f %	Ьтносительчая прочность
удельной поверхности клинкерной части с 2 300 до 4 000 см2/г
дало возможность повысить прочность растворов нормального
твердения с 140 до 250 кг/см-, т. е. пропорционально увеличению
удельной поверхности; аналогичные результаты были получены
и для смешанных портландцементов, изготовленных смешени-
ем портландцемента различной тонкости помола с молотым
песком
Анализ результатов испытаний прочности растворов, из-
готовленных па смешанных портландцементах, в которых удель-
ная поверхность молотого песка увеличивалась с 2 000 до
5 000 см-1г и тем самым повышала общую удельную поверхность
смеси, показал, что увеличение дисперсности инертного компо-
нента не вызывает существенного повышения активности сме-
шанного портландцемента. Увеличение прочности растворов в
возрасте 28 суток нормального твердения для этих цементов со-
ставило в среднем всего 5—8%.
Если сравнить прочность растворов пластичной консистен-
ции на чистых портландцементах различной удельной поверхно-
сти с прочностью растворов на тех же цементах, но разбавлен-
ных на 30% молотым песком различной удельной поверхности,
то окажется, что такое разбавление дает возможность получать
растворы с прочностью, составляющей около 76—83% прочности
растворов на исходных клинкерных цементах. Как показывают
исследования, этот показатель (коэффициент относительной
прочности) для смешанных цементов зависит от удельной по-
верхности клинкерного компонента; при удельной поверхности
клинкерного компонента 4 000 сл12/г его величина доходит до
90%, в то время как при удельной поверхности 2 300 с/л2[г этот
показатель в среднем составляет 77%. Во втором случае сниже-
ние прочности раствора происходит почти пропорционально раз-
бавлению цемента инертной добавкой. Тонкость же помола этой
добавки в условиях нормального твердения как в первом, так и
во втором случае не играет сколько-нибудь заметной роли.
Увеличение степени дисперсности песчаного компонента сме-
шанного цемента с 2 000 до 5 000 слС/г в условиях автоклавной
обработки повысило прочность растворов в среднем на 10—15%.
Основываясь на вышеизложенном, можно предположить, что
изготовление смешанных цементов повышенной активности с ча-
стичной заменой клинкерного компонента инертной добавкой
следует производить способом, который обеспечил бы возможно
более тонкий помол клинкерного компонента, оставляя инерт-
ную добавку при сравнительно невысокой дисперсности.
Совместный помол клинкера с добавкой не может в полной
мере разрешить поставленной задачи, так как отличается от пер-
вого способа только более тщательным смешением компонен-
i	11	1,1	тов. Зачастую добавка (например, известняк) обладет меньшей
Рис. 1. Относительные прочностные показатели растворов на смешанны, прочностью и размалывается быстрее клинкера, создавая при
(песчаных) цементах состава 70%-г30%	совместном помоле их тонкие и тончайшие фракции в смешан-
а - автоклавное твердение; б - нормальнее твердение 28 суток; / - чемеит с
ностыо 2 300 смл'г; // — цемент с удельной поверхностью 2 700 см- г, II! — цемент с >дельно
поверхностью 4 000 см2/г
21
ном цементе; клинкерный же компонент находится в сравнитель-
но грубом измельчении, что весьма нежелательно. Прочность
такого смешанного цемента снижается пропорционально коли-
честву вводимой при совместном помоле инертной добавки (а ча-
сто и в большей степени).
Как показали исследования, раздельное измельчение клин-
кера до удельной поверхности 2 700—4 000 см2[г с последующим
смешением с тонкомолотым известняком оказалось эффективнее
по прочностным показателям раствора, чем совместный помол
клинкера и известняка до той же удельной поверхности. Поэтому
при применении в качестве микронаполпителя материалов, об-
ладающих меньшей прочностью, чем клинкер, необходимо про-
изводить раздельный помол компонентов с последующим их
смешением.
В наших исследованиях совместный помол клинкера с пе-
ском, размалываемость которого оказалась более низкой, дал
возможность получить смешанный портландцемент с показате-
лем относительной прочности в среднем около 88—97% от проч-
ности чистых клинкерных цементов.
Повторный помол портландцемента с такими инертными до-
бавками, как кварцевые пески, доменные шлаки, известняк и
гранит, в полной мере отвечает основным требованиям получе-
ния высокопрочных смешанных цементов, так как в отличие от
первых двух способов вносит новый элемент — дополнительное
измельчение клинкерных частичек инертной добавкой, зерна ко-
торой играют при помоле роль мелющих тел. В результате пов-
торного помола портландцемента с инертной добавкой, в част-
ности с песком, клинкерные частицы переходят в тонкие и тон-
чайшие фракции, способные к взаимодействию с водой па протя-
жении коротких сроков твердения, в то время как песчаные ча-
стицы находятся преимущественно в виде грубых фракций сме-
шанных цементов. Это сказывается и па прочностных характе-
ристиках растворов, изготовленных па этих цементах. Растворы
на цементах повторного помола нормального твердения превос-
ходят по прочности растворы на смешанных цементах, получен-
ных другими способами, а также на чистых цементах с одинако-
вой удельной поверхностью. Показатель относительной прочно-
сти для смешанных цементов повторного помола превысил 100%
и возрос для растворов в возрасте 28 суток нормального тверде-
ния до 105—140%.
Подобные же результаты были получены при повторном по
моле портландцемента с известняком в соотношении 70%+30''
(см. табл. 5). Растворы нормального твердения в возрасте 28 с\
ток на этом цементе показали превышение прочности на 30—
50% по сравнению с растворами па смешанных цементах сов
местного помола клинкера с известняком той же удельной но
верхности. Эти данные в полной мере согласуются с результата
ми опытов В. В. Товарова [30].
99
23
<3
£
К
к
сжатие 1		01	1
1 изгиб 1	СП
сжатие |	ОО
изгиб 1	г-
£
Результаты исследовании смешанных цементов в растворах
нормального твердения полностью подтвердились и для раство-
ров, подвергнутых автоклавной обработке при 8 ати по режиму
3+8 + 3 часа. Например, для смешанных цементов, полученных
простым смешением и совместным помолом клинкера и песка,
показатель относительной прочности не превышал 110—118%, в
то время как для цементов повторного помола этот показатель в
с
э5

к
к
2
3 “
X о
2
2
Я
Я
Э
S
S
О
Я
£
— ряде случаев возрос до 135—
14О°/о, что еще раз подчеркивает
рациональноегь этого способа по-
лучения вяжущего.
— После выявления преимуществ
повторного помола цемента с до-
бавками возникла необходимость
установления влияния степени пз-
мельчения смешанного цемента
на прочностные показатели по-
следнего в растворах нормально-
__го и автоклавного твердения.
С этой целью повторным помо-
, пом портландцементов Белгород-
ского завода и завода «Больше-
__впк» с песком в соотношении
70% + 30% н 5()% + 50% готовились
э мешанные цементы, степень из-
□ «ельченпя которых изменялась от
—! 700 до 6 000 см?!г по прибору
?-3, максимальная удельная по-
u ерхность соответствовала остат-
у на сите № 0085 в 3—5%.
— Из пластичных растворов со-
тава 1 : 3 по весу при В/В = 0,43,
шх, формовались образцы размером 4X4X16 си для испыта-
на на изгиб п сжатие в возрасте 28 суток нормального тверде-
ия п после автоклавной обработки.
Результаты механических испытаний образцов, приведенные
а рис. 2, показывают, что увеличение удельной поверхности с
700—3 200 см2'[г до 4 200—4 600 си2/г в условиях нормального
вердсния дает повышение прочности в среднем на 15%, а при
втоклавном твердении примерно па 22%• Дальнейшее повыше-
но топкости помола до 6 000 см2]г не дало существенного уве-
ичсиия прочности. Это дает основание утверждать, что повтор-
ив помол цемента с песком целесообразно производить до
дельной поверхности 4 500—4 700 с я1 [г по Т-3. Поэтому в даль-
ейших опытах тонкость помола смешанного цемента доводи-
ась до остатка на сите № 0085 в 7—10%, что обычно соответ-
тзовало удельной поверхности в 4 000—5 000 см2]г по прибору
-3.
удельная поверхность 6
Рис. 2. Влияние тонкости по-
мола сметанных цементов по-
вторного помола на прочность
раствора
/—цемент Белгородского засола 70%+
+ лесок 30%; 2 — цемент Белгородско-
го завода 50%+лесок 50%; 3— цемент
завода „Большевик* 70%+песок 30%;
/ — цемент завода «Большевик" 50% +
+ песок 50%
---------- автоклавко? твердение;
-----------нормальное твердение
28 суток
изготовленных на этих вяжу-
25
94
2.	ВЛИЯНИЕ СООТНОШЕНИЯ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА И ДОБАВОК «с
ПРИ ПОВТОРНОМ ПОМОЛЕ НА СВОЙСТВА ПОЛУЧАЕМЫХ и
СМЕШАННЫХ ЦЕМЕНТОВ	а
к
Для выявления влияния состава смешанных цементов на их «
прочностные характеристики проводились исследования, в кото- га
рых цементы с остатком на сите № 0085 в 7—10% (см. табл. 2)
подвергались повторному помолу в лабораторной шаровой мель-
нице с различными добавками (кварцевый песок, известняк, гра-
нит, отвальный и гранулированный шлак) при следующих соот-
ношениях компонентов:
портландцемент 70 % + добавка 30 % по весу
50 % +	.	50 %
34 % +	.	66 %
Вместе с добавками для регулирования сроков схватывания ’
дополнительно вводился двуводный гипс в количестве 1% от ;
веса портландцемента.	;
Активность смешанных цементов изучалась по стандарту па >
портландцемент (ГОСТ 310-41), а также в пластичных раство- '
рах состава 1:3. Количество воды для затворения пластичны* S
растворов подбиралось при всех составах смешанных цементов "
и соответствовало нормальной густоте, определяемой па встря- =
хивающем столике, когда диаметр растворного конуса в нпж ч
ней части после 30 встряхиваний находится в пределах 120— s
140 мм.	=
Из раствора изготовлялись балочкп размером 4X4X16 си £
посредством вибрации в течение 30 сек. па лабораторной вибро £
площадке. После 16—18 час. выдерживания при обычной темпе £
ратуре часть образцов подвергалась автоклавной обработке npi g
8 ати по режиму 3 + 8 + 3 часа. После автоклавной обработки об «
разцы расформовывались и подвергались испытанию на изгиб £
а полученные половинки — на сжатие.	si
Вторая часть образцов после суточного выдерживания рае я
формовывалась и помещалась на хранение во влажные опилки §
Прочностные показатели их определялись через 3, 7 и 28 суток g
При повторном помоле портландцемента с различными до §
бавками и в первую очередь с песком до остатка на сите№008: g
в 7—10% наблюдается увеличение удельной поверхности см? £
шанных цементов на 1 000—I 500 см21г. В частности, при нов “
торном помоле цемента Воскресенского завода, имеющего удель ’g
ную поверхность 3 600 см2!г, с добавкой 30—50% песка удель и
ная поверхность смеси увеличивается до 4 600—4 700 см21г, а це
мента завода «Октябрь» с удельной поверхностью 2 500 см2]г -
до 4 500 см2/г (см. табл. 6).
Помол цементов с песком приводит к образованию смеша;
ных вяжущих с иной водопотребностыо. В большинстве случае
нормальная густота теста при определении ее по ГОСТ 310-41 н
портландцемент снижается на 0,5—2%. Однако возможны и тг
26
рал /асе 1 кои консистенции
-OU BClHtraVX	СО тГ тг тг СО тг тГ со тГ тг XT CN тГ тГ СО хг ТГ СХТГТГ
27
кие случаи, когда повторный помол приводит к увеличению нор-
мальной густоты приблизительно на 0,5—1%.
При трамбовании образцов песчаного портландцемента из
раствора состава 1:3 жесткой консистенции выявилась пони-
женная водопотребность его. Поэтому расчетная нормальная гу-
стота раствора на смешанном цементе вычислялась как для
Р . _ _
личество воды, необходимое для образования теста нормальной|
густоты, в %. Сроки схватывания полученных смешанных цемеп--5
тов мало отличаются от сроков схватывания исходного порт-^
ландцемента. Все смешанные цементы выдерживают испытания, да
на равномерность изменения объема.	=
Испытания трамбованных образцов из растворов жесткой!
консистенции показали, что совместный помол исходных матс-5-М
риалов при соотношении 70%+30% дает возможность получить?
смешанные цементы, по активности превосходящие исходные це-!
менты. Например, при помоле цемента Воскресенского завода с: 100
песком в соотношении 70%+30% активность вяжущего повыси-
лась с 402 до 464 ка/елг2, а при соотношении 50% +50% оказа-
лась равной 382 кг/см2, что всего на 5% ниже активности чисто-
го портландцемента. Дальнейшее разбавление цемента песком
приводит к значительному снижению активности. Подобные ре-
зультаты были получены для цементов Белгородского завода,
завода «Большевик» и цементов других заводов (см. табл. 6),
Таким образом, песчаные цементы состава 70% +30% харак-
теризуются повышенной активностью но сравнению с исходны-ТОО
ми портландцементами. При соотношении 50%+50% акпнв-
пость вяжущего в среднем составляет 0,85—0,9 величины актив-
ности исходного цемента. Значительное падение прочности нрнбй£?
сжатии наблюдается у песчаных цементов состава 34%+66%.
однако и в этом случае их активность достигает приблизнтельисда
0,5 величины активности исходных портландцементов. Наряду <
этим нужно отметить повышенную интенсивность роста прочно-
сти растворов на смешанных цементах в ранние сроки: гак, Ы>00
7-суточном и особенно в 3-суточном возрасте образцы па с.ме
шанных вяжущих состава 50%+50% характеризуются такой
же прочностью, что и образцы на чистых цементах.	300
Испытания цементов с различными добавками в раствора;
пластичной консистенции при В/В = 0,43, твердевших в нормаль^
ных условиях (рис. 3,4), показывают, что получаемые смешан
ные цементы состава 70%+ 30% обладают несколько повышен
ной активностью по сравнению с исходными портландцемента-оо J-
ми. Цементы состава 50% +50% характеризуются прочностью j
составляющей 0,6—0,8 показателя прочности исходного цемента
В условиях автоклавной обработки при 8 ати по режиму З4
+8 + 3 часа прочность растворов на смешанных цементах се
става 70%+30% была выше прочности растворов на исходны
 600
I
г	° 500
пуццоланового портландцемента, по формуле—+0,8, где Р— ко-g
*
700.
«ж; 4
Света: Зяжуи,его (цемент, Зовсзко)
70/30	50/50	' 30/70
Состав вяжущего (цемент/добовка) в %
JO/V.
Рис. 3. Влияние соот-
ношения портландце-
мента и добавки при
повторном помоле на
прочность растворов
вост wa 1:3 ио весу
при В В=0,43
I — цемент Воскресенского
sa ioia + песок; 2 —цемент
В скресепского завода+
4-гранит; 3 — цемент Во-
скресенского завода 4- из-
вестняк; 4 — цемент Во-
скресенского заводв 4- от-
вальный шлак
-------- автоклавное
твердение;
--------нормальное твер-
дение 28 суток
103/0
Рис. 4. Влияние соот-
ношения портландце-
мента и добавки при
повторном помоле на
прочность растворов
состава 1:3 по весу
при В/В —0,43
I — цемент Белгородского
завода —песок; 2 — цемент
Белгородского завода 4-гра-
нит; 3 — цемент Белгород-
ского завода ц- известняк;
7 — цемент Белгородского
завода 4- граншлак
-------------- зdtokлаиное
твердение;----нор-
мальное твердение 24 суток
28
29
портландцементах в среднем па 20—25%; для составов 50% +
+50% прочность оказалась в среднем равной прочности раство-
ров автоклавного твердения на исходных цементах.
Вместе с тем здесь выявилась определенная зависимость
прочности растворов от природы и химического состава добавки,
вводимой в цемент при его повторном помоле
Как показывают результаты исследований (см. рис. 3, 4), ес-
ли для песчаного цемента в условиях автоклавной обработки мы
имеем возможность заменить 60—65% клинкерного цемента пес-
ком без снижения прочности раствора по сравнению с исходным
портландцементом, то для смешанных цементов, в состав кото-
рых входят известняк и гранит, возможна замена лишь 30—50%.
Это объясняется тем, что песчаный цемент имеет в своем соста-
ве дисперсные кварцевые частички, которые в процессе авто-
клавной обработки вступают в химическое взаимодействие с про-
дуктами гидратации портландцемента, образуя гидросиликаты
кальция, близкие по составу к однокальциевому гидросиликату,
обладающему высокой механической прочностью.
При изучении свойств смешанных цементов повторного по-
мола существенный интерес представляет интенсивность нара-
стания прочности растворов и бетонов при твердении их в нор-
мальных условиях. Для ее изучения образцы из раствора соста-
ва 1:3 пластичной консистенции па смешанных цементах при
В/В =0,43 испытывались в возрасте 3; 7; 28; 90; 180 н 360 суток.
Для сравнения изготовлялись растворные образцы на исходном
цементе Белгородского завода, которые испытывались в те же
сроки.
Результаты испытаний растворов па смешанных цементах
представлены в табл. 7.
При рассмотрении результатов исследований, приведенных
в табл. 7, видно, что прочность растворов на всех смешанных
цементах состава 70%+30% в раннем возрасте (3 и 7 суток)
значительно выше прочности раствора па исходном цементе. В
возрасте 28 суток растворы па смешанных цементах, в составе
которых было 30% дисперсной добавки (кварцевый песок, гра-
нулированный шлак), имели прочность, равную 106 119%
прочности образцов на исходном цементе.
При более длительном твердении растворов в нормальных
условиях (90—180 суток и особенно 360 суток) существенное
влияние на прочность растворов оказывает химический состав
дисперсной добавки. В то время как для смешанных цементов с
добавками известняка и гранита отмечалось некоторое отстава-
ние в росте прочности по сравнению с исходным цементом (на
2—3%), для смешанных цементов, в состав которых вводилось
30% дисперсного гранулированного шлака, наблюдалось повы-
шение прочности, которое составило в среднем 12—20%. Следо-
вательно, шлаковый компонент, обладающий определенной ак-
В числителе даны показатели в кг/см‘, а в знамен теле—в %
30
31
тивностыо, включался в процессы твердения, повышая прочноеib
раствора.
Интересные результаты были получены для смешанных це-
ментов, в составе которых было 50% дисперсного гранулирован-
ного шлака; прочностные показатели растворов на этих цемен-
тах в возрасте 90, 180 и 360 суток составили 102—112% от проч-
ности растворов на исходном цементе.
Таким образом, повторный помол портландцемента с различ-
ными добавками в сотношении 70%+30% дает возможность по-
лучать смешанные цементы с более высокой активностью посрав-
нению с исходными портландцементами.
Рис. 5. Коэффициенты использования вяжущих свойств клин-
керной части песчаных цементов в растворах жесткой конси-
стенции состава 1:3 по весу
1 - цемент Воскресенского завода; 2 - цемент Белгородского завода; 3 - Це-
мент заполз „Большевик
Если оценивать коэффициент использования клинкерной
сти смешанных цементов повторного помола по частному от
ления показателей прочности растворных образцов на количество
содержащегося в них клинкерного цемента, то этот показатель,
равный 0,8 для чистых клинкерных цементов (рис. о), возраста-
ет при повторном помоле цементов с песком и находится для
+ 30% ВиНвН“ре°дбеРлТхЦТб4-Е8е^р^ сосТав^х" 50%ТбоТ Таким творах пластичной консистенции состава 1 : 3 при В/В = 0,43. Ре-
обоазом в жестких растворах наиболее выгодными по степени зультаты исследовании, приведенные в табл. 8, показывают, чтэ
использования вяжуи^их свойств цементных клинкеров являются почти для всех цементов имело место снижение активности при
смешанные цементы полученные повторным помолом цементов длительном их хранении.
с песком в соотношении 50%+50%. Однако в пластичных рас Длительное хранение (до 3 месяцев) смешанных цементов
?вопах коэФФиЦиент наилучшего использования сдвигается к со повторного помола, характеризующихся повышенной дисперсно-
стям 70% +30% и по-видимому, лежит между составам; стью клинкерного компонента, не привело к значительному сни-
707+307/0 50У +507	женню их активности. Максимальное снижение активности на-
Коэффициент использования растворов па смешанных це-
ментах, в составе которых имеется дисперсный известняк или
гранит, ниже, чем у песчаных цементов.
При автоклавной обработке пластичных растворов коэффи-
циент использования клинкерной части значительно увеличи-
вается. Так, например, коэффициент использования чистых це-
ментов Воскресенского и Белгородского заводов в растворах,
подвергнутых автоклавной обработке, был в среднем в 1,5 раза
выше, чем в растворах нормального твердения в возрасте 28 су-
ток. В еще большей степени автоклавная обработка повышает ко-
эффициент использования песчаных цементов повторного помола.
Так, при составах песчаных цементов повторного помола 70% +
+30% коэффициент использования клинкера возрастает в 2,7—
3 раза, при составах 50% +50%—в 3,5—3,7 раза и при соста-
вах 34% +66%—в 4,4—4,5 раза по сравнению с растворами нор-
мального твердения в возрасте 28 суток.
3.	ИЗМЕНЕНИЕ АКТИВНОСТИ СМЕШАННЫХ ЦЕМЕНТОВ
ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ХРАНЕНИИ
Многочисленными исследованиями установлено, что у цемен-
тов марок 400—500 при хранении в течение 3—6 месяцев актив-
ность снижается на 25—30%. Еще более значительным может
быть ухудшение свойств тонкомолотых высокомарочных и бы-
стротвердеющпх цементов. Это объясняется процессами гидра-
тации тонких фракций портландцементного порошка под влия-
нием атмосферной влаги и карбонизации выделяющегося при
этом гидрата окиси кальция.
Вследствие этого представилось целесообразным проверить
степень возможного снижения прочности смешанных цементов
повторного помола в зависимости от длительности хранения их в
обычных условиях.
Исследованию подвергались исходные цементы Воскресен-
ского и Белгородского заводов и смешанные цементы, получен-
ные повторным помолом их с добавками (кварцевый песок и из-
вестняк). Цементы в количестве по 20 кг помещались в бумаж-
ные мешки и хранились в подвале лаборатории при температу-
ре + 5 —15° и относительной влажности воздуха 70—80% 
Испытание цементов производилось на другой день после
помола, а также после их хранения в течение 30 и 90 дней в рас-
ча-
де-
3 Зак. 1307
33
32
co
co
rf
s
4
\O
c3
блюдалось у песчаных цементов повторного помола состава’
50%+50%; их активность после 3 месяцев хранения снизилась
в среднем па 14—18%; к этому же времени активность песчаных
цементов состава 70%+30% снизилась на 10—11%. Трехмесяч-
пое хранение исходных портландцементов также привело к сни-
жению их активности в среднем на 10—'12%.
Таким образом, эти исследования показали возможность хра-
пения смешанных цементов до 2—3 месяцев без существенного
снижения их активности.
Глава третья
* СВОЙСТВА БЕТОНОВ НОРМАЛЬНОГО И АВТОКЛАВНОГО
“ ТВЕРДЕНИЯ, ИЗГОТОВЛЕННЫХ НА СМЕШАННЫХ
ш	ЦЕМЕНТАХ ПОВТОРНОГО ПОМОЛА
сЗ
X
s Свойства бетонов зависят не только от состава вяжущего, но
к также от его расхода, водовяжущего отношения, удобоуклады-
в ваемости бетонной смеси, условий твердения и других факторов,
я которые в конечном счете предопределяют степень эффективно-
стн использования цементов в бетонах.
и.	Для определения эффективности использования смешанных
х цементов повторного помола в бетонах, твердевших в различных
о условиях, были проведены соответствующие исследования с со-
= поставлением их свойств со свойствами бетонов нормального и
о автоклавного твердения, изготовленных на исходных портланд-
g цементах.
& Исследования проводились на обычных бетонах с крупным
х заполнителем и на мелкозернистых (песчаных) бетонах, где в
« качестве заполнителя применялись пески, а также смесь песка
5 с мелким гранитным щебнем предельной крупностью 10 мм.
g Составы бетонов подбирались по методу абсолютных объе-
с мов соответственно рекомендациям ГОСТ 4801-49. Данные об
§ использованных в исследовании материалах приведены во вто-
g рой главе.
« Расход воды для каждого состава бетона подбирали, исходя
£ из заданной удобоукладываемости бетонной смеси, определяе-
ч мой с помощью технического вискозиметра на лабораторной
® виброплощадке с частотой колебаний 3 000 в 1 мин. и амплнту-
и дой 0,4 мм.
. Изучение прочностных показателей бетонов проводилось на
.образцах размером 10X10X10 см. Через сутки после изготов-
34
ления образцы расформовывались, и часть их оставлялась на
хранение в нормальных условиях при температуре плюс 15 —
плюс 20° и относительной влажности воздуха около 90%; другая
часть образцов подвергалась автоклавной обработке в лабора-
торном автоклаве под давлением пара в 8 ати по режиму 3 +
+ 8 + 3 часа.
Прочность запаренных образцов определялась через 24 часа
после автоклавной обработки, а незапаренных — через 28 суток.
Результаты испытания бетонов на сжатие приведены к стандарт-
ным образцам размером 20X20X20 см путем умножения полу-
ченных данных на 0,85.
1. ВЛИЯНИЕ СОСТАВА СМЕШАННОГО ЦЕМЕНТА
НА ПРОЧНОСТЬ БЕТОНОВ
лапдцемеита и песка при соотношении компонентов 70%+30%,
характеризуются активностью в бетонах 28-суточного возраста,
близкой к активности исходного портландцемента. Вместе с тем
цементы этого состава при .применении в бетонах с В/В около
0,4 и при расходе вяжущего 400 кг!м3 проявляют повышенную
активность по сравнению с исходным портландцементом. По ме-
ре перехода к более подвижным бетонным смесям с В/В = 0,5—
0,6 и расходом вяжущего около 250—300 кг/л3 активности вырав-
ниваются. Дальнейшее увеличение В/В и уменьшение расхода
°)
ь
X
прочность бетона
600,
500
С00\
JOO

гоо
100
10С/0	70/30	50/50
Состав вяжущего (цемент/
вооавка)в %
Рис. 6. Влияние состава смешанного
50 %
66 %
75%
(по
% +
% +
цемента на
состава 1:2.23:4,45 ио весу
Воскресенского закола; о—цемент Белгородского завода; I—цемент+песок;
I гранит; .3 - - цемент известняк. 4 — цемент 4-шлак;
автоклавное твердение;
нормальное твердение 28 суток
вяжущего до 220 кг!*?
Для выявления влияния состава смешанного цемента на
прочность бетонов нормального и автоклавного твердения иссле-
дования проводились на смешанных цементах, полученных по-
вторным помолом в шаровой мельнице портландцемента с раз-
личными добавками (песок, доменные шлаки, известняк, гранит)
при следующих соотношениях компонентов:
портландцемент 100 %
.	70 % + добавка 30 %
50	---
.	34
25
Удобоукладываемость бетонных смесей (по техническому
вискозиметру) была принята в 10-15 сек. н 30 сек., а расход
вяжущих веществ — около 220; 300 и 400 кг/м3.
Это позволило определить показатели прочности бетонов
нормального и автоклавного твердения при различных составах
вяжущих в довольно широких 1пределах водовяжущих отноше- вяжущею до zzu кг(м.л
ний (0,4—0,6) и водоцементных отношений (по клинкерной ча- сти смешанных при₽итПО р°вождается уменьшением активно-
сги) (0,4-1,1 н более).	Подобная жеДДД? “ ад~ад5'
Особое внимание в опытах было уделено бетонам с удобо- цементов состава 50% + 50% «иолюдается и для смешанных
угадываемостью в 10—15 и 30—35 сек. при расходе вяжущего боукладываемостыо 30____35°’ Которые в бетонных смесях с удо-
вещества в 300 кг/л3, широко используемым в настоящее время вяжущего (300_400 кг/л3) С6К И С° значительным содержанием
па заводах сборного железобетона при изготовлении различных более активности иехппибг ,1меют активность, равную 0,7—0,9 и
0бЯ1,ТиППЛ„„ „„.....	° цемеЛта’ 7ри Увеличении В!В до
‘1 бетонов на 0,7 величины яитиП777	спнжае11
........ ____ t	приведены в табл. 9, что водоцементные отношенХОДНЫб цементов- Следует от
10 и на рис. 6; они в достаточной мере подтверждают те законе- тах значительно выше up ИЯ В бетонах на смешанных
“	............—° которые при составах 50% +50% -в Т
и жесткой Значительное вячеипр ™ *
бетонов на смешанны? f прочности ПР» сжатии наблюдается у
различной.этом случае активность 'Этих^шмен0^362 34%+66%- однако и -в
шжниши, 1иСрл.сишил о ------------ J------ , оказалось, 0.5—0.58 величины активное™^012 достигает приблизительно
смешанные цементы, полученные повторным помолом порт* Ю).	1 исходных цементов (см. табл.
Д 5 6 ая же закономерность наблюдается и для смешанных
вещества в 300 кг/л3, широко используемым в настоящее время вяжущего (300—400 А-р/из\	^дсртаппсм
па завол '	" ---------------.«„„.шт	име,от активность, равную 0,7—0,9 и
изделий и конструкций.
Основные результаты проведенных испытаний
смешанных цементах различного состава г-------
1_____,
мерности в отношении свойств смешанных цементов,
были выявлены при изучении растворов пластичной
консистенции.
При испытании бетонов различного состава и
подвижности, твердевших в нормальных условиях,
что <	‘	.... ""
----------------------------- v mv.-ivuiu. при уЬСЛИЧСНИИ DID ДО
0,6 активность вяжущих состава 50%+ 50% снижается до 0,65—
П 7 иршшиш. -	"----- ,ет отметить>
... __________: цемен-
цементах, например,
36
37
Необходимо также отметить, что 'бетоны, изготовленные на
песчаных цементах повторного помола, характеризуются интен-
сивным нарастанием прочности в начальные сроки твердения.
Например, бетон при расходе вяжущего 400 кг!м? состава
50% 4-50% в 7-суточном и особенно 3-суточном возрасте имел
такую же прочность, что и бетоны на исходных портландце-
ментах.
Повышенная прочность бетонов на смешанных цементах объ-
ясняется не только наличием более тонких клинкерных части-
чек, но и уменьшением водопотребности бетонных смесей. В бе-
тонах почти всех составов и подвижностей при переходе от чи-
стых цементов к смешанным наблюдалось уменьшение В/В на
0,02—0,05 при сохранении одинаковой удобоукладываемости.
Для сравнения эффективности различных добавок, вводимых
при повторном помоле портландцементов, были подсчитаны от-
носительные прочности бетонов состава 1 : 2,23 : 4,45 по весу при
расходе смешанных цементов с различными добавками около
300 кг!м3 (см. табл. 9); за 100% были приняты прочности бето-
нов на исходных портландцементах.
Как показывает сопоставление относительных прочностей
бетонов нормального твердения в возрасте 28 суток на смешан-
ных цементах с различными добавками, лучшие результаты бы-
ли получены для смешанных цементов, в составе которых имел-
ся песок и доменные шлаки; относительные показатели прочно-
сти бетонов на этих цементах (состава 70%4-30%) составили
104—114%, в то время как для бетонов на смешанных цемен-
тах, в составе которых был известняк или гранит, эта величина
находилась в пределах 96—99%.
Вышеуказанные результаты в полной мерс согласуются с
результатами испытания смешанных цементов в растворах пла-
стичной консистенции и показывают наибольшую эффективность
введения при повторном помоле портландцементов таких доба-
вок, как кварцевые пески и доменные гранулированные и от-
вальные шлаки.
Особенно высокая эффективность использования песчаных
цементов повторного помола выявилась в бетонах, подвергнутых
автоклавной обработке при 8 ати по режиму ЗЦ-84-3 часа.
В этом случае прочность бетонов на чистых портландцементах
за немногим исключением повысилась всего на 10—30% по срав-
нению с прочностью бетонов того же состава при нормальном
твердении в течение 28 суток. Прочность же автоклавных бето-
нов на песчаных цементах оказалась в 1,5—1,8 раза выше проч-
ности бетонов нормального твердения, изготовленных на чистых
портландцементах. Для иллюстрации можно указать, что образ-
цы из бетонных смесей с удобоукладываемостью в 30 сек., изго-
товленных на чистых портландцементах Воскресенского и Белго-
родского заводов с расходом в 300 кг!м3, при нормальном твер-
дении имели прочность в 334 и 322 кг! см? (см. табл. 9); образны
38
таблица
Влияние состава смешанного цемеита на прочность бетона состава 1 : 2,23 : 4,45 по весу (удобоукладываемость 30 сек.)
39
Таблица 10
Влияние состава смешанного цемента
на прочность бетона состава 1 1,5 : 3,2 по весу
(удобоукладываемость 30 сек )
Наименование цемента и его состав	Расход компо- нентов цемен- та на 1 м3 бетона в кг		В В	Предел прочности при сжатии			
				нормальное твердение 28 суток		автоклавное твердение нрн 8 ати (3 : 84 3 часа)	
	цемент	песок					
				в кг см	в %	в кг см-	в %
1	2	3	4	5	6	7	8
Цемент Воскресенского завода:							
100%	 70%+30% песка . . . 	400	—	0,42	370	100	450	100
	280	120	0,39	382	103	620	137
50%+50%			200	200	0,37	290	76	637	142
34%+66%		 25%+75%	....	136 100	264 300	0,37 0,37	208 125	56 34	450 310	100 69
Цемент Белгородского завода:							
100%	 . 70% + 30%	песка	.... 50% + 50%	.	... 34%+ 66%	.	...	400	—	0,4	330	100	408	100
	280 200 136	120 200 264	0,39 0,37 0,37	340 270 190	103 82 58	570 555 377	140 136 92
25% + 75% ....	100	300	0,37	110	33	320	78
Цемент завода .Большевик':							
100%		 70% + 30% песка .... 50% + 50%	 34% +66%	 25% + 75% .	....	400 280 200 136	120 200 264	0,4 0,39 0.37 0,37	343 375 235 190	100 109 68 55	440 515 495 380	100 117 183 87
	100	300	0,37	102	30	30b	69
Цемент Хилковского завода:							
100%	 .  70% + 30% песка .... 				400 280 200	120 200	0,4 0,39 0,38	280 337 234	100 120 85	312 462 445	100 148 143
Цемент завода .Октябрь':							
100%	 70% + 30% песка .... 50%+50%		400 280 200	120 200	0,4 0,4 0,39	276 370 309	100 134 112	313 506 538	100 162 173
Цемент Себряковского завода:							
100%	 70% + 30% песка .... 50%+50%	.	....	400 280 200	120 200	0,4 0,4 0,4	268 360 246	100 138 94	285 443 428	100 156 150
же па песчаных цементах, полученных повторным помолом
портландцементов тех же заводов, после автоклавной обработки
при составе 70%+30% имели прочность соответственно 482 и
4G8 кг/см2, а при составе 50%-ф50%—476 и 460 кг/см2.
Автоклавная обработка особенно эффективна для бетонов,
изготовленных на песчаных цементах. При использовании в бе-
тонах смешанных цементов, полученных повторным помолом
портландцементов с гранитом и известняком, автоклавная обра-
ботка даст пониженные результаты, особенно при составах вя-
жущих со значительным содержанием гранита и известняка
(например 50%4-50%). В последнем случае прочность автоклав-
ных бетонов приблизительно на 30% ниже прочности бетонов на
песчаных цементах того же состава.
Следует иметь в виду, что при применении песчаных цемен-
тов повышенная прочность бетонов автоклавного твердения до-
стигается при пониженном расходе клинкерной части. В част-
ности, при расходах клинкерного цемента в 150 кг/м2, В/В около
0,6 и удобоукладываемости в 10 сек. возможно получение авто-
клавных бетонов марки 300, а при том же расходе клинкерной
части, но при В/В = 0,5 (удобоукладываемость — 30 сек.) —
марки 400 (см. табл. 9). Бетоны же с расходом клинкера в со-
ставе смешанного цемента 200 кг/м3 при В!В = 0,4 (удобоукла-
дываемость 30 сек.) имеют прочность 500—600 кг/см2. Наконец,
переход к бетонам, полученным из жестких смесей, с В/В около
0,3 (см. ниже) позволяет достигать прочностей в 800—900 кг/см2
при расходе клинкерной части в 200—300 кг/м3.
Особого внимания заслуживает тот факт, что автоклавные
бетоны, получаемые на песчаных цементах повторного помола,
при составе компонентов 34%4-66%, т. е. с расходом клинкерной
части в 136 кг/м3, имели показатели прочности около 400 кг/см2,
превосходя в этом отношении па 10—20% бетоны 28-суточного
возраста нормального твердения, полученные при расходе чи-
стого цемента в 400 кг/м3 (см. табл. 10).
Таким образом, эти опыты открывают новые возможности
получения разнообразных автоклавных изделий повышенной
прочности на песчаных цементах повторного помола при незна-
чительных расходах клинкерного цемента в пределах 100—
200 кг/м3.
Опыты по изготовлению бетонов с расходом смешанных вя-
жущих веществ в 500 кг/м3 и больше выявили повышенную во-
допотребпость бетонных смесей, что сопровождалось не только
прекращением роста, но даже некоторым снижением прочности
бетонов как автоклавного, так в особенности нормального
твердения.
Для большей наглядности на рис. 7—8 приведены коэффи-
циенты использования вяжущих свойств клинкерной части це-
ментов при применении портландцементов в чистом виде н в
йиде смешанных вяжущих веществ повторного помола в бетонах
41
40
Рис. 7. Коэффициенты использования вяжущих свойств клин-
керной части смешанных цементов в бетонах
а —расход вяжущего 400 кг м\ удобоукл.гшвасмооь бегонп 30 сек.; о—рас-
ход няжущо1 о .300 кг	v добоук: гадываемосп. бетона 30 сек.; 1 — нормальное
твердение 2S суток, 2 — автоклавное твердение; В — цемент Воскресенского за-
вода; Б—цемент Белгородского завила; Л — цемент завода „Большевик"
42
Рис 8. Коэффициенты использования вяжущих свойств
клинкерной части сметанных цементов в бетонах
а—расход вяжущего 300 кг лР, удобоукладываемость бетона 10—15 сек.;
б — расход вяжущего 220 кг м\ удобоукладываемость бетона 30 сек.
43
нормального и автоклавного твердения, изготовленных с раз-
личными водовяжущими отношениями, описанных ранее (см.
табл. 9, 10).
Эти коэффициенты получены делением предела прочности
бетонных образцов 28-суточного возраста в условиях нормаль-
ного твердения или суточного возраста после автоклавной обра-
ботки на количество (в килограммах) клинкерного цемента, со-
держащегося в 1 м3 соответствующего бетона.
Исследования показали, что в бетонах с В/В около 0,4, изго-
товленных на смешанных цементах повторного помола, имеет
место высокое использование вяжущих свойств клинкера. Сле-
дует отметить, что коэффициенты использования от 1,4—1,5 в
бетонах нормального твердения на вяжущем состава 70%+30%
повышаются до 1,4—1,6 в составе 50%+50% и даже до 1,6—1,7
в составе 34%+66%.
При автоклавной обработке степень использования клинкера
повышается в 2—3,5 раза по сравнению со степенью использо-
вания его в бетонах нормального твердения, изготовленных па
чистых портландцементах.
В бетонах нормального твердения при расходе вяжущего
300 кг!м3, удобоукладываемости бетонной смеси 30 сек. и
В/В = 0,5 также имеет место высокий коэффициент использова-
ния клинкера. При переходе к смешанным цементам повторного
помола он повышается до 1,4—1,6 для составов 70%+30% и
50%+50%.
Коэффициенты использования в автоклавных бетонах нахо-
дятся в пределах 2—3.
Бетоны нормального твердения с В/В = 0,58—0,7 характери-
зуются снижением коэффициентов использования клинкера. Од-
нако при автоклавном твердении бетонов с В/В = 0,58—0,7 на
песчаных цементах повторного помола составов 70%+30% и
50%+50% коэффициент использования клинкерной части цемен-
тов остается достаточно высоким.
Анализ значений коэффициентов использования клинкера в
смешанных цементах повторного помола приводит к выводу, что
лучшие результаты можно получить в бетонах с В/В около
0,4—0,5; для более пластичных бетонных смесей с В/В = 0,6—
0,7 эффективность применения смешанных цементов несколько
снижается. Эти данные указывают также на то, что увеличения
эффективности применения смешанных цементов повторного по-
мола с одновременным повышением прочности бетонов можно
добиться путем перехода от пластичных и умеренно жестких бе-
тонов к бетонам с пониженными водовяжущими отношениями
(0,3—0,35), изготовляемым из жестких смесей с уплотнением
путем длительной вибрации под нагрузкой.
Как видно из опытов, наиболее эффективными добавками
при приготовлении смешанных цементов повторного помола яв-
ляются доменные шлаки и песок. Песок должен быть кварцевым
с минимальным содержанием посторонних примесей. В исследо-
ваниях применялись пески с содержанием отмучиваемых приме-
сей до 5%. Однако специальные опыты показали, что наличие в
кварцевых песках до 10% отмучиваемых примесей нс оказывает
заметного отрицательного влияния на свойства получаемых пес-
чаных цементов повторного помола.
Эффективность повторного помола портландцементов с раз-
личными добавками проверялась в 1957 г. НИИЦементом на
Подольском опытном заводе.
Помол портландцементов и смешанных портландцементов на
основе клинкеров Щуровского цементного заводя и завода «Ги-
гант» производился IB шаровой мельнице длиной 2,27 м, диамет-
ром 0,81 м и производительностью около 0,3 т/час. Повторный
помол готовых клинкерных цементов производился с кварцевым
песком, гранулированным доменным шлаком и известняком при
соотношении компонентов 70%+ 30% и 50%+ 50%.
При испытании полученных вяжущих по ГОСТ 310-41 актив-
ность цемента состава 70%+30% оказалась близкой к активно-
сти чистых портландцементов, активность же вяжущего состава
50%+ 50% достигала 80—85%.
Свойства смешанных цементов изучались в бетонах нормаль-
ного твердения, а также пропаренных при 80—85° по режиму
3+12+3 часа. Бетонные смеси готовились с удобоукладывае-
мостыо 15 и 30 сек. при расходе вяжущего 220—320 кг/м2 бе-
тона.
Эти исследования показали (см. табл. 11), что смешанный
цемент повторного помола состава 70% + 30% (цемсит + шлак пли
песок) в бетонах имеет активность в пределах 0,85—1,05 актив-
ности бетонов 28-суточного возраста на чистых портландцемен-
тах указанных заводов.
Например, бетоны состава 1 : 2,22 : 4,1 на песчаном цементе в
возрасте 28 суток нормального твердения имели прочность
304 кг/см2, а контрольные образцы на клинкерном цементе за-
вода «Гигант» — 308 кг/см2-. Аналогичные показатели прочности
наблюдались для бетонов других составов.
Так как на большинстве современных заводов железобетон-
ных изделий для ускорения твердения бетона применяется про-
паривание при атмосферном давлении, то рассмотрение интен-
сивности твердения бетонов на смешанных портландцементах
при пропаривании представляет существенный интерес. Как по-
казали опыты, результаты которых приведены в табл. 11, проч-
ность бетонов на цементах повторного помола с содержанием
песчаного и шлакового компонента в количестве 30% сразу по-
сле пропаривания составляла около 0,8—0,87 прочности бетонов
на чистом клинкерном цементе, а в возрасте 28 суток уже
около 1 —1,1. Бетоны на цементе, в составе которого был из-
вестняковый компонент, показали при пропаривании понижен-
ные прочности.
44
45
Таблица 11
Влияние состава смешанных портландцементов повторного помола
на прочность бетона различного состава
Наименование цемента и его
состав
Расход компо-
нентов цемен-
та на 1 м1 бе-
тона в кг
Предел прочности при сжа-
тии в кг см?
цемент добавка
пропаривание
по режиму	нормальное
3+124-3 часа	твердение
4 часа | 28 суток 7 суток! 28 суток
Состав бетона 1:3,4:6,3
(по весу), удобоуклады-
ваемость 30 сек.
Цемент завода .Гигант*:
100%....................
70% 4-30% шлака . . .
70%4-30% известняка .
70%4-30% песка . . .
Состав бетона 1:2, 24:4, 16
(по весу), удобоукла-
дываемость 30 сек.
Цемент завода .Гигант*:
100%.....................
70%4-30% шлака . . .
70%4-30% известняка .
70%+30% песка . . .
Состав бетона 1:2, 2:4, 1
(по весу), удобоуклады-
ваемость 15 сек.
Цемент завода .Гигант*:
100%.....................
70%4-30% шлака . . .
70%+30% известняка .
70%Ц-30% песка . . .
220
154
154
154
320
224
224
224
96
96
0,42
0,41
0,41
0,4
320
224
224
224
96
96
96
0,46
0,45
0,45
0,44
126
109
99
99
175
173
145
172
175
133
138
190
225
223
180
191
225
196
148
162
199
181
112
160
301
286
222
252
238
267
190
235
286
278
269
329
258
225
237
264
328
367
285
402
308
350
281
304
Анализируя прочностные показатели бетонов, следует отме-
тить, что исходным был клинкерный цемент завода «Гигант»
марки 600, имеющий удельную поверхность свыше 3 000 ши2/г,
поэтому повторный помол такого цемента не мог дать особого
эффекта.
Наиболее эффективен повторный помол для цементов сред-
них марок 300—400, обладающих удельной поверхностью
2 200—2 800 слг2/г, а также для лежалых цементов. Например,
повторный помол в шаровых мельницах портландцемента марки
400 с 40% песка, осуществленный на Акмянском цементном за-
воде1, еще раз подтвердил возможность получения песчаного це-
1 «Цемент повторного помола», «Строительная газета», № 17, 7/II 1960
мента, по активности равноценного исходному. Изготовленные
на таком цементе сборные железобетонные перекрытия и несу-
щие конструкции по прочностным показателям не уступали же-
лезобетонным изделиям, изготовленным на портландцементах
высоких марок.
Указывая на эффективность повторного помола цементов с
добавками непосредственно на цементных заводах, необходимо
в то же время отметить, что создание помольных установок при
крупных заводах железобетонных изделий и заводах товарного
бетона и раствора дает возможность производственникам полу-
чать на месте из одного и того же исходного цемента смешанные
цементы различных видов и разной активности путем изменения
состава и количества добавок. При этом работники заводов
должны исходить из необходимости получения рационального
вяжущего для определенных видов и марок бетонов с учетом
технологических особенностей условий формования изделий и,
что самое главное, вида тепловой обработки их
2 ВЫСОКОПРОЧНЫЕ БЕТОНЫ НА ПЕСЧАНЫХ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТАХ
ПОВТОРНОГО ПОМОЛА
Для изготовления разнообразных изделий и конструкций
(например, тюбингов, различных крепежных изделий для шахт
и т. п ) требуются бетоны высоких марок — 500 и выше.
Как известно, высокопрочные и быстротвердеющпе бетоны
можно получить различными способами и, в частности, при-
меняя:
1)	высокопрочные и быстротвердеющпе цементы;
2)	химические ускорители твердения;
3)	цементы, активизированные вибропомолом;
4)	жесткие бетонные смеси с низким водоцемептпым отноше-
нием и эффективные способы уплотнения;
5)	гидротермальную обработку, в том числе автоклавную,
и т. д.
Как правило, повышение прочности и ускорение твердения
бетона достигаются путем одновременного применения несколь-
ких из вышеперечисленных способов.
Сочетание применения высококачественных смешанных це-
ментов повторного помола и автоклавной обработки создает
предпосылки для получения бетонов повышенных марок при
сравнительно небольших расходах клинкерного цемента.
Большое внимание получению высокопрочных бетонов и их
применению в производстве железобетонных изделий было уде-
лено на совещании по современным проблемам технологии бе-
тона в промышленности сборного железобетона, которое состоя-
лось в Москве в 1956 г. В. И. Сорокер [90], Я. Е. Иохельсон и
О. В. Кунцевич [93] и др. в своих докладах указали на целесооб-
разность внедрения в производство железобетонных изделий
46
47
высокопрочных бетонов марок 500—1000 и необходимость раз-
работки комплексных мероприятий, обеспечивающих получение
таких бетонов при сравнительно невысоких расходах цемента.
Возможность получения высокопрочных бетонов в значи-
тельной мере зависит от состава бетона, качества заполнителей,
водоцементного отношения и методов уплотнения бетонных
смесей.
Качество заполнителей, влияющее на прочность приготовляе-
мого на них бетона, зависит от прочности и плотности породы,
характера ее излома, водопоглощения и морозостойкости. Не
менее важная роль принадлежит крупности, форме и степени за-
грязненности зерен мелкого и крупного заполнителей, а также
зерновому составу их смеси. Все эти факторы, как отмечает
Н. В. Свечин [72], оказывают на прочность бетона такое влияние,
что в обычных условиях практически невозможно установить
числовую зависимость между прочностью бетона и прочностью
заполнителя. Следовательно, оценка прочности заполнителя для
высокопрочного бетона должна производиться путем испытания
его в бетоне.
Если в обычном пластичном бетоне с прочностью до
200 кг/см2 заполнителем может служить большинство естествен-
ных и искусственных каменных материалов вплоть до кирпич-
ного боя, то для бетонов с прочностью 300 кг!см2 и выше качест-
во заполнителя приобретает большое значение и во многом
определяет свойства затвердевшего бетона. В своей работе по вы-
сокопрочным бетонам Коллинз [73] отмечает, что влияние запол-
нителя повышается по мере увеличения прочности бетона и что
каждому заполнителю соответствует определенный «потолок»
прочности бетона.
Из распространенных видов крупного заполнителя наиболее
эффективным для высокопрочного бетона является гранитный
щебень. По данным ряда авторов, прочность бетона на таких
заполнителях, как песчаник, известняк, кирпич, на 25—30% ни-
же прочности бетона на гранитном щебне.
Исследования НИИЖелезобетона показывают, что для по-
лучения экономичных бетонов прочность породы, из которой
изготовлен щебень, должна быть не ниже двукратной требуемой
прочности бетона.
Прочность и удобообрабатываемость бетона при данном ко-
личестве и качестве цементного теста в значительной степени
зависят от зернового состава смеси заполнителей. Влияние это-
го фактора особенно заметно в бетонах повышенных марок.
Регулирование зернового состава заполнителей достигается пу-
тем составления смеси из песка и нескольких фракций крупного
заполнителя в определенной пропорции, установленной опытным
путем. Рядом исследований доказано, что улучшение удобоукла-
дьгваемости бетонной смеси и повышение прочности бетона до-
стигаются в случае применения крупного заполнителя с преры-
вистой гранулометрией, т. е. заполнителя, лишенного зерен
средних фракций.
Наряду с выбором оптимального зернового состава крупно-
го заполнителя устанавливается наиболее выгодное соотношение
между крупным и мелким заполнителями. Это соотношение при-
нято выражать относительным содержанием песка в смеси
заполнителей по весу нлп по объему.
Оптимальное содержание песка в бетоне изменяется в зави-
симости от крупности зерен и зернового состава крупного запол-
нителя, расхода цемента на единицу объема бетона и степени
подвижности бетонной смеси. Исследования А. Е. Десова [74],
Г. А. Аробелидзе [75] и др. показали, что оптимальному содер-
жанию песка при данном’ расходе цемента и данной консистен-
ции бетонной смеси будут соответствовать наиболее высокие по-
казатели прочности бетона. Недостаток песка приводит к рас-
слаиванию бетонной смеси, а избыток делает смесь сухой, тре-
бующей увеличения расхода цементного теста для придания ей
должной плотности. При переходе к малоподвижным и жестким
бетонным смесям, укладываемым с помощью вибрирования под
нагрузкой, содержание песка может быть несколько уменьшено.
В. И. Сорокер и В. Г. Довжик [76] указывают, что при по-
вышении доли крупного заполнителя в бетоне можно благодаря
использованию жестких бетонных смесей резко повысить его
прочность в раннем возрасте. Утвержденные Госстроем СССР
указания (У 110-56) по применению жестких бетонных смесей
ставят основной целью использование таких смесей для эконо-
мии цемента.
Многочисленными исследованиями установлено, что проч-
ность бетона на данных материалах находится в функциональ-
ной зависимости от 'величины весового соотношения цемента к
воде (ЩВ). Поэтому при получения высокопрочного бетона
после выбора качественных материалов одним из наиболее
важных мероприятий является обеспечение по возможности вы-
сокого значения цементно-водного фактора. Величина отноше-
ния Ц/В может быть увеличена путем повышения расхода це-
мента в бетоне или же уменьшения количества воды затворения.
Исследования бетонов с различной удобоукладываемостью
показали [77], что при последовательном увеличении расхода
цемента с 200 до 800 кг)м3, при обеспечении оптимального зер-
нового состава смеси заполнителей для каждого расхода цемен-
та, водопотребность бетонной смеси данной удобоукладываемо-
сти сначала несколько уменьшается или остается постоянной
(примерно до расхода цемента, равного 400—500 кг/м3), а за-
тем возрастает. Таким образом, увеличение расхода цемента
сверх некоторого предела (450—500 кг/.и3) не сопровождается
повышением прочности бетона.
Увеличение цементно-водного отношения достигается также
и за счет максимально возможного снижения количества воды
4 Зак. 1307
49
48
затворения при минимально необходимом расходе цемента в
бетоне. Однако уменьшение количества воды затворения снижа-
ет и степень удобоукладываемости бетонной смеси, что требует
перехода к более эффективным способам уплотнения, как на-
пример, в(ибрация под нагрузкой, прессование, прокатка и т. д.
Указанные способы уплотнения дают возможность не только
снизить расход воды затворения, но и производить частичную
или полную распалубку свежеотформованных изделий. Немед-
ленная же распалубка обеспечивает резкое увеличение оборачи-
ваемости форм с соответственным снижением металлоемкости
производства, повышает коэффициент загрузки пропарочных
камер и автоклавов, что приводит к снижению расхода тепла
на тепловлажностную обработку изделий.
Наши исследования по получению высокопрочных бетонов
базировались на сочетании трех основных факторов:
1)	использования смешанных песчаных цементов;
2)	изготовления бетонов при низких В/В в пределах 0,28—
0,33 с применением длительной вибрации с пригрузкой;
3)	применения автоклавной обработки.
Песчаные цементы изготовлялись двумя способами:
а)	смешением молотого песка с портландцементом;
б)	повторным помолом портландцементного порошка с
песком.
Составы бетонов подбирались по методу абсолютных объе-
мов соответственно рекомендациям ГОСТ 4801-49 и У 110-56.
В качестве 'крупного заполнителя бетона применялся фракцио-
нированный щебень крупностью до 20 мм, полученный дробле-
нием серых гранитов на щековой дробилке. Подбор зернового
состава крупного заполнителя производился по наименьшей пу-
стотности смеси. Наименьшую пустотность показал щебень,
зерновой состав которого был прерывистым п содержал 75%
фракции 20—10 мм и 25% фракции 5—2,5 мм. Данные об ис-
пользованных в исследованиях других материалах приведены во
второй главе. Для каждого состава бетона подбиралось коли-
чество воды, обеспечивающее плотную укладываемость бетонной
смеси при вибрации в течение 3 мин с пригрузкой в 0,05 или
0,1 кг) см2.
Формы для кубов размером 10Х Юх Ю см п.рн укладке жест-
ких бетонных смесей снабжались насадкой высотой 10 см.
Поскольку дополнительное заполнение форм жесткой смесью
после вибрации недопустимо, последняя загружалась в формы
в определенном весовом количестве, которое вычислялось как
произведение расчетной величины объемного веса бетонной сме-
си в плотном состоянии на объем заполняемой формы. Плотное
крепление формы к виброплощадке осуществлялось с помощью
прижимных устройств.
В остальном методика работы не отличалась от ранее изло-
женной.
Влияние состава песчаного цемента на прочность бетонов
Для выявления влияния состава песчаного цемента на проч-
ность бетона автоклавного и нормального твердения исследова-
ния проводились на цементах, полученных повторным помолом
в шаровой мельнице исходного портландцемента с обыкновен-
ным кварцевым песком. Соотношения компонентов вяжущего
были взяты следующие:
портландцемент	100	%
	70	% + песок 30 %
	50	% +	.	50 %
	34	% +	.	66 %
	25	% +	.	75 %
	15	% +	.	85 %
Исследования проводились на жестких бетонных смесях со-
става 1 : 1,25 : 3,9 (по весу) с расходом -вяжущего 400 кг на I 3t3
бетона. Для сравнения приготовлялись бетоны на песчаных це-
ментах, полученных смешением исходного портландцемента с
молотым песком, удельная поверхность которого была
3 500 см21г.
Результаты исследований этих вяжущих в жестких бетонных
смесях, приведенные в табл. 12, подтверждают особенно высо-
кую эффективность применения смешанных цементов повторно-
го помола с песком в бетонах при пониженных водовяжущих
отношениях.
Переход к водовяжущим отношениям в пределах 0,28—-0,33
обеспечивает достижение высоких прочностей бетонов как нор-
мального, так и автоклавного твердения. Как и в ранее описан-
ных опытах, имеет место уменьшение водопотребности бетонной
смеси па 0.02—0,03 при переходе от чистых портландцементов к
смешанным вяжущим состава 50% +50% и особенно 34% +
+66%. При этом содержание воды в бетонах снижается с 120—
130 до 112 л]м2. Прочность бетонных образцов значительно воз-
растает, особенно в составах, полученных на смешанных цемен-
тах повторного помола.
По показателям прочности бетонных образцов активность
песчаных цементов состава 50%+50% равна активности исход-
ных цементов, а активность цементов состава 70%+30% зна-
чительно превышает последнюю. Даже в условиях нормального
твердения при использовании песчаных цементов повторного
помола состава 50%+50% в жестких смесях (при расходе
клинкерной части в 200 кг!м2} можно получить бетоны марок
400, а при составах 34%-|-66% (расход клинкерного цемента —
136 А'г/л13) —• бетоны марок 300.
Автоклавная обработка приводит к увеличению прочности
бетонов па песчаных цементах в 1,4—2 раза — до марок 800 на
вяжущих состава 70%+ 30% и 50%+ 50% п до марок 600 на вя-
50
4:
51
Таблица 12
Влияние состава песчаного цемента на прочность бетона
состава 1 : 1,25 : 3,9 по весу
Наименование цемента и его состав	Расход компонентов цемента пл I Л бетона в л'г		« в	Пре тел прочности при сжатии в кг с гл-	
				нормальное твердение 28 суток	а вток дан- ное твер- iciuie при Ь ат и (3 i-8-i 3 часа)
	цемент	песок			
Цемент Воскресенского за-					
вода В:					
100%		400	—	0.33	432	576
70% + 30'% песка . .	280	120	0,32	608	835
50% + 50%	.	200	200	0,3	518	870
34% + 66%	.	.	.	136	264	0,28	402	665
25%+75%	.	. . .	100	300	0,28	306	533
15%+ 85%	.	. . .	60	340	0,28	172	390
Цемент Белгородского за-					
вода Б:					
100%		•10(1		0,3	-125	500
70% -|- 30% песка . . .	280	120	0,20	535	830
50%+50%	.	. . .	200	200	0,28	470	840
34%+66%	.	. . .	136	264	0,28	314	636
25%+ 75%	.	. . .	100	300	0,28	250	505
15%+85%	.	. . .	60	340	0,28	162	380
Цемент завода .Больше-					
вик“ К:					
100%		400	—	0,3	470	550
70% + 30% песка . .	280	120	0,29	560	865
50% (-50%	.	...	200	200	0,28	465	750
34% -|-66%,	.	. . .	136	264	0,28	312	678
25%,	75%	.	...	100	300	0,28	345	521
15'% 1-85%	.	...	60	340	0,28	142	382
Цемент В":					
70% Б 30% молотого пе-					
ска		280	120	0,32	400	710
50% +50“,', MOJioioro пе-					
ска . .	...	200	200	0,3	332	6'11
31-% -|-66%, молотого ие-					
ска		136	261	0,28	287	533
Цемент Б:					
70% + 30% молотого не-					
ска	  .	.	280	120	0,29	375	617
5О"о + 50% молотого нс-					
ска		200	200	0,28	310	630
34% +66% молотого пе-					
ска		136	264	0,28	242	488
* Цементы, полученные простым смешением портландцемента с молотым
песком.
52
жущих состава 34%+66%. Например, Прочность бетонов авто-)
плавного твердения на песчаных цементах повторного помола-
состава 50%+50% (расход клинкерного цемента Воскресенско-
го завода — 200 кг/м6) равнялась 870 кг!см2, а состава 34%+'
+ 66% (расход клинкерного цемента — 136 кг/м3)—665 кг/см2}
Аналогичные результаты были получены для бетонов па немей--
тах 15с iropo icKoro заво ia н завода «Большевик».
Необходимо отметить, что исследования Б. Г. Скрамтаева
и Л. Л. Будилова [83], С. Л. Миронова и Г. \. Лробелидзе [84];
С. В. Шестонерова и .'1. II. Панфиловой [85] и др. подтверждают
возможность получения бетонов нормального твердения марз<и
600 при применении жестких бетонных смесей с В/Ц около- 0,3^
но при расходе портландцемента марки 500 в количестве до
500 кг м3: последнее обстоятельство еще раз подчеркивает пре?
имущее[.ва совместного применения смешанных цементов и ав-
токлавной обработки для получения высокопрочных бето-'
нов, когда расходуется клинкерного цемента всего 150'—3
200 кг/м-.
Особого внимания заслеживают автоклавные бетоны на сме-
шанных малоцементных вяжущих. Эти бетоны при расходе
клинкерного цемента всего 100 и 60 кг/м? показали после запа^
ривання в автоклаве прочности соответственно О1>одо 500 и
380 кг/см2. Это еще раз указывает на активность дисперсного
кремнезема, который в условиях автоклавной обработки вступа-
ет в химическое взаимодействие с продуктами гидратации це-
ментного клинкера с образованием цементирующих веществ,
придающих бетону достаточно высокую прочность.
Если же сравнить прочностные показатели бетонов на вя-
жущих одинаковых составов, ио изготовленных повторным по-’
молом портландцементов с песком п простым смешением исход-
ных портландцементов с молотым песком, то становится очевид-
ным преимущество применения песчаных цементов повторного
помола. Последние дают возможность только за счет болец
топкого измельчения клинкерной части смешанных цементов и
более тесного смешения их компонентов повысить прочность бе-
тонов нормального твердения в возрасте 28 суток па 30—50%. а
автоклавного твердения па 20 30% по сравнению с бетонами
на смешанных вяжущи.': аналогичных составов, по приготовлен-1
пых простым смешеиш м компонентов.
Рассмотренные рапсе вопросы применения различных соста-
вов смешанных цсмеитпо-песчаных вяжущих показали целесо-
образпость введения дисперсной кремнеземистой добавки в ко-
личестве 30- 50% взамен клинкерного цемента для получения
высокопрочных бетонов автоклавного твердения.
Характерно, что марки автоклавных бетонов на чистых це-
ментах трсх заводов при расходе пх в 400 кг/м2, не превышают
500. Следовательно, при автоклавной обработке бетоны с со-,
держанием клинкерного цемента около 136 кг/м3 оказываются
53*
более прочными, чем бетоны, содержащие в 3 раза больше клин-
керного цемента.
Прочность бетонов автоклавного твердения на смешанном
цементе состава 25%4-75% с содержанием клинкерного цемента
всего 100 кг]м3 оказалась на 10—20% выше прочности бетонов
нормального твердения в возрасте 28 суток при расходе порт-
ландцемента 400 кг/м\
Рассмотрение коэффициентов использования вяжущих
Сосгпаб ВДжушего (цемент/песо*) В %
Рис. 9. Коэффициенты использования вяжущих свойств клинкерной
части цементов в бетонах из жестких смесей
I — нормальное тпердсние 2Я суток; 2— аптоплапнос твердение
что в бетонах, изготовленных из жестких смесей при BIB в пре-
делах 0,33—0,28, имеет место наиболее высокое использование
вяжущих свойств клинкера по сравнению с аналогичными по-
казателями для бетонов с большей подвижностью.
Следует отметить, что 'коэффициенты использования от 1,7—
2 в бетонах на вяжущих состава 70%+30 % повышаются до
2—2,4 в составах 50%-j-50% и даже до 2,1—2,7 в составах
34%+66%; при дальнейшем уменьшении клинкерной части эти
коэффициенты несколько снижаются, по все еще остаются в
пределах 2—2,7 для состава 15%+ 85%.
При автоклавной обработке степень использования клинкера
повышается в 3—4 раза и даже в 5—6 раз (для составов 25% +
+75% и 15%+85%) по сравнению со степенью использования
его в бетонах нормального твердения, изготовленных на чистых
цементах.
Влияние расхода песчаного цемента и продолжительности
вибрации на прочность бетонов
Зависимость прочности бетона от расхода цемента при жест-
ких смесях представляет большой практический интерес, однако
этот вопрос еще недостаточно изучен.
54
В наших исследованиях были взяты бетоны трех составов
1 : 1,25 : 3,9; 1 : 0,8 : 3,2 и I : 0,5 : 2,6 (по весу) при расходе сме-
шанного вяжущего повторного помола (цемент Белгородского
завода 50% + песок 50%) 400, 500 и 600 кг/м* бетона с BIB, из-
меняющимся от 0,28 до 0,22. Укладка бетонной смеси в формы
производилась на стандартной виброплощадке; продолжитель-
ность вибрации — 1, 3 и 5 мин. с пригрузкой в 0,05 и 0,1 кг/см2.
Результаты механических испытаний образцов приведены
в табл. 13.
Таблица 13
Влияние расхода песчаного цемента на прочность бетона
Состав бетона ( вяжуще е.пе- сок:щебень) по весу	Расход компонентов цемента на 1 м3 бе- тона в кг		BIB	Величина пригрузки в кг!см'1	Продолжи- тельность вибрации в мни.	Предел прочности при сжатии в кг 1см2	
	цемент	песок				нормальное твердение в 28 суток	автоклав- ное твер- дение
							
				0,1	1	433	748
				0,1	3	463	828
1:1,25:3,9	200	200	0,28	О.1	5	465	820
				0,05	3	425	744
				0,05	5	440	784
				0,1	1	503	805
				0,1	3	534	858
1:0,8:3,2	250	250	0,25	0,1	5	511	835
				0,05	3	475	752
				0,05	5	490	730
				0.1	1	524	812
				0.1	3	550	848
1:0,5:2,6	300	300	0,22	0,1	5	546	800
				0,05	3	510	770
				0,05	5	514	810
Опыты с бетонами нормального твердения 28-суточного воз-
раста показывают, что увеличение расхода вяжущего с 400 до
600 кг)мЛ и обеспечение при этом оптимального зернового соста-
ва смеси заполнителей для каждого расхода цемента и посто-
янной удобоукладываемости повышают прочность бетона на
17—20% (с 463 до 550 кг/см2). В условиях автоклавной обра-
ботки такое увеличение расхода вяжущего не вызывает сколько-
нибудь заметного повышения прочности (в среднем на 5%. что
лежит в пределах погрешностей опыта).
Из этого явствует, что для получения высокопрочных авто-
клавных бетонов не следует увлекаться повышенными расхода-
ми вяжущего в 600 кг!м* и более, а рекомендуется подбирать
бетоны таких составов, где бы расход вяжущего не превышал
400—500 кг па 1 ж3, бетона.
Полученные данные показывают, что продолжительность
вибрации для жестких бетонных смесей следует принимать рав-
ной 3—4 мин., но не больше; повышение времени вибрации с 3
55
до 5 мин. при пригрузке 0,1 кг/см2 приводит в ряде случаев к сни-
жению прочности бетона. При сокращении продолжительности
вибрации с пригрузкой в 0,05 дг/ши2 до 1 мин. прочность бетона,
как правило, заметно снижается; следовательно, это время не
является достаточным для надлежащего уплотнения жесткой
бетонной смеси в форме.
Влияние вида крупного заполнителя на прочность бетона
При наличии высококачественного песчаного цемента повтор-
ного помола и такого эффективного метода термообработки, как
автоклавная обработка, получение высокопрочных бетонов в
значительной степени зависит от свойств применяемых заполни-
телей и их зернового состава.
В проведенных нами исследованиях выявилось, что при опре-
делении предела прочности при сжатии высокопрочных бетон-
ных образцов разрушение их происходило преимущественно по
щебню; увеличение расхода вяжущего, а также длительности
автоклавной обработки до 16—20 час. (двойное запаривание) не
оказало сколько-нибудь заметного влияния па повышение проч-
ности бетона.
При испытании автоклавного бетона был установлен «пото-
лок» прочности при сжатии в 900—I 000 кг/см2 (в образцах
10X10X10 см), который не удалось преодолеть при приготовле-
нии бетонов на щебне из серых гранитов.
Поэтому для выявления влияния вида крупного заполнителя
на прочность автоклавного бетона были поставлены специаль-
ные опыты с применением в жестких бетонах различных видов
крупного заполнителя:
а)	щебня из серых гранитов;
б)	гранитного щебня Караиского карьера;
в)	щебня диабазового;
г)	щебня из отвального мартеновского шлака Брянского
комбината.
На этих заполнителях по указанной рапсе методике готови-
лись из жестких бетонных смесей оптимального состава
1 : 0,8 : 3,2 по весу образцы размером 10X10X10 см, уплотняе-
мые на впброплощадке в течение 3 мин. с пригрузкой 0,1 кг/см2.
Результаты механических испытаний бетонных образцов
автоклавного и нормального твердения представлены в табл. 14.
Рассмотрение опытных данных показывает, что при авто-
клавной обработке переход от гранитного щебня к щебню из
диабаза и отвального мартеновского шлака дал возможность
повысить прочность бетона с 1 000 до 1 097-1 210 кг/см2, т е.
соответственно па 9—20%. Применение в качестве крупного
заполнителя гранитного щебня Караиского карьера позволило
получить бетоны автоклавного твердения с прочностью всего
965 кг1см2.
В условиях нормального твердения, где прочность образцов
была сравнительно невысокой (около 600 кг/см2), применение
заполнителей повышенной прочности не оказало существенного
влияния на увеличение прочности бетона.
Следовательно, для получения бетонов автоклавного тверде-
ния с прочностью 1 000—1 200 кг/см2 необходимо применять ще-
бень из изверженных горных пород (мелкозернистые граниты,
диабазы, базальты) с прочностью 2 500 кг/см2 и более, а также
щебень из прочных отвальных мартеновских шлаков.
В наших опытах при сравнении прочности автоклавных бе-
тонов в образцах размером 10X10X10 см и 20X20X20 см было
установлено, что переходный коэффициент лежит в пределах
0,9—1,0 для обыкновенных и 1,0—1,1 для мелкозернистых бето-
нов вместо общепринятого коэффициента — 0,85. Очевидно, для
высокопрочных бетонов автоклавного твердения за марочную
прочность без особых погрешностей можно принимать прочность
бетонов в образцах 10X10X10 см.
Т а б л п и а 14
Влияние вида крупного заполнителя на прочность бетона
Ik именование кр\ иного -иполпнтелм	Сослав с.сгонл пы несу	Расход смеша ино- го цемента в кг м*	в в	Предел прочности при сжатии в, кг/гл’	
				нормальное твердение 28 суток	автоклав- ное гверде- ние при S ати (3-f- ЬЧ t 3 часа)
Щебень:					
из серых гранитов то же		1 1,25:3,9 1:0,8:3,2	400 500	0,28 0,25	545 630	973 1 010
гранитный Караискси о карьера . . диабазовый ....	1:0,8-3.2 1-0,8:3,2	500 500	0,25 0,25	612 625	965 1 097
из отвальною марте- новского шлака (брян ский) . .	1:0,8:3,4	500	0,26	651	1 210
Приведенные данные показывают, что на основе песчаных
портландцементов повторного помола с применением автоклав-
ной обработки можно получать:
а)	из жестких смесей, уплотняемых вибрацией в течение
3 мни. с пригрузкой 0,05—0,1 кг/см2, бетоны марки 800;
б)	при применении крупного заполнителя из горных пород
и отвальных мартеновских шлаков повышенной прочности на
•х’\ ж.' сес-.ш.'.х лз’.’ч’. ыке бегены г :’.реч. ос.ью HW
1 200 л.'/глг’,
в)	на малоцементных вяжущих составов 25%+ 75% и 15% +
+ 85% бетоны с прочноегыо до 500 и 300 кг/см2 при расходе
клинкерного цемента около 100 и 60 кг/м?.
56
57
3.	МЕЛКОЗЕРНИСТЫЕ БЕТОНЫ НА ПЕСЧАНЫХ
ПОРТЛАНДЦЕМЕНТАХ ПОВТОРНОГО ПОМОЛА
В ряде районов СССР, в том числе в Центральной Европей-
ской части Союза, высокопрочный щебень является привозным
материалом, стоимость которого для многих заводов железобе-
тонных изделий составляет 70—100 руб. за 1 м3.
В то же время для тонкостенных и густоармированных кон-
струкций приходится производить дробление щебня до фракции
10—20 мм, что также ведет к увеличению стоимости крупного
заполнителя. Получение же автоклавных бетонов марок 500
и выше на щебне фракции 5—10 лш становится затруднитель-
ным из-за наличия в нем микротрещин, образующихся при дроб-
лении.
Следует также отметить, что изготовление тонкостенных же-
лезобетонных изделий методом .вибропроката и в кассетных
формах требует применения бетонов на щебне с фракциями до
10 мм и даже на одном песке, т. е. мелкозернистых бетонов.
В связи с этим возникла необходимость изучить свойства
мелкозернистых бетонов на смешанных портландцементах пов-
торного помола.
Мелкозернистые бетоны нормального и автоклавного твердения
В качестве вяжущего для приготовления мелкозернистых
бетонов применялся цемент завода «Большевик» активностью
415 кг/см2, а также смешанные портландцементы повторного
помола с песком при соотношениях компонентов 70% 4-30% и
50%4~50%. В качестве заполнителя применялся москворецкий
песок с модулем крупности 2,17.
Свойства мелкозернистых бетонов, изготовленных из смесей
(вяжущес-Ьпесок) различной удобоукладываемостн (по техни
вескому вискозиметру) — 10—15 сек. и 30—35 сек., а также
бетонов из жестких смесей, уплотняемых вибрацией в течение
3 мин. с пригрузкой 0,1 кг! см2, изучались при расходах смешан-
ного цемента в пределах 300—600 кг/мА бетопа.
Определения прочностных показателей бетонов производи-
лись на образцах размером ГОХЮХ 10 см, которые готовились в
металлических формах с помощью вибрации на виброплощадке
с частотой 3 000 кол/мни и амплитудой колебаний 0,4 мм. Через
14—16 час. после изготовления образцы расформовывалнсь, и
далее часть их оставлялась на хранение в нормальных условиях,
другая же часть подвергалась автоклавной обработке под дав-
лением пара в 8 ати по режиму 3+8 |-3 часа. Прочность запа-
ренных образцов определялась через 24 часа после термообра-
ботки, а образцов нормального твердения в возрасте 28 суток
Результаты испытаний бетонов нормального и автоклавного
твердения на смешанных цементах повторного помола с различ-
ным содержанием в них инертного компонента представлены на
рис. 10, а, б, в.
Испытания мелкозернистых бетонов различного состава и
различной подвижности, твердевших в нормальных условиях,
показали, что смешанные вяжущие вещества из портландцемен-
та и песка при соотношении компонентов 70%+30% характерн-
ее t0. Влияние состава песча-
ного цемента повторного помо-
ла на прочность мелкозернистых
бетонов при удобоукладываемо-
сти бетонных смесей
а — около 200 сек. б — W—35 с^к.;
я — К)—15 сек.; /—расход вяжущею
300 кг лс‘; 2 — расхоч вяжущего 400 кг м3;
3 — расход вяжущего 500 кг'м3; I — рас-
ход вяжущего 600 кг м3;------бетоны
автоклав но го твердения;----бетоны
нормального твердения 2^ суток
зуются активностью в бетонах в среднем на 30—40% выше ак-
тивности исходного чистого цемента.
Наибольшую активность вяжущие этого состава имеют при
применении в бетонах жесткой консистенции, уплотняемых при
длительной вибрации с пригрузкой. По мере же перехода к более
подвижным бетонным смесям (удобоукладываемость 10—15 и
30—35 сек.) эффективность применения смешанного цемента
несколько снижается; однако в бетонах нормального твердения
активность цемента состава 70% +30% несколько выше, чем у
исходного цемента.
58
59
Подобная же закономерность «наблюдается и при составах
вяжущих 50%+50%, которые в жестких бетонах проявляют ак-
тивность около 0,7—0,85 активности исходного цемента.
Совершенно иная картина наблюдается при обработке мелко-
зернистых бетонов тех же составов в автоклавах при 8 ати по
режиму 3 + 8 + 3 часа. В условиях автоклавной обработки проч-
ность бетонов на смешанных цементах составов 70%+30% на
20—50% превышает прочность бетонов на чистых клинкерных
цементах. Например, образцы m жестких бетонных смесей при
расходе смешанного цемента повторного помола состава
70%+30% около 400 и 500 кг/м3 показали прочность 431 и
530 кг/см2, в то время как образцы на чистых цементах соответ-
ственно имели прочность 325 и 407 кг/см2.
Автоклавные бетоны на вяжущем состава 50%+50% имели
равноценные или даже несколько повышенные прочности по
сравнению с прочностями бетонов, в составе которых было в 2
раза больше клинкерного компонента.
Рассмотрение влияния расхода вяжущего на прочность
мелкозернистого бетона показывает, что при применении в ка-
честве заполнителя москворецкого речного песка расход вяжу-
щего в 300 кг/м3 является недостаточным для .получения бетона
плотной структуры; объемный вес его не превышает 2 009 кг/м3.
Прочность автоклавного бетона этого состава из жестких смесей
составила 100—200 кг/см2. Увеличение расхода вяжущего до
400—500 кг/м3 приводит к повышению плотности бетона (объем-
ный вес увеличивается до 2 100—2 150 кг/м3), а также к резкому
повышению его прочности до 300—500 кг/см2.
Мелкозернистые бетоны автоклавного твердения при расходе
смешанного цемента состава 70%+30% в 600 кг/м3 (содержание
клинкерного цемента около 420 кг/м3) показали прочность
612 кг/см2. Дальнейшее увеличение расхода вяжущего не всегда
оправдывает себя, так как приводит к повышению водототреб-
постн бетонной смеси при незначительном росте прочности бе-
тона.
Как показали наши исследования, черновой состав песка ока-
зывает существенное влияние па прочность мелкозернистых бе-
тонов, твердевших как в нормальных условиях, так и в условиях
автоклавной обработки. Например, для мелкозернистых бетонов
па мытипннском песке с модулем крупности 1,46, в котором ос-
новная масса зерен была меньше 0,6 ил, наблюдалось \ велнчс-
ппе водопотребпостп бетонной смеси, а также снижение прочно-
сти па 25—40% ню сравнению с бетонами па москворецком реч-
ном песке средней крупности. Если же сравнить равнопрочные
бетоны на различных песках, то становится явной целесообраз-
ность применения более крупных песков, что дает возможность
снизить расход вяжущего на 1 ж3 бетона на 100 кг.
Сравнивая прочностные показатели бетонов различных со-
ставов на чистых и смешанных цементах, необходимо отмстить
G0
серьезные преимущества последних, позволяющих получить ав-
токлавные бетоны высоких прочностей при меньшем (в 1,5—2
раза) расходе клинкерного цемента.
Мелкозернистые бетоны для изготовления изделий методом
непрерывного вибропроката
Особенности изготовления железобетонных изделий методом
вибропроката заключаются в непрерывности производственного
процесса формования изделий из мелкозернистых бетонных сме-
сей на движущейся формующей ленте прокатного стана и в
достижении необходимой прочности бетона в кратчайшие сроки
путем тепловой обработки, осуществляемой непосредственно на
формующей ленте.
Исследования, проведенные Л. Н. Поповым в НИИМосстрое,
были направлены на изучение поведения мелкозернистых бето-
нов в условиях ускоренной тепловой обработки применительно
к технологии изготовления изделий на вибропрокатном стане
инж. Н. Я. Козлова. При этом прогрев мелкозернистого бетона
начинался сразу после Формования изделий путем резкого подъ-
ема температуры окружающей среды, а затем и бетона до 100°
и проводился в условиях герметизации изделий в формах, для
чего открытая поверхность изделий плотно прикрывалась проре-
зиненной тканью.
В опытах в качестве вяжущего применялись портландцемент
Воскресенского завода активностью 405 кг/см2, а также цементы
повторного помола состава 70%+30%. Заполнителем служил
песок Тучковского карьера с модулем крупности 2,4.
Из мелкозернистой бетонной смеси изготовлялись образцы
размером 7X7X7 см, формование которых осуществлялось в
металлических формах на стандартной виброплощадке. Формы
с образцами после укладки мелкозернистого бетона плотно при-
крывались крышками с прокладками и помещались в камеру,
куда подавался пар. Температура в камере через 10—15 мин.
после пуска пара достигала 98— 100°. Длительность прогрева
образцов в формах при этой температуре, как и изделий па про-
катном стане, составляла 2 часа.
Испытания образцов производились сразу после тепловой
обработки, а также в возрасте 1,7 и 28 суток. Результаты испы-
таний мелкозернистых бетонов различных составов (см. рис. 11)
показали, что при увеличении удельной поверхности цемента с
3 000 до 4 600 см2/г вмсЕге с повышением активности увеличива-
ется эффективность применения его в условиях ускоренной теп-
ловой обработки; это особенно важно для ускорения производ-
ственных процессов изготовления железобетонных изделий на
прокатном стане.
Так применение вибродомолотого цемента дало возможность
получить после 2-часовой тепловой обработки бетоны с прочно-
61

б)
а — раскол вяжущего 700 кг'м1', б— расход вяжущего (ИХ) кем'; / — цемеш
заводскою помола; 2— цемеш вибро ломило паи; 3 — цемент повторного по-
мола с песком состава 70% + 30%
стью 174 кг/см2, в то время как бетоны того же состава с расхо-
дом цемента заводского помола в 700 кг]м3 (В/Ц=0,34) пока-
зали прочность 105 кг!см2, т. е. на 40% ниже; аналогичная кар-
тина наблюдалась для мелкозернистых бетонов с расходом
цемента около 600 кг/лг3, где за счет вибродомола цемента
прочность образцов увеличилась с 56 до 89 ка/см2, т. е.
на 37%.
При дальнейшем твердении превышение прочности бетонов
на впбродомолотом цементе по сравнению с бетонами на цемен-
те заводского помола сохраняется; правда, в возрасте 28 суток
эта разница составляет всего 6—9%.
Интересные результаты были получены при применении це-
ментов повторного помола с удельной поверхностью около 4 500
cjn2/a, в которых 30% клинкерного цемента было заменено при
помоле песком. Образцы на этом цементе имели большую проч-
ность, чем бетонные образцы на чистом цементе Воскресенского
завода, причем наибольшее превышение прочности наблюдалось
сразу после тепловой обработки и составило в среднем около
20—25%. При дальнейшем твердении прогретых образцов в
нормальных условиях отмечалось некоторое отставание роста
их прочности по сравнению с контрольными образцами нор-
мального твердения. Однако для технологии изготовления же-
лезобетонных конструкций методом проката первостепенное зна-
чение имеет получение повышенной прочности бетона в раннем
возрасте (через 2—3 часа). Нарастание же прочности бетона в
последующие сроки твердения в естественных условиях про-
должается довольно интенсивно, и в 28-суточном возрасте его
прочность значительно превосходит проектную.
Вместе с тем <в производстве железобетонных прокатных па-
нелей большое значение имеет вопрос снижения расхода порт-
ландцемента, гак как его расход па 1 м3 бетона составляет
650—700 кг. Применение же повторного помола портландце-
мента с песком в соотношении 70%+30% обеспечивает без осо-
бых затрат снижение расхода клинкерного компонента на 180 —
200 кг на 1 'мелкозернистого бетона.
4.	МОРОЗОСТОЙКОСТЬ РАСТВОРОВ И БЕТОНОВ, ИЗГОТОВЛЕННЫХ
НА СМЕШАННЫХ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТАХ ПОВТОРНОГО ПОМОЛА
Получение бетонов повышенной прочности при сравнительно
небольших расходах клинкерного цемента высокой степени из-
мельчения требует проверки их долговечности, о которой в оп-
ределенной мере можно судить по их морозостойкости.
Исследования морозостойкости растворов и бетонов на тон-
комолотых цементах проводились рядом ученых, однако и до
сего времени еще пе сложилось единое мнение относительно
влияния степени дисперсности цемента па это свойство.
62
63
Ф. ЛА. Ивановым [78] было установлено, что цемент топкого
помола даже доело 300 циклов замораживания и оттаивания
сохраняет более .высокую прочность, чем испытанный в 28-суточ-
ном возрасте, в то время как цемент грубого помола начинает
разрушаться уже после 50 циклов и после 300 циклов сохраня-
ет только !/з марочной прочности.
С. В. Шестоперов [79] в обширных исследованиях морозо-
стойкости цементного камня и ее зависимости от степени измель-
чения (от 3 000 до 6 000 см2!г} синтезированных цементов не
дает прямого ответа на вопрос о влиянии тонкости помола на
их морозостойкость. Он указывает лишь на то, что при соблюде-
нии условий, затрудняющих возникновение в затвердевшем це-
ментном камне коагуляционно-кристаллизационных структур,
увеличение тонкости помола ведет к повышению морозостойко-
сти бетона.
Г. И. Горчаков [37, 80] показывает, что для повышения мо-
розостойкости бетонов на тонкомолотых цементах и цементах
с большим содержанием трехкальциевого алюмината большое
значение имеет правильная дозировка гипса. Оптимальная до-
бавка гипса в значительной степени предотвращает снижение
морозостойкости при домолс цемента. Г И. Горчаков высказы-
вает предположение о том, чго понижение морозостойкости
бетона при применении цементов с удельной поверхностью
4 700—5 000 си2/? связано с усадочными и коитракциопиымп
явлениями, выраженными у тонкомолотых цементов более силь-
но, чем у цементов грубого помола.
Разбавление цементов инертными добавками, понижая
прочность растворов и бетонов па пх основе, должно в какой-то
мере сказываться и на их морозостойкости. Изучая этот вопрос,
Н. А. Мощапский [81] отмечает, что влияние тонкомолотых до-
бавок следует рассматривать в связи с изменением водосодер-
жания бетонов, а также в связи со способностью их к водопо-
глощению. Чем выше начальная водопотребность бетонов при
введении добавки, тем ниже их морозостойкость. Сравнивая
действие различных добавок, Н. А. Мощапский отмечает, что
добавка молотого песка, почти нс отражаясь па водопотребпо-
сти, при испытании на морозостойкость вызывает лишь незна-
чительное снижение прочности бетона; в то же время добавка
трепела отдельно или совместно с песком вызывает значитель-
ное увеличение водопотребности и приводит к резкому сниже-
нию морозостойкости.
В исследованиях С. В. Шестоперова [79] были получены по-
добные же результаты, указывающие на понижение морозостой-
кости обычных растворов и бетонов при введении в состав вя-
жущего гидравлических и инертных добавок.
В результате исследований морозостойкости бетона на шла-
копортландцоменте Г. И. Горчаков [80] отмечает значительное
снижение морозостойкости при больших В/Ц (0,55—0,65). Пе-
61
реход на более жесткие смеси с B/Z{=0,4—0,45 даст возмож-
ность повысить морозостойкость бетонов до Mp3 250, тогда как
морозостойкость бетонов при В/Ц = 0,55 соответствует Mp3 100.
Поскольку в условиях автоклавной обработки наиболее эф-
фективным является применение смешанных цементов, содер-
жащих некоторое количество (30—50%) дисперсных добавок,
возникает (вопрос о морозостойкости автоклавных бетонов на их
основе.
К сожалению, в литературе имеется лишь очень небольшое
количество исследований [39, 40, 44, 49, 53, 82], относящихся к
морозостойкости автоклав(ных бетонов. Эти исследования гово-
рят о том, что автоклавная обработка придает повышенную
морозостойкость бетонам не только на чистом портландцементе,
но и на цементах с некоторым количеством тонкомолотых до-
бавок. Последние в условиях автоклавной обработки уже не
являются инертньими, а вступают во взаимодействие с гидратом
окиси кальция с образованием высокопрочных соединений, при-
дающих бетону повышенную морозостойкость.
Для объяснения механизма разрушения бетона при совмест-
ном действии воды и мороза в последнее время все чаще при-
влекается теория миграции влаги, наиболее полно разработан-
ная в трудах А. Ф. Лебедева, Н. А. Цитовпча, М. Н. Сумгина,
А. В. Лыкова и др.
В соответствии с теорией миграции вода в бетоне находится
в непрерывном движении, перемещаясь в парообразном состоя-
нии под влиянием разности упругостей пара и в жидком .виде
под действием силы тяготения, капиллярного давления, сил
кристаллизации и гидростатического давления, возникающего
при переходе жидкой воды в лед, и других причин. Следствием
миграции, приводящей к неравномерному распределению воды
в бетонном сооружении, является появление неравномерных
деформаций усадки и набухания, которые совместно с темпера-
турными деформациями могут быть причиной разрушения бе-
тона. Форма и направление процессов миграции будут зависеть
от фазового состава системы, количественного соотношения
объемов и конкретных температурно-влажностных условий.
Самым неблагоприятным для сохранности бетонов, строи-
тельных растворов и цементного теста является такое их состоя-
ние, когда вода и лед заполняют поры полностью. В этой си-
стеме перемещение воды в виде пара невозможно. Под влияни-
ем давления воды, переходящей в лед с увеличением объема,
оставшаяся жидкая вода будет перемещаться в некотором
направлении. При отсутствии возможности такого перемещения
развивающееся в процессе кристаллизации воды высокое дав-
ление может привести к нарушению внутренней структуры бе-
тона.
Если в материале не весь объем пор заполнен водой и льдом,
то возможно перемещение воды в жидком и парообразном ви-
5 Зак 1307
65
де; при этим в процессе замораживания вода может отжимать-
ся в свободные воздушные пространства.
В замерзающем слое процесс образования льда происходит
скачкообразно: сначала в крупных, а затем в мелких порах
вследствие разной способности воды, заключенной в этих порах,
к переохлаждению. В этом слое происходит местное оводнение
крупных открытых пор в результате подтягивания воды из мел-
ких пор к кристаллам льда и миграции пара от переохлажден-
ной воды, находящейся в мелких порах.
Анализ причин разрушения бетона при совместном действии
воды и мороза приводит к выводу о необходимости иметь в ка-
честве структурного элемента морозостойкого бетона простран-
ства, заполненные воздухом. Эти пространства должны быть
образованы в бетоне в виде условно замкнутых пор, которые
уменьшают его водопроницаемость, способствуют сокращению
миграционных явлений в бетоне и могут явиться «запасными»
резервуарами, куда без разрушения материала будет отжимать-
ся вода под влиянием напряжений, возникающих при ее кри-
сталлизации в виде льда.
Морозостойкость обычного тяжелого бетона зависит в пер-
вую очередь от его структуры, плотности и степени водопасы-
щаемости.
Необходимость создания плотной структуры бетона для
повышения его морозостойкости отмечалась еще в трудах
А. Р. Шуляченко [94]. Под «плотной» структурой бетона подра-
зумевается равномерная структура, отличающаяся наименьшим
при данных условиях объемом открытых нор и не имеющая
слабых мест.
В формировании плотной структуры, кроме факторов каче-
ства материалов и состава бетона, играют важную роль произ-
водственные факторы — способ и интенсивность уплотнения бе-
тонной смеси, уход за бетоном, время твердения бетона в
нормальных условиях или способ ускорения твердения (пропа-
ривание, автоклавная обработка и т. д.).
Следует отметить, что имеется небольшое количество иссле-
дований морозостойкости бетонов на смешанных цементах, а
также разноречивые данные по вопросу о морозостойкости рас-
творов и бетонов па тонкомолотых цементах.
Все это вызвало необходимость постановки опытов для оп-
ределения морозостойкости растворов и бетонов на смешанных
цементах повторного помола при твердении их как в нормаль-
ных условиях, так и в условиях автоклавной обработки.
Исследование морозостойкости проводилось по методике,
рекомендованной ГОСТ 4800-49, с тем изменением, что насы-
щенные водой образцы замораживались не погруженными в
воду на 2—В см, как требует ГОСТ, а в воздушной среде
Определение морозостойкости растворов состава 1 : 3 (по
весу) производилось на образцах-балочках размером 4*4Х
66
Предел проч нос пи при сжатии ! ке/см‘	Предел прочности при сжатии S ке/см
Количество циклов замораживания
Количество циклов зомороживония
Гис. /?. Изменение пряности растворов ст тали /:.> па несу после
многократного замораживания и оттаивания
а — растворы автоклавного твердения; б — растворы нормального твердения; / — цемент
Воскресенского завода; II—цемент Белгоротского завода; 1 — цемент 100%, 2 — цемент
70% + песок 30%; 3 — цемент 50% + песок 50%; -! — цемент 37% + песок 66%
5'
67
Х16 см, а бетонов различных составов — на кубах размером
10X10X10 см. Данные об использованных в исследовании ма-
териалах, методика изготовления образцов, а также результа-
ты физико-механических испытаний растворов и бетонов при-
ведены в предыдущих главах.
Испытание на морозостойкость образцов автоклавного твер-
дения начиналось через 7 суток, а нормального твердения —
через 28 суток после изготовления. До испытаний все образцы
количество циклов замораживания
Рис. 13. Изменение прочности рас-
творов нормального твердения со-
става 1:3 (цемент Белгородского
завода-\-песок) по весу после мно-
гократного замораживания и от-
таивания
1 — цемент—100%; 2 — цемент 70% +шлак
30%; 3 — цемент 50% + шлак 50%; 4— це-
мент 70% + известняк' 30%; .5 — цемент
50% + известняк 50%
хранились во влажных опил-
ках при комнатной температу-
ре. За 3 дня до начала испы-
таний образцы насыщались во-
дой путем полного погружения
их в воду.
Замораживание производи-
лось в холодильной камере при
температуре —17—20° в тече-
ние 4 час. (не считая периода
охлаждения); оттаивание осу-
ществлялось в воде при темпе-
ратуре + 17±5° в течение 4—
10 час. За одни сутки образцы
проходили 1—2 цикла замора-
живания и оттаивания. Через
каждые 10—20 циклов образ-
цы осматривались, и произво-
дилось определение их веса в
насыщенном водой состоянии.
Определение прочности образ-
цов при сжатии осуществля-
лось также в насыщенном во-
дой состоянии после 50; 100;
150 и 200 циклов.
Результаты испытаний на
переменное замораживание и
оттаивание растворов и бето-
нов на чистых портландцемен-
тах и на смешанных цементах
повторного помола нормального и автоклавного твердения пред-
ставлены в табл. 15 и на рис. 12, 13 и 14.
Приведенные данные показывают, что морозостойкость рас-
творов в значительной мере зависит от содержания алюминатов
в портландцементе. Так у растворных образцов нормального
твердения, изготовленных на чистом портландцементе Воскре-
сенского завода (С3А—11%), после 200 циклов заморажива-
ния и оттаивания прочность понизилась на 8%. В то же время
растворы нормального твердения на цементе Белгородского за-
вода (С3А — 2,8%) после тех же 200 циклов замораживания
Рис. 14. Изменение прочности бетонов состава 1:1,5:3,2 по весу
после многократного замораживания и оттаивания
а— бетоны автоклавного твердения; б—бетоны нормального твердения, I — цемент
Воскресенского завода; // — цемент Белгородского заводя; 1 — цемент—100%; 2—це-
мент 50% + песок 50%; 3 — цемент 34% + песок бб%
68
69
дали даже некоторое увеличение прочности (около 6%) по срав-
нению с контрольными образцами.
При рассмотрении морозостойкости растворных образцов,
изготовленных на смешанных цементах повторного помола, бы-
ло обнаружено, что совместно с минералогическим составом це-
мента на это свойство оказывают существенное влияние вид и
количество вводимой добавки. Хотя большинство образцов рас-
творов на смешанных цементах выдержали 200 циклов перемен-
ного замораживания и оттаивания, однако прочностные пока-
затели их довольно резко различались.
Введение 30% песка и новотульского гранулированного
шлака вместо клинкерного цемента существенно не сказалось
на снижении морозостойкости растворов нормального тверде-
ния; прочность этих растворов после 100 циклов даже возросла
на 4—18% (последняя цифра относится к шлакопортландце-
менту); после 200 циклов переменного замораживания и оттаи-
вания уже наблюдалось некоторое снижение прочности (около
4—10%).
Дальнейшее разбавление цемента до состава 50%+ 50% на-
чинает сказываться на морозостойкости растворов: при замора-
живании до 100 циклов прочность остается постоянной, а после
200 циклов наблюдается снижение прочности на 10—40% (пос-
ледняя цифра относится к цементу Воскресенского завода).
Введение 66% песка вместо клинкерного цемента привело к
разрушению растворных образцов на цементе Воскресенского
завода после 170 циклов замораживания и к снижению прочно-
сти на 30% у растворов на цементе Белгородского завода.
Сравнивая морозостойкость растворов на смешанных цемен-
тах с различными добавками, необходимо отметить, что при
многократном переменном замораживании и оттаивании хорошо
показали себя смешанные цементы повторного помола составов
70%+30% и 50%+ 50%, изготовленные на основе малоалюми-
натного клинкера Белгородского завода и кварцевого песка, а
также гранулированного шлака Сравнительно меньшую моро-
зостойкость показали растворы на смешанных цементах, в со-
ставе которых был дисперсный известняк Например, прочность
растворов на этом вяжущем состава 50%+50% после 200 цик-
лов снизилась с 184 кг! см2 до 115 кг! см2, т. е. на 37%.
Сравнивая морозостойкость запаренных образцов из рас-
творов на чистом клинкерном цементе Белгородского завода с
малым содержанием трехкальциевого алюмината (С3А — 2,8%)
с морозостойкостью растворов нормального твердения, можно
констатировать, что морозостойкость этих растворов практиче-
ски одинакова. Они выдержали 200 циклов замораживания и
оттаивания, не снизив прочности.
Прочность растворов автоклавного твердения на Воскресен-
ском цементе с содержанием трехкальциевого алюмината около
11% после тех же 200 циклов снизилась на 15%, в то время как
70
прочность растворов нормального твердения снизилась .всего на
8%. Очевидно, трехкальциевый алюминат, обладающий пони-
женной водостойкостью и морозостойкостью в иормалыных ус-
ловиях, при запаривании благодаря интенсификации процессов
его гидратации и образованию «рыхлой» структуры вследствие
присоединения избыточного количества воды в еще большей
степени теряет способность к сопротивлению совместному дей-
ствию воды и мороза.
Следовательно, для получения морозостойких растворов и
бетонов автоклавного твердения должны применяться мало-
алюминатные цементы.
Содержание 30 и 50% песка в составе смешанного цемента
повторного помола на основе клинкера Белгородского завода
существенно не отразилось на морозостойкости растворов авто-
клавного твердения. Образцы на этих цементах выдержали
200 циклов замораживания и оттаивания, показав снижение
прочности всего на 2—4%. Прочность образцов на цементе
состава 50%+50% (клинкер Воскресенского завода) после 200
циклов снизилась на 40%, что еще раз свидетельствует о пони-
женной морозостойкости цементов с большим содержанием
трехкальциевого алюмината.
Дальнейшее разбавление клинкерных цементов Белгород-
ского завода песком приводит к значительной потере морозо-
стойкости растворных образцов автоклавного твердения. На-
пример, прочность растворов на вяжущем состава 34%+66%
после 200 циклов снизилась на 35%.
Результаты подобных испытаний бетонов на смешанных це-
ментах повторного помола, твердевших в нормальных условиях
и в автоклаве, в достаточной мере подтверждают данные о мо-
розостойкости растворных образцов на тех же смешанных це-
ментах.
Например, бетоны нормального твердения состава 1 : 1,5: 3,2
(по весу), изготовленные па портландцементе Воскресен-
ского завода, после 200 циклов замораживания и оттаивания
показали снижение прочности на 7%, а бетоны автоклавного
твердения—-на 12%. Прочность же автоклавных бетонов ана-
логичного состава на портландцементе Белгородского завода
после 200 циклов снизилась всего па 6%, а прочность бетонов
нормального твердения даже несколько повысилась по сравне-
нию с прочностью контрольных образцов.
Разбавление цементов путем введения при повторном помо-
ле кварцевого песка вызвало снижение морозостойкости бето-
нов как нормального, так и автоклавного твердения; при этом
большее снижение прочности наблюдалось у бетонов, изготов-
ленных на смешанных цементах из клинкера Воскресенского
завода. Так, у бетонов на смешанных цементах состава 50% +
+ 50% после 200 циклов замораживания снижение прочности со-
71
Таблица 15
Влияние состава песчаных цементов повторного помола
на морозостойкость бетонов нормального и автоклавного твердения
		Предел прочности при сжатии в кг см *					
		нормальное твердение			автоклавное твердение		
Наименование цемен- та и его состав	Состав бетона повесу (вяжущее: : вода; песок:	после 28 су-	после замора- живания		через 7 суток	после замора- живания	
	: щебень)	нор- мально- го твер дения	100 ЦИКЛОВ	200 ЦИКЛОВ	после ао токлав- ной об- работки	100 циклов	200 циклов
Цемент Воскресенско- го завода: 100%		 50% + 50% песка . 34% + 66% .	, Цемент Белгородско- го завода- юо%	 . 50% + 50%	песка	. 34% + 66%	. 50% + 50%	. 34% + 66%	. 25% + 75%	.	.	1:0,42:1,5:3.3 1:0,37:1,5:3.2 1:0.37:1.5:3.2 1:0,40:1,5:3,2 1:0.37:1.5:3,2 1:0.37:1,5:3,2 1:0.46:2.2.3:4.45 1:0,46:2,23: 1,45 1:0.46:2.23:4.45	437 340 245 390 320 224 =	452 310 181 411 310 203	405 265 153 400 278 184	490 605 175 480 585 438 540 330 270	465 574 438 510 565 415 528 302 218	430 482 353 456 523 378 501 255 III
ставило около 20% три клинкере Воскресенского завода и око-
ло 10—13% при клинкере Белгородского завода.
Дальнейшее уменьшение в бетоне содержания клинкерного
цемента за счет 'введения при повторном иомоле до 66% песка
вызывает существенное снижение 'прочности бетонов автоклав-
ного твердения. Однако за последними остается то преимуще-
ство, что прочность образцов из этих бетонов при расходе клин-
керного цемента около 140 кг/м3 после 200 циклов переменного
замораживания и оттаивания (практически соответствует проч-
ности образцов 28-суточпого твердения в нормальных условиях,
изготовленных с расходом чистого портландцемента в 400 кг/м3,
не подвергавшихся замораживанию (390 и 378 кг/см2).
Интересные результаты были получены при определении
морозостойкости автоклавных бетонов состава 1:2,23:4,45 (по
весу) при расходе малоклинкерного вяжущего в 300 кг/м3 (см.
табл. 15). Бетоны этого состава, хотя в них содержалось всего
100—75 кг/м3 клинкерного цемента Белгородского завода, не
были доведены до разрушения 200 циклами переменного замо-
раживания и оттаивания.
При рассмотрении результатов испытаний морозостойкости
бетонов на цементах повторного помола необходимо отметить,
что повышенной морозостойкостью обладали бетоны с В/Ц—0,46
и ниже. При переходе к более пластичным бетонным смесям с
В1Ц около 0,55 и выше морозостойкость бетонов автоклавного
твердения значительно понижалась [53].
В наших исследованиях запаривание растворов и бетонов
проводилось при постоянном для всех опытов режиме 3+8+3
часа. Однако режим термообработки оказывает исключительно
большое влияние на морозостойкость запаренных бетонных
образцов.
По исследованиям Ю. С. Бурова [82], морозостойкость за-
паренных бетонов резко падает при интенсификации подъема и
снижения давления пара в автоклаве. Так, запаренные при ре-
жиме 2 1 8+2 часа образцы оказались мало морозостойкими, в
то время как бетонные образцы аналогичных составов, запарен-
ные при режиме 4+ 8 + 4 часа, обладали повышенной морозостой-
костью. Автор этих исследований объясняет снижение морозо-
стойкости автоклавных бетонов, запаренных при жестком ре-
жиме 2 + 8 + 2 часа, возникновением в бетоне при резком подъ-
еме и снижении давления пара в автоклаве температурно-влаж-
ностных напряжений, которые нарушают его структуру и спо-
собствуют возникновению в нем микро- и макротрещин.
Следовательно, для получения автоклавных бетонов с высо-
кой морозостойкостью запаривание их следует проводить при
сравнительно мягких режимах 31 8+3 и 4+8+4 часа.
Таким образом, применение смешанных портландцементов
повторного помола при содержании в их составе песка или
гранулированного шлака в количестве 30—50% существенно не
снижает морозостойкости растворов и бетонов.
Глава четвертая
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СМЕШАННЫХ
ЦЕМЕНТОВ
1.	ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ УСТАНОВОК ПО ПРОИЗВОДСТВУ
СМЕШАННЫХ ЦЕМЕНТОВ
Как отмечалось ранее, смешанные цементы могут изготов-
ляться тремя основными способами:
а)	путем тщательного смешения (портландцемента с (предва-
рительно измельченными добавками;
б)	совместным помолом портландцементного клинкера с
различными добавками;
в)	повторным помолом портландцемента с добавками.
На рис. 15, а показана схема раздельного размола клинкера
с гипсом и добавки (шлака, песка и др.) при 'последующем
смешении их в заданных соотношениях в смесительных устрой-
72
73
ного цемента в большинстве с.

Снесите/н
Др^абкс р
емент
$ Клинкер
Гипс____________
Лобабки ।—[
ствах. При получении цементов по этому способу, прежде все-
го, необходимо добиться тщательного смешения компонентов.
По другой схеме (рис. 15, б) цементный клинкер, гипс и
предварительно высушенная добавка дозируются тарельчатыми
питателями в шаровую мельницу, где производится их совмест-
ный помол.	»
Как по первой, так и по второй схеме производства полу-
чается смешанный цемент с активностью ниже активности пор-
тландцемента, изготовленного без добавок. Активность смешан-
в снижается почти пропор-
ционально количеству
введенной добавки.
Когда применяются
добавки повышенной раз-
малываемости, например
шлаки и известняки, тон-
кие фракции смешанного
цемента состоят преиму-
щественно из инертного
материала, что приводит
к значительному сниже-
нию активности цемента.
При получении сме-
шанного цемента по тре-
тьему способу (рис. 15,в)
предварительно размоло-
тый клинкер с гипсом по-
ступает во вторую мель-
ницу и подвергается сов-
местному помолу с добав-
кой. Таким образом, до-
бавка (шлак, песок, изве-
стняк и др.) размалы-
клинкер проходит двухста-
дииныи помол. Удельная поверхность полученного цемента
обычно составляет около 4 000 см21г при остатке на сите
4 900 оти/см2 8—10%. Активность такого смешанного цемента
при введении добавки в количестве 30—35% не снижается
по сравнению с исходным портландцементом ввиду повышенной
дисперсности клинкерного компонента, что довольно подробно
было освещено в предшествующих главах.
Для производства смешанных цементов по третьей схеме
можно сначала ограничиться довольно грубым помолом клинке-
ра с гипсом в короткой мельнице высокой производительности
до остатка 25—40% на сите 4 900 отв1см2, а затем этот цемент
подвергнуть вторичному помолу с добавкой до остатка 8— 10%
на том же сите, используя при этом абразивное действие ча-
стичек добавки как мелющих тел малых размеров.
74
Цемент
>Дэ6г!кс
е)
Клинкер
Кипе
Цемент
Цемент
М/шабка
Рис. 15. Схемы производства сметанных
цементов
а — раздельный помол компонентов вяжущего с
последующим их смешением; б — совместный по-
мол портландцсментного клинкера с добавками;
в — двухстадийный по.мол портландцемента с до-
бавками
вается только во второй мельнице,
а
Производство смешанных цементов повторного помола
включает в себя следующие операции:
а)	прием, хранение и транспортировку в цех исходных ком-
понентов смешанных цементов, предварительную сортировку
и дробление крупных кусков материала;
б)	сушку добавок (шлака, песка, известняка и др.);
в)	дозировку исходных материалов перед помолом;
г)	совместный помол цемента и добавки;
д)	хранение и отгрузку готовой продукции.
2.	ПРИЕМ И ПОДГОТОВКА СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ
Прием сырьевых материалов (песка, шлака, известняка и
г. п.) на помольных установках с небольшой производительно-
стью (10—15 тыс. т вяжущего в год) производится непосредст-
венно на специально отведенных площадках, которые устраива-
ются обычно вдоль 'разгрузочного железнодорожного пути.
Для установок с производительностью 30—60 тыс. т вяжу-
щего в год проектируются механизированные склады, снаб-
женные кранами.
Емкость расходных складов при доставке материалов по
внутризаводским железнодорожным путям или автотраспор-
том должна обеспечить не менее чем 5-дневную работу
предприятия, при доставке же груза на большие расстояния
железнодорожным транспортом — не меньше чем 10—20-днев-
ную работу.
Для гранулированных шлаков мокрой грануляции даже при
получении их по местным путям необходимо иметь резервный
склад такой емкости, чтобы на нем можно было уложить в те-
чение лета большую часть необходимого на зиму шлака. При
вылеживании шлака начальная влажность его значительно сни-
жается; к тому же нужно учитывать, что транспортирование и
особенно разгрузка шлака мокрой грануляции зимой весьма
затруднительны.
На сушку и помол желательно подавать материалы крупно-
стью не более 25 мм. Поэтому такие материалы, как отвальные
доменные шлаки, известняки, песчаники и т. п. необходимо под-
вергать одно-, а иногда и двухстадийному дроблению на щеко-
вых, валковых и других дробилках. Материал после дробления
в отдельных случаях может подвергаться сортировке.
Характеристика и описание основного оборудования для
помольных установок приведены несколько ниже в специаль-
ном разделе.
3.	СУШКА ДОБАВОК
Для обеспечения нормальной работы помольных агрегатов
сырьевые материалы подлежат сушке до влажности 1—2%, ко-
торая должна строго контролироваться. Наиболее приемлемы-
75
мн для сушки агрегатами являются прямоточные сушильные
барабаны.
Сушильный барабан 'представляет «собою непрерывно дейст-
вующий механизм, в котором материал движется параллельно
движению газов. На внутренней поверхности сушильного бара-
бана имеются специальные лопасти, швеллеры, черпаки или
другие устройства, чтобы заставить высушиваемый материал
пересыпаться. Иногда сушильные барабаны разделяются на от-
дельные ячейки. Благодаря этому увеличивается поверхность
соприкосновения высушиваемого материала с топочными газа-
ми, а также но много раз возрастает поверхность соприкосно-
вения материала с нагретыми металлическими стенками ячеек.
Следовательно, материал в ячейковых барабанах сушится не
только вследствие соприкосновения с топочными газами, но и
благодаря теплоотдаче «нагретых стенок ячеек
Производительность сушильных барабанов определяется ко-
личеством влаги, испаряемой из высушиваемого материала в
течение часа из расчета на I Л13 объема барабана. Это количе-
ство влаги называется удельным паронапряжением (и кг/м3/час);
ею величина находится в следующих пределах для известня-
ков 20—30 кг/м3, кварцевых песков 30—40 кг/м3 и гранулиро-
ванных шлаков 40—50 кг/м3.
Нормальный режим работы и производительность су шиль-
ного барабана завися! от крупности подлежащего сушке мате-
риала, ог равномерности и скорости питания, а также от темпе
ратуры и скорости газового потока. Скорость питания сушиль-
ного барабана устанавливается из каждом отдельном случае
опытным путем. Тонка сушильного барабана может быть при-
способлена для любого вида топлива с учетом не только
свойств топлива, но и свойств подлежащего сушке ма-
териала.
При сушке песка температура газов у входа в барабан дол-
жна быть до 850°, температура же отходящих газов — на IQ-
200 выше точки росы «во избежание образования конденсата в
газоходах. Скорость газопотока регулируется тяговыми уст-
ройствами и устанавливается опытным путем.
При сушке гранулированных доменных шлаков или извест-
няков до влажности в 1% требуется поддерживать температуру
в барабане не «выше 500°, так как дальнейшее повышение темпе-
ратуры соответственно «понижает гидравлические свойства шла-
ков (при охлаждении шлаки расстекловываются) или вызывает
декарбонизацию известняков.
В случае прохождения материала по сушильному барабану
с повышенной скоростью возможен выход материала с увели-
ченной влажностью даже при обеспечении необходимой темпе-
ратуры газов у входа в барабан. В этом случае число оборотов
барабана должно быть уменьшено и соответственно отрегулиро-
вано его питание.
Занижение числа оборотов барабана и недостаточное пи-
тание его материалом приводят к выгрузке излишне перегрето-
го материала, к увеличению расхода топлива и снижению про-
изводительности установки. В этом случае также требуется
соответствующая регулировка количества оборотов и питания
барабана.
4	ПОВТОРНЫЙ ПОМОЛ ЦЕМЕНТА С ДОБАВКАМИ
Помол цемента с добавками лучше всего производить в ша-
ровых многокамерных мельницах. Принцип размола материалов
в них заключается в том, что при вращении барабана мельницы
находящиеся внутри ее мелющие тела под действием центро-
бежной силы непрерывно поднимаются до тех пор, пока их
вея нс преодолеет центробежную силу, после чего они падают
по некоторой кривой линии.
Процессы помола могут протекать нормально в том случае,
если:
1)	число оборотов мелышцы обеспечивает эффективную ра-
боту мелющих тел;
2)	'подбор ассортимента мелющих тел и загрузка всех камер
произведены правильно,
3)	мельница имеет футеровку из броневых плит надлежа-
щей формы и требуемого качества;
4)	мощность установленного электродвигателя соответству-
ет конструкции мельницы;
5)	работа мельницы систематически контролируется.
При вращении мельницы шары надают с определенной вы-
соты и ударами раздробляют материал. Характер движения
шаров зависит от числа оборотов мелышцы. Для каждой мель-
ницы существует такая критическая скорость вращения ее ба-
рабана, свыше которой шары как бы прилипают к стенкам кор-
пуса, не производя полезной работы Такое явление наблюда-
ется, когда при чрезмерно большом числе оборотов мельницы
центробежная сила превышает силу тяжести шаров.
Критическое число оборотов мельницы может быть опреде-
лено по формуле-
где D—внутренний диаметр мельницы в м.
Формула показывает, что критическое число оборотов мель-
ницы тем больше, чем меньше ее диаметр, и не зависит от мас-
сы шаров. Наиболее эффективно шары будут производить ра-
боту в том случае, когда месту отрыва их от корпуса мелышцы
соответствует угол, равный приблизительно 55° Такую велнчн-
77
ну угол отрыва имеет, когда число оборотов мельницы состав-
ляет 76% от критического, т. е.
Л -7С	Л -7С 42‘3	32
п = 0,76пкр = 0,76—— = —— .
V D V D
Если внутренний диаметр мельницы больше 1,7 м, то число
оборотов мельницы, вычисленное /по указанной формуле, надо
уменьшить на 1—2 оборота1.
При правильном подборе числа оборотов мельницы мате-
риал измельчается ударным действием мелющих тел, главным
образом шаров, а также силой трения между поверхностями
мелющих тел (истирание материала), преимущественно сталь-
ных цилиндриков.
При повторном помоле портландцементного /порошка с до-
бавками (песком и гранулированным шлаком) в мельницу по-
ступают мелкие материалы, почти не требующие ударных дей-
ствий, а нуждающиеся в истирании с помощью трения. Для
достижения такого истирающего воздействия на поступающий
в мельницу материал скорость вращения ее следует несколько
уменьшить до величины 64—66% от критического числа обо-
ротов.
В качестве мелющих тел при помоле клинкера в цементной
промышленности применяются шары и цилиндрики из углеро-
дистой, марганцовистой или хромистой стали. Наиболее приме-
нимы шары диаметром от 30 до 100 мм. Вес шаров и число их
в 1 т приведены в табл 16
Таблица 16
Вес шаров и число их в 1 т
Диаметр шара в мм	100	90	70	60	5(1	10	30
Вес одного шара в кг . .	4,05	2,87	1.33	0,80	0,56	0,28	0,12
Число шаров в 1 т . . . .	246	348	752	I 136	I 786	3 572	8 332
В цементной промышленности для тонкого помола получили
широкое распространение стальные цилиндрики диаметром
16—25 мм и длиной 24—37 мм.
Для достижения необходимой топкости помола, максималь-
ной производительности мельницы и наименьшего расхода элект-
роэнергии на 1 т молотого материала необходимо правильно
загрузить ее мелющими телами. Наиболее выгодная величина
коэффициента заполнения камеры мельницы мелющими телами
лежит в пределах 0,25—0,33.
1 Лурье ТО. С., Дробление и помол в цементной промышленности, М..
Прамстройиздат, 1951.
78
Вес мелющих тел, загружаемых в камеры, обычно принима-
ется равным 1—1,1 т на 1 м3 полного объема мельницы.
При ^повторном помоле портландцемента с такими добавка-
ми, как кварцевый песок и гранулированный шлак, необходимо
предусматривать загрузку камер мельницы преимущественно
шарами малого диаметра 50, 40 и 30 мм и цилиндриками. Од-
нако в каждом отдельном случае ассортимент мелющих тел
для загрузки мельницы требует проверки производственными
испытаниями.
Износ шаров и цилиндриков при по!моле клинкера вызыва-
ет необходимость через каждые 150—200 час. работы мельницы
добавлять мелющие тела, исходя из количества измельченного
за это время материала. Полную смену загрузки мельницы и
сортировку мелющих тел следует производить через каждые
1 800—2 000 час. работы мельницы, совмещая эту операцию с
очередным ремонтом по графику планово-предупредительных
ремонтов.
5.	ТРАНСПОРТ И ХРАНЕНИЕ СМЕШАННЫХ ЦЕМЕНТОВ
После помола смешанный цемент направляют на хранение
в силосы, представляющие собой башни цилиндрической формы
из железобетона или металла. В этих силосах цемент хранится
до упаковки и отправки к месту потребления. Емкость сило-
сов для хранения смешанных цементов должна быть не менее
10-суточной производительности помольной установки. Вылежи-
вание дает возможность охладиться выходящему из мельницы
смешанному цементу до нормальной температуры.
При хранении цемента в силосах имеет место гашение сво-
бодной окиси кальция, небольшое количество которой может
находиться в клинкерном компоненте. Это обеспечивает равно-
мерность изменения объема и замедление скорости схваты-
вания.
Для помольных установок, созданных при заводах сборно-
го железобетона, полученный после помола привозного порт-
ландцемента и местных добавок смешанный цемент может
поступать непосредственно в расходные бункера бетоносмеси-
тельного цеха.
При применении смешанного цемента повторного помола
необходимо избегать длительного складирования его (более
30 дней); в противном случае возможно снижение активности
смешанного цемента, отличающегося повышенной дисперсно-
стью клинкерного компонента.
Транспортирование цемента обычно производится шнеками,
ковшовыми элеваторами, ленточными транспортерами и пнев-
матическими насосами. Шнеки устанавливаются непосредствен-
но под мельницей. Для устранения появления в цехе пыл» не-
обходимо герметически закрывать шнеки, кожухи элеваторов п
79
течки, соединяя их с обеспыливающим приспособлением, рабо-
тающим па помольной установке или па заводе.
В последнее время на новых цементных заводах, проекти-
руемых помольных установках и уже действующих крупных
заводах сборного железобетона для транспортирования цемента
применяются пневматические насосы. Цемент при помощи
шнека подается к форсунке, из которой вместе с воздухом под
давлением 2—8 атм транспортируется по трубопроводу к мосту
назначения. Эти насосы позволяют транспортировать цемент
на расстояние до 1 000 м, устраняя при этом потери цементного
порошка и значительно улучшая санитарные условия труда.
На дальние расстояния цементы могут доставляться потре-
бителю в специальных самораэгружающихся вагонах, в кон-
тейнерах и автоцементовозах, а также в бумажных мешках
различными видами транспорта. Для упаковки цемента в меш-
ки применяются упаковочные машины завода «Молот» произво-
дительностью 600—900 мешков в час (30—40 т!час).
6.	КОНТРОЛЬ ПРОИЗВОДСТВА И КАЧЕСТВА СМЕШАННЫХ
ЦЕМЕНТОВ ПОВТОРНОГО ПОМОЛА
Контроль производства смешанных цементов на помольных
установках состоит из отбора средних проб добавок и их испы-
тания в лаборатории. Определяется вид и химический состав
добавок, поступающих на помольную установку, их влажность
до и после сушки, а также 1ведстся 'наблюдение за температу-
рой поступающих в барабан газов.
Пробы из сушильного барабана для определения влажности
материала отбираются 2 раза за смену на тарельчатом питате-
ле и у течки барабана при поступлении материала после суш-
ки в элеватор.
Регулярно — 2 раза в смену — контролируется путем рас-
сева соотношение поступающих в мельницу материалов (це-
мент + добавка).
Пробы для определения тонкости помола цемента из мель-
ницы отбирают каждый час, а иногда и чаще. Эти пробы в
конце смены тщательно перемешиваются для получения сред-
несменной пробы, из которой отбирается навеска в 100 г для
просева на ситах 900 и 4 900 отв /см2. Среднесмепныс пробы за
сутки перемешиваются и поступают в лабораторию для прове-
дения основных физико-механических испытаний цемента в со-
ответствии с ГОСТ 310-41.
При отправке продукции со склада потребителю отбирается
средняя проба для испытания согласно действующим стандар-
там. После испытания потребителю выдается паспорт на от-
правленную партию 'Смешанного цемента.
Для производственного испытания сушильного барабана
достаточно определить его часовую производительность, часо-
вой расход топлива и влажность материала, поступающего в
сушильный барабан и выходящего из него. Подаваемый в
сушильный барабан материал взвешивается на вагонеточных
весах. К началу и к концу испытания бункер должен быть по-
лон, и заполнение сушильного барабана материалом также
должно соответствовать условиям испытания. Аналогично оп-
ределяется количество топлива, сожженного в топке сушиль-
ного барабана. Перед испытанием и н конце его топка
должна быть очищена от золы и шлака и загружена
топливом.
Для определения влажности исходного и конечного продук-
та производится отбор проб через 1—2 часа работы барабана.
Величина каждой пробы зависит от предельной крупности ма-
териала и составляет от 5 до 15 кг.
При испытании шаровой мельницы подлежат измерению
следующие величины:
а)	часовая производительность;
б)	гранулометрический состав продуктов питания п вы-
хода ;
в)	изменение гранулометрического состава материала по
длине мельницы;
г)	влажность и температура размолотого материала;
д)	расход мощности на привод собственно мельницы;
е)	коэффициент полезного действия сепаратора.
В зависимости от конкретных условий работы мельничной
установки и от целен испытания могут быть подвергнуты ис-
следованию лишь некоторые из указанных величин.
Для определения производительности мельницы достаточно
измерить объем размолотого за час материала и определить его
объемный вес. Измерение объема материала производится в
(предварительно освобожденных бункерах или силосах.
Для определения изменения гранулометрического состава
материала по длине мельницы, например двухкамерной, отбор
проб по каждому сечению мельницы производится в количестве
4—8 кг в первой камере и 2—3 кг во второй. В первой камере
проба отбирается на расстоянии 0,4 м от лобовой стенки, далее
через 0,6 и 0,2 м от перегородки; во второй камере — на рас-
стоянии 0,2 м от перегородки и далее — через 0,8 л. Отбор
проб производится с помощью рейки и совка по сечению мель-
ницы перпендикулярно осп.
В завершение испытания строятся диаграммы помола, для
чего па осн абсцисс откладывают длину мельницы в масштабе
1 : 50, а на оси ординат — полные остатки в масштабе 2 мм: 1%.
Мелышца работает правильно, если кривая помола имеет вид
плавной кривой, с более быстрым падением в начале и пологим
в конце.
Испытание мельницы должно бьпт повторено не менее 2 раз.
Оно считается удовлетвориюльпым, если во время испытания
80
81
не прекращалась работа питателей и процент остатка в средне-
часовых пробах на сите 4 900 отв 1см2 колебался в пределах
±3, а также не было значительных изменений температуры,
влажности и зернового состава продуктов питания.
Определение расхода электроэнергии следует производить
при помощи счетчиков киловатт-часов, показания которых от-
считываются в начале и в конце испытания. Разность показа-
ний, умноженная на постоянный переводной коэффициент счет-
чика, дает величину полного расхода энергии за время испыта-
ния в киловатт-часах. Разделив этот расход энергии на продол-
жительность испытания, получают среднюю мощность в кило-
ваттах. Для характеристики равномерности нагрузки следует
делать промежуточные отсчеты через каждый час.
7.	ЗАПРОЕКТИРОВАННЫЕ И ДЕЙСТВУЮЩИЕ ПОМОЛЬНЫЕ
УСТАНОВКИ ПО ПРОИЗВОДСТВУ СМЕШАННЫХ ЦЕМЕНТОВ
Помольная установка при цехе по изготовлению
железобетонной шахтной крепн
Институтом Центропипрошахтстрой был разработан проект
цеха производительностью 10 тыс. м3 в год для изготовления
предварительно напряженной железобетонной шахгиой крени.
В состав этого цеха входит помольная установка, на которой
путем повторного помола портландцемента с песком готовится
смешанное вяжущее. Схема помольной установки представлена
на рис. 16.
Песок, как компонент смешанного вяжущего, по эстакаде
ленточным транспортером подается в бункер емкостью 2,5 At3,
откуда с помощью тарельчатого питателя поступает в сушиль-
ный барабан, где подсушивается до влажности 1—2%, а затем
элеватором транспортируется в один из отсеков бункера, рас-
положенного над шаровой мельницей. Во второй отсек бункера
средствами пневмотранспорта со склада подается цемент. Оба
компонента с помощью барабанных питателей в заданных со-
отношениях поступают в шаровую мельницу СМ-267. Для
обеспечения непрерывного вытекания песка и цемента из отсе-
ков бункера последние снабжены специальными ворошителями,
обрушивающими своды материала в бункере. Производитель-
ность мельницы СМ-267 при повторном помоле портландце-
мента с песком — около 3 т)час.
Выходящее из мельницы готовое смешанное вяжущее на-
правляется наклонным транспортером в соответствующий отсек
расходного бункера бетоносмесительного отделения. Отдозиро-
ванные по весу компоненты бетонной смеси поступают через
двухрукавную воронку в ковш скипового подъемника, а затем
в бетономешалки принудительного перемешивания С-371 емко-
стью 250 л каждая.
82
6*
83
Помольная установка при заводе крупных стеновых блоков
Повторный помол портландцемента с песком был предусмот-
рен в проекте завода крупных стеновых бетонных блоков ав-
токлавного твердения производительностью 120 тыс. м3 в год,
разработанном в 1958 г. Гипростройиндустриеи (рис. 17, а и б).
Бетоносмесительный цех, в состав которого входит сушиль-
но-помольное отделение, решен по высотной схеме. Песок,
предназначенный для помола с цементом, подается со склада
заполнителей основными элеваторами смесительного отделения
и направляется от распределительного устройства в специаль-
ную течку, по которой он поступает в бункер влажного песка.
Под бункером установлен тарельчатый питатель для равномер-
ной подачи теска в сушильный барабан. Высушенный песок с
конечной влажностью 1—2% из сушильного барабана поступа-
ет в цепной элеватор, который поднимает его в падбункерпое
помещение и далее по течке в винтовой транспортер. Последний
проходит над всеми тремя парами бункеров, где хранятся со-
ставляющие сложного вяжущего, и распределяет высушенный
песок в соответствующие отсеки бункеров Загрузка бункеров
для песка производится автоматически в зависимости от степе-
ни их 'наполнения.
Цемент для получения сложного вяжущего подается пневмо-
транспортом в циклон, установленный в надбункерном помеще-
нии сушильно-помольного отделения, а затем винтовым
транспортером распределяется по отсекам бункеров для цемента.
Под каждой парой расходных бункеров сушильно-помоль-
ного отделения расположены питатели (тарельчатые для песка
и шнековые для цемента), которые равномерно подают песок
и цемент в заданной пропорции в шаровую мельницу типа
СМ-436 производительностью 5—6 т!час. Эта паспортная про-
изводительность мельницы приведена при помоле в ней клин-
кера. При применении этой мельницы для повторного помола
портландцементного порошка с песком ее производительность
согласно опытным данным НИИЦемента должна увеличиться
в 1,5 раза. В целях повышения производительности мельниц и
улучшения санитарно-гехнических условий работы обслужи-
вающего персонала мельницы работают под вакуумом. Нан
более тонкая часть продуктов помола отбирается и улавлива-
ется в циклонах и фильтрах.
Готовый продукт (вяжущее повторного помола), выходя-
щий из мельниц, а также частицы, уловленные в циклонах и
фильтрах, попадают в приемный винтовой транспортер, кото
рый подает сложное вяжущее в элеватор, расположенный в бе-
тоносмесительном отделении.
Элеватор поднимает вяжущее в падбункерпое помещение и
передает его в распределительный винтовой транспортер, кото-
рый распределяет вяжущее по отсекам расходных бункеров
84
Рис 17. Схема помольного отделения завода крупных
стеновых блоков производительностью 120 тыс м2
в год
а — план; б — продольный разрез / — /; 1—сушильный барабан;
2 — элеватор; 3 — винтовой транспортер для песка; 4 — питатель та-
рельчатый для песка; 5 — шнековый питатель для цемента; 6 — при-
емная воронка; 7 — мельница шаровая двухкамерная’ 8—винтовой
транспортер для песка; 9— циклон; 10— фильтр всасывающий;
// — бункер для цемента: 12 — бункер для песка; 13 — винтовой
транспортер для смешанного вяжущего
7 Зак. 1307
85
бетоносмесителыюго отделения, предназначенных для цемента.
Емкость бункеров рассчитана на трехчасовой запас вяжущего.
Отдозированные по весу с точностью до ±2% составляю-
щие бетонной смеси направляются через приемную воронку с
переходным клапаном в бетономешалку, сюда же поступает
точно отдозированное количество воды. Из бетономешалки бе-
тонная смесь выдается ,в раздаточный бункер емкостью 2 м3.
Помольная установка производительностью 100 тыс. т
в год
Гипроцементом в 1956 г. был разработан типовой проект
помольной установки производительностью 100 тыс. т цемента
в год (рис. 18).
Подача сырья (клинкера, гипса, добавок и угля) на склад
помольной установки предусмотрена по железной дороге. Склад
№00
к линкер
Аобабки-
• '500
.6600 7500
7500
-?ЮОО-----
о
ф
Рис. 18. Схема помольной
установки производите.? ь-
ностыо 100 тыс г в год
(план главного произ todcin
венного корпуса)
[1ННГШИНН
bbiглийки
>0.00

86
запроектирован пролетом 30 м, с двумя грейферными кранами
1 грузоподъемностью 10 т. Выгрузка клинкера производится в
торце склада, а выгрузка угля, гипса и добавок — в отдельные
приямки 2 глубиной 2 м.
Для измельчения гипса, добавок /и угля предусмотрены мо-
лотковые дробилки. Подача материалов в дробилку произво-
дится с помощью грейфера, а транспортировка измельченных
материалов на склад — ленточным транспортером и элеватором.
В качестве добавок могут .применяться кварцевые пески,
гранулированные и отвальные доменные шлаки. Подсушка до-
бавок производится в сушильном барабане 3 диаметром 2,8 м,
длиной 14 л. Загрузка сушильного барабана материалом осу-
ществляется с помощью грейфера.
Перед шаровой мельницей 4 установлено три бункера (для
клинкера, добавок и гипса) с тарельчатыми питателями. Для
помола цементной шихты запроектирована установка шаровой
мельницы УЗТМ диаметром 2,2 м, длиной 13 м. Производитель-
ность такой мелыгицы составляет около 20 т/час1. Смешанное
вяжущее от мельницы транспортируется в цементные силосы
пневматическими насосами. На помольной установке для прие-
ма и хранения цемента запроектировано четыре цементных си-
лоса диаметром 10 м и полезной емкостью 2 500 т каждый.
Перегрузка цемента из одного силоса в другой производится
пневмонии 1 овыми насосами.
Транспортировка цемента на строительные объекты н заво-
ды сборного железобетона предусмотрена автоцементовозами.
Часть цемента на стройки желательно транспортировать в бу-
мажных мешках, для чего на складе цемента предусмотрена
установка упаковочной машины производительностью до
45 т'час.
Вибропомольная установка треста Тагилстрой
Вибропомольная установка, запроектированная Индустрой-
проектом, была построена в комплексе с новым бетоносмеси-
тельным цехом производительностью 30 тыс. м? в год на терри-
тории комбината производственных предприятий вблизи дей-
ствующего завода железобетонных изделий.
На этой установке производят домол цемента средних марок
Нижне-Тагильского и Сухоложского заводов с целью приготов-
ления бетона высоких марок для ответственных несущих конст-
рукций. На установке можно домалывать цемент либо с гип-
сом— для получения быстротвердеющих цементов, либо с пред-
варительно измельченным доменным гранулированным шла-
ком или песком—для получения шлакопортландцемента и пе-
счаного цемента, применение которых позволяет экономить
клинкерный цемент.
Вибропомольная установка (рис. 19) состоит из трех отделе-
ний— надбункерного, машинного я готовой продукции.
87
Из прирельсового склада цемент или дробленый шлак посту-
пает по винтовому транспортеру, а затем по элеватору в надбун-
керпое отделение. Здесь размещен распределительный винтовой
транспортер (шнек), подающий цемент и добавку в сырьевые
бункера; далее смонтирован тельфер, при помощи которого по-
дается в бадьях гипс.
Из сырьевых бункеров цемент и добавки через барабанные
сдвоенные дозаторы поступают в четыре вибромельницы. Коли-
чество цемента и добавок, заполняющих
woo ——— ---------------4-— ioo —
Рис. 19. Схема вибропамольной установки треста Тагилстрой
1 — элеватор для сырья, 2— бункер для нсдомолотого цемента; 3—шнек для подачи сырья.
7 — бункера для нсдомолотого цемента и добавок; 5 — пибромслыпты; 6 — иромежу гочнас
бункера для готовой продукции; 7— шнек подачи готовой протекции к элеватору; д' — эле-
ватор готовой продукции; 9—тельфер грузоподъемностью 0.25 т; 10 бадья для гипса;
11 — дозаторы; 12 — бункер готовой продукции; 13 - пневмонасос; // — сворный бупкер
готовой продукции для подачи ее па автомашины
вибромельницы, регулируется посредст-
вом специального зубчато-храпового ме-
ханизма. Домолотое вяжущее через ниж-
ний люк, имеющий специальное дисковое
S
устройство, регулирующее величину выходного отверстия, нрохо-
дит в брезентовый рукав с приспособлением для отбора проб, а
затем в бункер готовой продукции.
Из этого бункера домолотое вяжущее поступает через бара
банные дозаторы в общий шнек и элеватор, откуда подается в
бункер-питатель пневмонасоса, которым уже транспортируется в
бункера бстоносмесительного цеха. Домолотый цемент также
может подаваться в сборный бункер готовой продукции, где он
хранится до погрузки в автомашины.
Наличие бункеров готовой продукции позволяет в случае
необходимости наладить каждую вибромельницу па свой режим
88
работы Наладка вибромсльпиц М 200-1,5, смонтированных в
начале освоения установки, производилась путем регулирования
скорости подачи компонентов вяжущего через дозаторы и ско-
рости выдачи смешанного цемента. С этой целью в выходной
люк вибромельницы вставлены диски с различной величиной
отверстий При наладке этой вибропомолыюй установки вы-
явился основной ее недостаток — малая производительность
вибромельниц. В процессе определения режима их работы было
установлено, что при повышении удельной поверхности цемента
на 1 100—1 300 см2/г производительность вибромельниц колеба-
лась от 300 до 400 кг!час*. Поэтому в конце 1957 г. взамен мель-
ниц модели М-200-1,5 были установлены вибромельницы модели
М-400-1,5 с производительностью, почти в 3 раза превышающей
производительность прежних мельниц.
Помольная установка временного типа
Для отдельных крупных строек с большим объемом бетонных
работ является целесообразным создание своих помольных
установок по производству смешанных цементов. Описание та-
ких помольных установок дается В. И. Сорокером и А. Н. Попо-
вым [95]. На стройках лучше всего создавать помольные уста-
новки временного типа с учетом возможности переброски их
после нескольких лет эксплуатации с одного места на другое.
В связи с этим Гнпроцемептом были разработаны схематические
проекты таких установок с годовой производительностью 10 —
20 тыс. т смешанных цементов. Все здания и сооружения, в том
числе II силосы, имеют временный характер н выполнены в про-
стой разборной конструкции из дерева. Цеховые бункера—ме-
таллические. Помольная установка включает в себя склад клин-
кера, сушильное и помольное отделения с силосами готовой
продукции (см. рис 20).
Технологическая схема такой помольной установки была
рассчитана па помол клинкера -с добавками. Для изготовления
смешанного вяжущего способом повторного помола портланд-
цемента с добавками она потребует некоторых изменений и, в
частности, устройства механизированного склада для цементно-
го порошка взамен склада клинкера; кроме того, потребуется
'соответствующее оборудование для транспортировки и дозиро-
вания цементного порошка.
Прибывший по железной дороге клинкер разгружается и
хранится в специальном крытом складе. Склад рассчитан на
15 -20 .гневный запас клинкера. Гипс и различные .инертные
* II с веши н И. К, Опыт проектирования и наладки впбродомольпых
установок па предприятиях сборного железобетона, БТИ НИИОМТП, 1959.
89
'добавки хранятся на открытой площадке, расположенной рядом
Ьо складом клинкера.
Подлежащие сушке материалы транспортируются со склада
вагонетками, разгружаются в приемную воронку элеватора (при
использовании шлака—н ковш скипового подъемника или трап
рпортера) и подаются в металлический бункер перед сушильным
рарабаном Л Из бункера через тарельчатый питатель материа-
лы поступают в сушильный барабан размером 1,5X8 м

Рис. 20 Схема помольной установки временного
типа (план первого этажа)
Высушенные материалы [юдаются элеватором в металлпчес
[i бункер, откуда транспортируются вагонетками к помольно
Отделению. Помол клинкера с различными добавками upon?
цится в шаровой мельнице 2 размером 1,5x3 м с последующей
рссификацией материала
iwii смешанный цемент
(остью, рассчитанной на
апопки.
в воздушном сепараторе. Го-
поступает в запасные бункера
10—15 дней работы помольной
8.	ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ УСТАНОВОК ПО ПРОИЗВОДСТВУ
СМЕШАННЫХ ЦЕМЕНТОВ ПОВТОРНОГО ПОМОЛА
Тип и характер оборудования, Н'еобходи'.м'ого для организа-
ции производства смешанных цементов, будет, прежде всего,
зависеть от вида добавки, вводимой при повторном помоле це-
мента, и от намечаемой мощности помольной установки. В табл.
17 приведены краткое описание и техническая характеристика
основного оборудования для помольных установок. В таблицу
в основном включено оборудование, выпускаемое в настоящее
время машиностроительными заводами; однако для организа-
ции помольных установок можно использовать оборудование
выпусков прежних лет.
Различные материалы (отвальные доменные шлаки, извест-
няки и др.), используемые как добавки к цементу, могут посту-
пать с карьеров или отвалов кусками размером до 200—400 мм
в поперечнике. Поэтому перед поступлением в мельницу тонкого
помола они должны пройти дробление до кусков размером не
более 15—25 мм; крупные куски должны доводиться до указан-
ного размера дроблением в одну — две, а в некоторых случаях и
в три стадии. При дроблении в две стадии матераил в одной
дробилке уменьшается до размеров 75—150 мм в поперечнике,
затем передается в другую дробилку, где размер кусков дово-
дится до 15—25 мм. В качестве основного агрегата для первич-
ного дробления рекомендуются щековые дробилки с простым или
со сложным качанием тек.
Для вторичного дробления хрупких и твердых пород могут с
успехом использоваться валковые дробилки СМ-12 и СМ-24.
Подлежащий дроблению материал, поступая в эти дробилки
сверху па валки, втягивается между ними, раздавливается п
раскалывается, пока куски материала не уменьшатся до таких
размеров, что смогут свободно пройти сквозь щели между вал-
ками. Валки могут быть гладкими н рифлеными в зависимости
от свойств материала, подвергающегося дроблению.
Для одностадийного дробления материалов повышенной
твердости мог^т с успехом применяться молотковые дробилки
различных марок Выксунского завода, а также конусные дро-
билки.
Получающийся после дробления материал представляет со-
бой смесь частиц различной крупности, которая в отдельных
случаях нуждается во фракционировании. Для разделения мате-
риалов па фракции могут быть использованы инерционные гро-
хоты тина С-212 и СМ-13, эксцентриковые грохоты С-96, СМ-60,
СМ-51 и др.
Конструкции мельниц, применяемых для тонкого помола це-
мента и добавок, рассчитаны на подачу материалов с влажно-
стью не выше I—2%. В связи с тем, что естественная влажность
различных добавок значительно выше, приходится высушивать
91
Типы н характеристика оборудования
Наименование агрегата и завод-изготовитель	Краткое описание	Ориентировочные			Размер агре- гата в м	Габаритные размеры в м
		производитель- ность	потребляе- мая мощ- ность в кет	вес в т		
1	2	3	4	5	6	7
Камнедробилка ще- ковая С-182 (250x400 .ад) Нязе-Петровского завода	Дробилка со сложным ка- чанием дробящей щеки пред- назначена для дробления ка- менных твердых пород н от- вальных металлургических шлаков	5—6 м3/час при ширине выгрузоч- ной щели 50 мм	16	2,2	—	1.45Х1.39Х Х1.39
Валковая дробилка СМ-12 (600х400л1м) Вык- сунского завода Дро- бильно-размольного оборудования	Предназначена для вто- ричного дробления щебня, полученного после дробления в щековой дробилке и не про- шедшего через сетки грохота; наибольший размер загружа- емых камней 85 мм; ширина щели между валками 5—30 мм	2—6 м*1час при ширине щели между валками 30 мм	25	3,40	Длина Диаметр	2.24Х1.72Х XI.17 Объем су- шильного простран-
Сушильный барабан СМ-45 Куйбышевского завода .Строммашина" и Уралхиммаша	Сушка материалов про- исходит во вращающемся барабане с 5% уклоном в сторону выгрузки. Материал перемещается параллельно движению газов	1,61 т/час 3,(9	. 4,6 5,35 . 7,45	. 8,69	.	6 10 12,5 15 21 26		8	1,6 12	1,8 12	2,2 14	2,2 12	2,8 14	2,8	16,1 30,5 45,6 53,2 74 86,2
Шаровая мельница СМ-14 , Главстром ма-	Мельница для сухого по- мола различных материалов.	6 т/час	130	38,3 (с ша- рами)	Диаметр ба- рабана 1,5;	10.7Х4.9Х хз,1
о-. шина"
Зии. 1307
Шировая мельница
С М-436 .Главстром ма-
ши ia‘
Мельница шаровая
многокамерная У рал-
машзавода
Внутри барабана установлена
диафрагма, разделяющая его-
на две камеры: предваритель
ного и тонкого помола. Диа-
метр шаров 30; 50; 75.H.W
Мельница может быть
использована как для помо-
ла клинкера, так и для пов-
торного помола цемента с
песком и другими материала
ми. Предусматривается за
грузка камер мельницы ша-
рами малого диаметра 30; 40;
50 мм и цилиндриками
Корпус мельницы пред-
ставляет собой барабан, ко-
торый разделен сепарирую-
щими решетками на отдель
ные камеры (3, 4 и 5) Ба
рабан заполняется шарами
и мелющими цилиндриками
Вес шаров составляет около
1 т па 1 м3 объема мельни-
цы
5—6 т/час
10—15 т/час
10—17 т/час
14—28 т/час
30—42 т/час
		1лина бара бана 5,7	
125	23,66 (без электродви гателя и шаров)	Диаметр ,5; длина 5,6	11.7Х2.5Х Х1.9
380	86,5 (без шаров), i-ec шаров 30	Гри камеры. Габаритные размеры ба; абапа 2,2X8	—
380	102 (без ша- ров), вес ша- ров 30,5	Четыре ка- меры. Габа- ритные раз- меры бара- бана 2х Ю.5	
570	119 (без шаров), вес шаров 42	Пять камер. Габаритные размеры ба абана 2,2X12	
850	140 (без ша ров), вес шаров 70	Четы; е ка- меры. Габа- ритные раз- меры бара- бана 2.6Х 13	
Продолжение табл. 17
Наименование агрегата и за вод-изготовите ль		Ориентировочные				—			
	Краткое описание	производительность	потребляе- мая мощ- ность в кет	вес в т	Размер агрега- та в м	Г абаритные размеры в м
1	2	3	4	5	\ 6	7
Мельница вибраци- онная М-400-1,5	Мельница предназначена для непрерывного тонкого сухого помола различных ма- териалов	0,7—1 ш час	40	1,39 (бет мелющих |ел)	Длина 2,46 ширина 0,95; высота 1,09	—
Центробежный се- паратор СМ-379 Центробежный се- паратор ССМ 268	Воздушный сепаратор со- стоит из вертикального влла с укрепленными на нем вен- тилятором и тарелкой, рас- сеивая щей материал. Под влиянием центробежной силы материал отбрасывается к кольцу, от которого отра- жается в виде облака пыли. Воздушный поток от вентиля- тора выделяет частицы тре- буемой тонкости и направ- ляет их к выходной вор нке Тонкость помола регули- руется изменением скоро ти воздуха	При остатке на сите 4 900 отв/см- 15—18%—2,5—3 т/час, 8—10%— 2—2,5 т/час, 3-5 %—1,5—2 т/час При о татке на си- те 4 900 отв/см2 15—18% —10—12 т/час, 8—10%— 8—10 т/час, 6— 8%—6—8 т/час	3 5	1,5 4,3	Диаметр кожухч 1,8 Диаметр кожуха 2,5	2.66Х1.93Х Х3.18 3 4X2,2Х Х5 2
Грохот инерционный С-212 Славтского меха- нического завода	Число ярусов сит два, размеры сит 420x900 мм с отверстиями 50x50 и 2)Х Х20 мм.	6 м3/час	I	0.1	—	0.97Х0.8Х Х0.98
						
			1			
Грохот эксцентрико- вый С-96 Славянского механического завода Тарельчатый пита- тель типа СМ 42 Ижев- ского завода имени Ле- нина Тарельчатый пита- тель типа СМ-179 Тарельчатый пита- тель типа СМ-187 Шнек Т-49	Число оборотов вала— 1 450 в 1 мин. при амплитуде колебаний 3 мм Число ярусов сит три, размеры сит 750x2 000 .м.ч с отверстиями 60x60, 22 ' Х22 и 8x8 лм; число оборо- тов вала 1 200 в 1 мин. при амплитуде колебаний 4 мм Основным рабочим орга- ном питателя является круг- лая таретка получающая вращение от электромото- ра через редуктор с помощью убчатых шестерен. Мате- риал сгружается с тарелки при помощи скребка Предназначен для непре- рывной подачи сыпучих ма- териалов (шлака, песка и т. д.) в мельницу. Число оборотов тарелки в 1 мин.—4,27 Предназначен для непре- рывной подачи сыпучих ма- териалов (клинкера, шлака, песка и т. п.) в мельницу. Число оборотов тарелки в 1 мин. —6 Предназначен для транс- портировки цемента. Длина его может изменяться в пре- делах от 4 до 36 м	13—16 м3/час 7,5—14 м3/час 3 м3/час До 15 м3/час 15 м3/час	3 2,2 0.8 1,7 2,7	0,84 0,97 0,25 1,13 При наи- большей длине 2,4	Диаметр тарелки 1 Диаметр тарелки 0,75 Диаметр тарелки 1,25	3.24Х1.62Х XI,47 1,727Х XI.048X Х0 65 1.4Х0.77Х Х0.79 2,5X1,9Х Х1.45
перед подачей в мельницы до указанных пределов влажно-
1. Для сушки лучше всего применять сушильные барабаны,
тчающиеся высокой 'производительностью и возможностью
иной механизации процессов загрузки и выгрузки материалов,
шболее приемлемыми являются прямоточные сушильные ба-
раны типа СМ-45, характеристика которых приведена в
5л. 17.
Помол цементного клинкера, а также 'повторный помол порт-
пдцемента с добавками целесообразно проводить в шаровых
пьницах, которыми в настоящее время оснащены крупные це-
пные заводы. Преимуществами этих мельниц являются про-
па конструкции, надежность в эксплуатации и большая про-
тодительность.
При создании помольных установок па заводах сборного же-
юбетона необходимо применять шаровые мельницы произво-
гельностью в 2—10 т)час в зависимости от количества потреб-
^мого цемента. В частности, возможна установка двухкамер-
X шаровых мельниц типа СМ-14, СМ-436 с часовой производи-
«ьностью около 6 т. На отдельных заводах по изготовлению
|лезобетонных изделий уже установлены вибрационные мель-
цы М-200-1,5 и М-400-1,5, которые также могут использовать-
для повторного помола портландцементов с добавками (при
Новин предварительного смешения компонентов в смеситель-
м Шпеке).
Для равномерной подачи песка, известняка, шлака и других
тсриалов в сушильный барабан, а также в шаровые или вни-
циопные мельницы могут с успехом применяться тарельча-
е питатели типа СМ-42, СМ-179, СМ-187 и др.; для дозировки
рентного компонента лучше всего устанавливать шнековые
гатели.
Для транспортирования компонентов, а также готового сме-
нного вяжущего на помольных установках могут применять-
I ленточные транспортеры, ковшовые элеваторы типа Т-50,
500-5 и т. п., скиповые подъемники, горизонтальные (Т-49) и
клонные шнеки (винтовые транспортеры) и средства пневмо-
энспорта. Ковшовые элеваторы не могут рекомендоваться при
боте с доменными гранулированными шлаками и кварцевым
^ком из-за высокой абразивности последних. Обычно для пода-
влажного шлака применяются скиповые подъемники или
^точные транспортеры.
Глава пятая
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПО
ПРОИЗВОДСТВУ СМЕШАННЫХ ЦЕМЕНТОВ
ПОВТОРНОГО ПОМОЛА
При изготовлении смешанных портландцементов повторным
помолом на Подольском опытом заводе НИИЦемепта был по-
лучен ряд технико-экономических показателей.
Приготовление смешанных цементов осуществлялось в ша-
ровой мельнице, которая имела следующие характеристики:
Длина	—2 270 мм
Диаметр внутренний в свету— 810 мм
Число камер	—	2
Число оборотов мельницы
в 1 мин.	—	37
Мощность мотора	—25.6 кет
При помоле цементов определялись основные показатели,
характеризующие работу мельницы: производительность, тон-
кость помола цемента и удельный расход электроэнергии.
Удельный расход электроэнергии на помол, выраженный в
киловатт-часах на 1 т готовой продукции, был определен по
произво ди гсльпос i и мельницы и расходу электроэнергии на
помол данного вида цемента Удельный же расход электро-
энергии для цементов повторного помола определялся по сум-
марным затратам энергии на помол соответствующей части ис-
ходного цемента и домол его с добавками.
По результатам, приведенным в табл. 18, видно, что произво-
дительность шаровой мельницы при повторном помоле цемента
с различными добавками в среднем в 1,5—2 раза выше, чем при
помоле исходного цемента. Это объясняется гем, что при повтор-
ном помоле, приходится измельчать главным образом добав-
ку, которая в процессе помола является абразивным материа-
лом, способствующим истиранию цементных частиц в тончайшие
фракции.
Вместе с тем следует отметить, что при повторном помоле ис-
пользовалась та же загрузка мелющими телами, что и при пер-
вичном измельчении клинкера в порошок, несомненно, что при ра-
циональном подборе мелющих тел для повторного помола с пре-
имущественным использованием мелких шаров и даже одних ци-
линдриков производительность мельницы значительно возросла
бы при одновременном увеличении удельной поверхности полу-
чаемого продукта.
Расход электроэнергии при повторном помоле даже на не-
большой мельнице соста-ил 24—32 квт-ч/т при суммарном рас-
ходе электроэнергии на первичный и повторный помолы
55—65 квт-ч/т. Если же отнести расходы электроэнергии на
удельную поверхность получаемого продукта, то при первичном
97
помоле клинкера в нортлапдцемепгпын порошок затрачивается
около —зооо— ~ °	91)0 см*1г, а при повторном помоле
вяжущего — ориентировочно -° 1000 = 16,2 квт-ч)\ 000 см2!г.
Из приведенных данных видно, что перерасход электроэнер-
гии является кажущимся, так как он кометен-сируется практи-
чески одинаковой активностью исходного портландцемента без
добавок с удельной иювсрхностыо в 3 000 слг2/а и смешанного
вяжущего состава 70%+30% (портландцемент + песок) с удель-
ной поверхностью в 3 700—4 000 сл12/а.
Однако экономическая эффективность повторного помола не
исчерпывается только приведенными цифрами. Как известно,
при изготовлении 1 т портландцемента -в среднем затрачива-
ется:
сырья	— 1,7 г
топлива (условного) — 200—250 кг
энергии	— 100 квт-ч
Если рассчитать на основе этих показателей и данных
табл. 18 расходы для песчаного портландцемента повторного
помола состава 70%+30%, то получим следующее:
сырье — 1,7-0,7+0,3	=1,5т
топливо — 200-0,7+10 (на сушку песка) =150 кг
электроэнергия— 10О-0,7-|-30	= 100 квт-ч
При изготовлении же повторным помолом шлакопортланд-
цемоптов состава 50%+50%, одинаковых по активности с ис-
ходным портландцементом, эти показатели еще более улучша-
ются. Если при этом учесть уменьшение затрат труда и капи-
таловложений, которые при сооружении помольных установок
не менее чем в 2 раза ниже по сравнению с капиталовложения-
ми на строительство цементных заводов, то большая экономи-
ческая эффективность данного мероприятия станет очевидной.
Эффективность рассматриваемого способа подтверждается
также анализом основных технико-экономических показателей
действующих помольных установок -и цементных заводов
(табл. 19).
По данным 3. И. Логинова [96], приведенным в табл. 19, се-
бестоимость помола цемента за 1956 г. на некоторых действую-
щих помольных установках колебалась в пределах 13—№руб!т.
По ряду данных, в 1958 г. себестоимость помола на помольных
установках снизилась до 14—16 рг/б/т. С учетом того, что стои-
мость сушки добавок на помольных установках н цементных за-
водах составляет около 14 руб)т, можно подсчитать себестои-
мость цементов повторного помола.
99
Таблица 19
Технико-экономические показатели (данные 3 И. Логинова)
Наименование установок и взводов	Себестоимость npvuitn	
	сушка ni.idKd (бе* стоимости шлака)	помол цемента
1. Помольные установки		
арьковская 		15,2	И 17
невская 		17,6	
утепровод ...	......	13,91	1У, ио 19,4
В среднем	15,04	16,74
11. Шлакопортландцементные		
заводы		
ia киевский 		12,24	10,92
1С11р()ДЗСрЖИПСКИЙ .....	7,71	9,1
В среднем . . .	9,82	9,91
В расчетах (табл. 20) себестоимости смешанных портланд-
•мептов повторного шомола принято их изготовление па помоль-
.IX установках, использующих портландцемент стоимостью
Ю руб/т, что соответствует данным ряда цементных заводов.
Как уже отмечалось, при повторном помоле портландцемен-
с добавкой производительность шаровой мельницы увеличи-
ется приблизительно в 1,5—2 раза по сравнению с се произво-
тельпостыо при помоле клинкера. На основании этого стои-
>сть повторного помола шринята не в 15, а в 10 руб/т.
Стоимость гранулированного шлака в переводе па сухое ве-
?ство в среднем можно принять в 25 руб]т, а стоимость высу-
шного песка — в 18 руб!т.
Результаты расчетов, приведенные в табл. 20. показывают,
о стоимость смешанных цементов повторного помола состава
%+30% юлжна составлять 85 92 руб/т, а шлаконоргланд-
мента состава 50%+50% —около 80 руб/т, т. е. па 10—
руб. ниже стоимости исходного портландцемента при одной и
"1 же активности цементов.
В случае необходимости получения смешанных портландце-
нтов более низкой активности по сравнению с исходным це-
нтом количество вводимой при повторном помоле добавки
жет быть увеличено до 50% и больше. Применение таких це-
нтов особенно эффективно в условиях автоклавной обработки,
также в иизкомарочных бетонах. Стоимость же их будет зна-
гельно ниже (60—70 руб!т).
Таблица 20
Себестоимость I т смешанного портландцемента повторного помола
(цемент 70% + добавка 30%)
Статьи рзехо ы	Стоимость 1 т матери :ы.т и сю ПСрСрПбоТКЯ В руб.	Норма расход:* на I tn цемен- та в т	Затраты на 1 т цемента пов- торного помола и руб.	
			шлакопиртланд- цемепт	песчаный цемент
Портлан щемент	100	0.7	70	70
Шлак гранулированный в переводе па сухое вещество	. -	25	0,3	7,5	
Сушка шлака .	14	0,3	4,2	—
Песок и его сушка .	18	0.3	—	5,4
Повторный помол	10	1	10	10
Заводская себестои- мость 1 тсмешанно- го цемента в руб. .			91,7	85,4
Расчеты также показывают, что эффективность повторного
помола на установках, созданных при крупных заводах сборных
железобетонных изделии, возрастет, так как стоимость 1 т порт-
ландцемента франко-завод железобетонных изделии на 20—
30 руб. выше его заводской себестоимости.
По данным Акмянского цементного завода (Литовская
ССР) стоимость песчаного портландцемента марки 500, приго-
товленного повторным помолом обычного портландцемента с
кварцевым песком в cootiюшеппи 1 : 0,5 по весу, оказалась па
10 руб. ниже стоимости исходного цемента*.
«Строительная газета» № 129. 26/X-I960.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Б е л е л ю б с к и й Н. А., О песчаном цементе Доклад 111 съезду рус-
< деятелей по водным путям, СПБ, 1896
2.	Coghlan R. R., Blended or Sand-Cements, Engineering News, 69,
5, p. 1270—1273, 1913.
3.	P у щ у к Г. М., Песчаный портландцемент, Бюллетень Всесоюзного
чно-исследовательского института цемента № 1, 1937.
4.	Аксенов В. И., Ру щук Г. М. и др.. Смешанные портландцементы,
триготовление и применение в строительстве, «Цемент» № 9, 1939
5,	Кинд В. А., Журавлев В. Ф, Получение песчанистых портланл-
ентов, «Цемент» № 4, 1937.
6	Кинд В. А. Журавлев В Ф и Котляр 111 Л., Исследование
гств песчанистого портландцемента, «Цемент» № 12, 1937.
7.	К и к д В. А., Стойкость кварцевого портландцемента против действия
эфатных растворов, «Цемент» № 1, 1938.
8.	Лурье И. С. и Чуракова А. 3., О выпуске кварцевого портланд-
ента на Ленинградском заводе имени Воровского, «Цемент» № 9, 1936
9. Запорожец И. Д.. Исследование строительных свойств кварцевого
гла.пдцемента. Исследования Научно-шсслсдовательского института гидро
тки № 29, 1941.
10.	Юнг В. Н., О гидротехнических цементах. «Цемент» № 6, 1939.
11.	Медведев В. Н., Гидротехнический цемент Волгостроя, «Цемент»
), 1939.
12.	Технический отчет о строительстве канала Москва Волы Бе гон-
работы, М., Спройитда г, 1940.
13	Александрин И. П., Исследование свойств песчаного цемента,
ды ЛИИПС, выл. 3, 1937.
14.	Александрин И. П., Исследование свойств песчаного цемента,
ды ЛИИПС, выл. 6, 1938.
15.	Бутт Ю. М., Исследование процесса гидратации и коррозии цемен-
и составляющих их соединений. Диссертация на соискание ученой сте-
н доктора технических наук, 1945.
16.	Юнг В. Н., Анализ гранулометрического состава цементов. Допол-
ие к книге Г Кюль «Химия цемента в теории и практике», 1930.
17.	Kuhl Н., Влияние зернового состава па прочностные свойства
тлаидцемента, Zement № 26 , 604, 1930.
18.	Eiger A., Vennalung von Feinzement, Zement, vol. 21, 348, 1932.
19	Guge F., Определение тонкости помола цемента с помощью
цухопропнцаемости, Zement, vol. 30, 145, 1941.
20.	Новгородцев Г. А., Исследование влияния высоких степеней
ола на твердение вяжущих веществ. Диссертация на соискание ученой
1енн кандидата технических наук, 1954
21.	Grunder W., Tabbah, S., Влияние топкости помола па пачаль-
и конечную прочность портландцемента, Zement—Kalk—Gips, Heft-
950.
22.	Юн г В. Н., Б у тт IO. М., Журавлев В. Ф , Окороков С. Д.,
Технология вяжущих веществ, М., Промстройиздат, 1952.
23.	Юнг В. Н., Теория микробетсна и ее развитие. Труды сессии
ВНИТО. О достижениях советской науки ® области силикатов, М., Промстрой-
издат, 1949
24.	Юиг В. Н., Микробетон, «Цемент» № 7, 1934.
25.	Юнг В. Н., Об искусственных конгломератах и цементах мз неко-
торых горных пород. Труды Гнпроцемента, .выл, IV, 1942.
26	Юнг В. Н. и др.. Об использовании карбонатных пород кальция в
качестве добавок к портландцементу, «Промышленность строительных мате-
риалов» № 2, 1940.
27	Юнг В. Н., П а н т е л е е в А. С. и др . Цементы с микронаполните-
лями. «Цемент» № 8, 1947.
28	Юнг В. Н., Пантелеев А. С, О влиянии малых добавок извест-
няка на качество портландцемента, «Цемент» № 3, 1948.
29.	Ребиндер П. А., Михайлов Н. В. Основные положения физи-
ко-химической теории бетона и предложения по технологии бетона на основе
выводов из теории. Материалы совещания по современным проблемам техно-
логии бетона в промышленности сборного железобетона, М., 1956.
30.	Товаров В В., Влияние удельной поверхности компонентов на ме-
ханическую прочность цементов с 1микронаполн.ителями, «Цемент» № 3, 1949.
31	Решетников М. А., Проектирование состава смешанных цементов,
«Промышленность строительных материалов» № 6, 1940
32.	G о 11 1 i е b S., Production of Blended Cement, Rock Products, vol.
52, № 8, 1950.
33	Юнг В H, Основы технологии .вяжущих веществ, М., Промстрой-
издат, 1951.
34.	Красильников К. Г., Исследование сорбции гидрата окиси каль-
ция кремнеземом. Диссертация на соискание ученой степени кандидата тех-
нических паук, 1951.
35.	Юнг В. Н., Б у т т Ю. М., Влияние гипса на свойства гидравличе-
ских цементов. Труды МХТИ. выл 15, сб № 1, 1949.
36.	К) н г В 11, Бутт Ю. М, Мышляе.ва В. В, Влияние гипса на
портландцемент различного минсралогпчеокого состава. Труды МХТИ.
вып. 16, сб. Ns 2, 1949.
37	Горча к о.в Г. И, Требования к цементам для сборных железобе-
тонных изделий 1нромышле1П1ого и гражданского строительства. Материалы
conclii.-mniH но современным щюбнм.тм технологии бетона в промышленности
сборного железобетона, М., 1956
38	Инструкция по активизации цемента па заводах железобетонных из-
делий домолюм в вибромелышцах (ИЖ 5-56), М., Промстройиздат, 1957.
39.	Миронов С. А., Температурный фактор в твердении бетона, М.,
Госстройиздат, [948.
40.	С а т а л к п н А. В., П о р о ц к и й Е. М., Пропаривание бетонных и
железобетонных конструкций, М., Госстройиздат, 1933.
41.	Во л ж ем ок ий А. В., Запаривание бетонных камней, «Строитель-
ная промышленность» № 7, 1934
42.	Menzel С. А, Прочность и изменение объема запаренных
иортлапдцемеитных растворов и бетонов, ,1. Amer. Concr. Inst"., nov.—
dec. 1934.
43	Menzel С. А., Изучение обработки трамбованных пустотелых
бетонных блоков паром высокого давления, ,1. Amer Сопсг, lnst.“ sept.—
oct, № I, 1935, v 7.
44.	Миронов С. А., Автоклавная обработка бетонов, М., Госстрой-
издат, 1939
45.	Вольфсон С. А., Влияние гидротермальной обработки на тверде-
ние различных вяжущих веществ, Сборник научных работ, по вяжущим ве-
ществам, М., Промстройиздат, 1949.
46.	Москвин В. М., Коррозия бетона. М., Госстройиздат, 1952.
103
47.	Волжелык нй А. В., Автоклавная обработка в производстве коист-
кций и деталей. Труды Всесоюзной конференции по бетону и железобе-
ну 1955 г., М., Госстройпздат, 1955.
48.	Вол женский А. В., Бурого Ю. С., Применение автоклавной
работки при изготовлении сборного бетона и железобетона, «Бетон и же-
зобетон» № 8, 1956.
49.	Петров В. М., Исследование некоторых свойств бетона автоклавпо-
твердения (па портландцементах с добавками). Диссертация, МИСИ, 1955.
50.	Ш в а р ц з а и д М. С., Краснова Г. В., Высокопрочные мелкозер-
стые цементные бетоны, «Бетон и железобетон» № 8, 1956
51.	Миронов С. А., Астр сева О. ДА., М а л.п шипа Л. А., О взаи-
левстпип трехкальциевого алюмината и четырехкальциевопо алюмоферрита
гонкомолотым песком три автоклавной обработке, «Цемент» № 2, 1957.
52.	Малинина Л. А., О составе портландцемента и оптимальном дав-
ним пара при автоклавной обработке бетонных изделий, «Бетой и железо-
тон» № 2, 1957.
53.	Миронов С. А., Малинина Л. А., Бетон автоклавного твердения,
., Промстройиздат, 1958.
54.	Graf О., Исследования в области термовлажиостпой обработки
тонов, Betonstein Zeitung № 9, 1955.
55.	Беркович Т. М., Рабинов И. Л., Солнцева В. Л. и др.,
•счанистый цемент для производства асбсстоцемегтны>х изделий автоклав-
IM способом. Информационное сообщение ВНИИАсбестцемепта, М., Пром-
ройиздат, 1954.
56.	Беркович Т. М., Солнцева В. Л., Новикова Д. А., Техпи-
ские требования к песчанистому портландцементу для производства асбесто-
ментных изделий автоклавным способом (сообщение и временные гехничс-
ие условия), М„ П,ромстр йиздат, 1956.
57.	Вол женский А. В., Попов Л. Н., Получение прочных и качест-
нных бетонов методом автоклавной обработки. Отчеты о паучню-исследо-
тельской работе кафедры технологии вяжущих веществ, бетонов и корами-
I МИСИ имени В В. Куйбышева, 1956 1957
58.	В о л ж с и с к и н А. В., Полов Л 11, Высокопрочный .тгокл.ншып
топ для шахтного строительства, «Шахтное строительство» № 8, 1957
59.	В о л ж е и с к и н А. В., Помои Л II., Эффективность повторит о
).мола портландцементов с добавками. Материалы 2 й сессии общего собра-
тя членов АСнА СССР, М„ 1957.
60.	Вол женский А. В., Физико-химические процессы три аапарпва-
1И силикатного кирпича, «Строительные материалы» № 7, 1932.
61.	В о л ж е п с к и й А. В., Водотермическая обработка строительных
атериалов в автоклавах, М., Изд-во АСпА СССР, 1944.
62.	F 1 i n t Е. Р., М с. М u rd i е Н. F., W е I I s L. S., Образование
дросиликатов кальция при повышенных температурах и давлениях,
. Resear Nation. Bur. of Stand," vol. 2, 1938, p. 617.
63.	Flint E. P., W e I Is L. S., Сходство гпдросплпкоалюмпиатов каль-
ih п шест вводного гндроалюмината кальции с гнлросульфоалюмнната-
1 кальции, „I. Resear. Nation. Bur. of Stand," v. 33, 1944, p. 417.
64.	H e 1 I e r L., Taylor H. F. W., Гидротермальные реакции при
lOTiioiueiiHii: известь : кремнезем 1:1, ,J. Chem. Soc." 1951, Sept., p. 2397
65.	Heller L., Taylor II. F W., Гидротермальные реакции в смесях
шести п кремнезема при молекулирпом соотношение 3:2, ,J, Che in Soc".
)52, mar., p. 1018.
66.	Та у lor H. F. W., Определение вяжущего вешесгва в легком нз-
ч'тниково-несчаиом блоке, ,1. Appl Chem.", v. 2, р. 3.
67.	К a Io use k L., Реакция гидратации цемента при повышенных
мпературах, „Third Intern. Sympos on the Chem. of Cem." London, 1952.
68.	Kai ouse k L., Изучение цементирующих фаз автоклавных бе-
шных изделий, изготовленных из различных материалов, „I. Amer,
зпег. Inst.", 1954., v. 25, № 5, р. 365.
69.	Бутт Ю. М., Ряш кович Л. Н., О взаимодействии портландце-
мента с кристаллическим кремнеземом при автоклавной обработке «Цемент»
№ 2, 1956.
70.	Боженов П. И., Цементы для .производства бетонных и железобе-
тонных изделий. Труды совещания по цементам и бетонам для гидротехниче-
ского строительства, Л., Ленинградское газетно-журнальное и книжное из-
дательство, 1953.
71.	Боженов П. И., Суворова Г. Ф., Процессы твердения цементов
при обработке паром высокого давления, «Цемент» № 5, 1955.
72.	С в е ч и н Н. В., К вопросу о наименьшей прочности заполнителей
бетона. Исследования то технологии бетона. Труды ЦНИПС, М., Гоострой-
издат, 1950.
73.	Коллинз А Р., Принципы изготовления высокопрочного бетона
и важность контроля, «Aiistralasion Eng.», Ks 7, 1950.
74.	Десов А. Е., О структурной вязкости цементного теста, раствора
и бетонной смеси. Исследования то технологии бетона. Труды ЦНИПС, М.,
Госстройиздат, 1950.
75.	Аробелндзе Г. А., Исследования способов получения высокопроч-
ного бетона. Диссертация, ЦНИПС, 1954.
76.	Сорок ер В. И., Доджик В. Г., Новое в жестких бетонах, «Строи-
тельные материалы, изделия ih конструкции» № 3, 1956.
77.	Миронов С. А., Аробелидзе Г. А., Некоторые вопросы техно-
логии высокопрочного бетона. Материалы совещания по современным пробле-
мам технологии бетона в промышленности сборного железобетона, М., 1956.
78.	И.ва н ов Ф. М., Удельная поверхность и методы ее определения, М.,
Дорнздат. 1949.
79.	Шестоперов С. В., Долговечность бетона. М., Автотрансиз-
дат, 1955.
80.	Горчаков Г. И., Повышение морозостойкости ih прочности бетона.
НИИЦемент. Информационные сообщения, М., Про.мст.ройиздат, 1956.
81.	Мещанский Н. А., Плотность и стойкость бетонов, М., Госстрой-
нздат, 1951.
82.	Б \ ро н Ю. С. Влияние ангоклашюй обработки па некоторые снойст-
на бетонов. Диссертация, МИСИ имени В. В. Куйбышева, 1954
83.	С к р а м г а е в Б. Г., Будилов А. А, Новые данные об изготовле-
нии быстро гпердеющнх высокопрочных бетонов из жестких бетонных смесей,
«Бетой н железобетон» № 6, 1955.
84.	Миронов С. А., Аробелидзе Г. А., Вопросы технологии высо-
копрочного быстротвердеющего бетона, «Бетон и железобетон» № 4, 1955.
85.	Шестоперов С. В., Панфилова Л. И., К .вопросу термообра-
ботки бетона, «Бетон н железобетон» № 1, 1958.
86.	С к р а м т а е в Б. Г., Ш у б е и к и н П. Ф., Будилов А. А., О до-
малывании цемента с песком, «Новая техника н передовой опыт строитель-
ства» № 7, 1958.
87.	Буди и к о.п П. П., Комплексное использование доломита. Сборник
трудов по химии н технологии силикатов, ДЕ, Промстройиздат, 1957
88.	Пантелеев А. С., О значении тонкого помола для производства
цементов с микронаполнителями. Труды совещания по применению вибропо-
мола в промышленности строительных материалов, М., Прюмстройнздат, 1957.
89.	Соколов Я. Г., Тонкий помол в производстве строительных мате-
риалов. Сборник трудов по Х1ИМНИ и технологии силикатов, М., Промстрой-
издат, 1957.
90.	Со рок ер В. И., Высокопрочные бетоны и жесткие бетонные смеси.
Материалы совещания по современным проблемам технологии бетона в про-
мышленности сборного железобетона, М., 1956.
91.	Десов А. Е., Вопросы технологии быстротвердеющих бетонов из
жестких бетонных смесей. Материалы совещания по современным проблемам
технологии бетона в поомышленпости сборного железобетона, М„ 1956
105
2	. Ко пел янский Г. Д., К.равцов Е. П., Применение особо жест-
етовных смесей для изготовления сборного железобетона Материалы
алия по современным .проблемам технологии бетона в промышленности
ого железобетона, М., 1956.
3	Иохельсон Я. Е., Кунцевич О. В., Некоторые вопросы техно-
высокопрочных и быстротвердеющнх бетонов. Материалы совещания по
менным проблемам технологии бетона в 1П:ромышленност1И сборного же
стона, М., 1956.
1. Ш уличен.ко А. Р., Действие морокой воды на цемент н влияние
'очиость морских сооружений, С.-Пб, 1902.
р. С о рокер В. И., Попов А. Н„ Цементы с тонкомолотыми добавка
устроенного изготовления, М., Промстройиздат, 1950.
5. Логинов 3. И., Размещение производства и перевозки цемента,
ромстройиздат, 1957.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Введение,	....................... 3
Глава первая. Краткие сведения о смешанных портландцементах,
их составе, свойствах и применении
Глава вторая. Свойства смешанных цементов повторного помола
1.	Влияние способа изготовления и топкости помола смешанных цемен-
тов па прочность растворов................................... ....	17
2.	Влияние соотношения портландцемента п добавок при повторном по-
моле на свойства получаемых смешанных цементов...................... 26
3.	Изменение активности смешанных цементов при длительном хранении. 33
Г лава третья. Свойства бетонов нормального и автоклавного
твердения, изготовленных на смешанных цементах повторного помола
1	. Влияние состава смешанного цемента па прочность бетонов ....	36
2	Высокопрочные бетоны на песчаных портландцементах повторного
помола .......................... ....	.................... 47
3	. Мелкозернистые бетоны па песчаных портландцементах повторного
помола............................................................   58
4	Морозостойкость растворов и бетонов, наготовленных па смешанных
портландцементах повторного помола	63
Глава четвертая. Технология изготовления смешанных цементов
1.	11|н1111иии1ллы1ые схемы установок по производству смешанных
цементов.................. 73
2.	Прием и подготовка	сырьевых	материалов	75
3.	Сушка добавок	............ —
4.	Повторный помол цемента с добавками	, , .	77
5	Транспорт п храпение смешанных	цементов ...	79
6.	Контроль производства и качества смешанных цементов повторного
помола ...	.	................. 80
7.	Запроектированные и действующие помольные установки по произ-
водству смешанных цементов................................. .	.	82
8.	Оборудование для установок ио производству смешанных цементов
повторного помола......................... .	.	.......... 91
Г лава пятая Технико-экономические показатели по производству
смешанных цементов повторного помола
Список использованной литературы ....	............... 102
Проект- ОТКРЫТЫЙ ДОСТУП
Над оцифровкой датой книги работали’
Ружинский С.И. rvzinskiCaigport.ги
Ружинский Ю.И
РаенкоА.С.
август 2005, г. Харьков, Украина
г.Харьков, ул. Чкалова 1
МП «Городок»
Популяризация применения химических добавок и оригинальных технологий в строительной индустрии.
ryginski@aport.ru
+38(057)315-32-63
Здесь может быть Ваша реклама!
Закажи книгу по бетоноведению или строительству на оцифровку и размести в ней свою рекламу.
Дополнительная информация: ryginski@aport.ru
Проект- ОТКРЫТЫЙ ДОСТУП
Над оцифровкой данной книги работали’
Ружинский С.И. rvzinskiCaigport.ги
Ружинский Ю.И
РаенкоА.С.
август 2005, г. Харьков, Украина
г.Харьков, ул. Чкалова 1
МП «Городок»
Популяризация применения химических добавок и оригинальных технологий в строительной индустрии.
ryginski@aport.ru
+38(057)315-32-63
Здесь может быть Ваша реклама!
Закажи книгу по бетоноведению или строительству на оцифровку и размести в ней свою рекламу.
Дополнительная информация: ryginski@aport.ru