Свойства ГЦПВ и ГШЦПВ зависят от качества и соотношения исходных составляющих. Требования к исходным компонентам (гипсу, портландцементу и пуццолановой добавке) регламентируются соответствующими ГОСТами.
Прочность и водостойкость изделий, находящихся во влажных условиях, зависят главным образом от количества комбинированной добавки (цемент+пуццолановая добавка) в составе смешанного вяжущего. Долговечность изделий, в первую очередь стойкость против сульфоалюминатного разрушения, зависит от правильного соотношения между цементом и пуццолановой добавкой.
Необходимое количество активной (пуццолановой) минеральной добавки в составе ГЦПВ устанавливают по показателям концентрации гидрата окиси кальция в специальных препаратах (водные суспензии гипса-портландцемента, шлакопортландцемента или пуццоланового портландцемента и активной минеральной добавки осадочного происхождения). Концентрация в расчете на окись кальция не должна быть выше 1,1 и 0,85 г/л соответственно через пять и семь суток. Такая методика разработана А. В. Волженским и Р; В. Иванниковой в МИСИ им. В. В. Куйбышева и приведена в приложении 1. Она с успехом применяется уже много лет. Ее недостатком является относительная длительность сроков испытаний (7 дней), это затруднит текущий контроль при изготовлении ГЦПВ. Поэтому кафедрой вяжущих веществ, и бетонов МИСИ им. В. В. Куйбыщева и бывшей лабораторией быстротвердеющих растворов и бетонов ВНИИНСМ были разработаны ускоренные методы определения оптимальных составов вяжущего
Изучалось влияние повышенных температур на кинетику связывания гидрата окиси кальция активными минеральными добавками из водного раствора, и эти данные сопоставлялись данными, получаемыми по методике, разработанной в МИСИ им. В. В. Куйбышева.
В результате был предложен ускоренный метод подбора составов с добавками осадочного происхождения (см приложение 2). Он сокращает время определения до двух суток вместо семи. Концентрация окиси кальция в водной суспензии при ускоренном методе через двое суток не должна превышать 0,7 г/л.
Исследования показали, что влияние активности гидравлических добавок на свойства получаемых вяжущих очень велико. Чем активность выше, тем меньше соотношение между добавкой и портландцементом и тем меньше её содержится в ГЦПВ.
Под активностью добавок понимают способность содержащихся в них кислотных окислов вступать во взаимодействие с гидратом окиси кальция при обычной температуре и связывать то или иное его количество в течение 30 суток (15 титрований).Однако оценка качества минеральных добавок по величине поглощения окиси кальция (ГОСТ 6269-63) не всегда бывает точной. Поэтому наряду с этим применяются и другие методы: выщелачивание из добавок активного кремнезема раствором соды. Определение прочности растворов, изготовленных на вяжущем из смеси добавки с гашеной известью и др.
Следует отметить, что наиболее распространенный метод оценки активности по поглощению Ca(ОН)2 позволяет полноценно характеризовать лишь кислые добавки, природные (опоки, трепелы, диатомиты, трассы, пеплы и т. п.) или искусственные (сиштофф, горелые породы, золы и т. п.), в которых носителем активности является главным образом кремнезем. Однако на определения по этому способу затрачивается очень много времени.
Заслуживает внимания метод определения активности пуццолановых добавок, предложенный Я. Ямбором. В его основе лежит Определение теплоты растворения материала в смеси азотной и фтористоводородной кислот, а также содержания нерастворимого остатка.
Более прост и безопасен способ определения по показателю растворимости добавок в 20%-ном растворе КОН, разработанный И. Весели.
В наших исследованиях были опробованы ускоренные методы, не требующие сложного оборудования. Они предусматривают определение активности:
- по содержанию воды в добавках, удаляемой прокаливанием при 400°С;
- по растворимости добавок в 20%-ном растворе КОН;
- по поглощению добавками красителя.
Ускоренные методы описаны в приложении 3. Они позволяют определять соотношение между портландцементом и активной добавкой в вяжущих в течение 4-6 ч (МРТУ 21-8-65). Содержание же портландцемента в вяжущих устанавливается в зависимости от условий службы изделий. При 15…20% он обеспечивает стойкость изделий на смешанном вяжущем в помещениях с относительной влажностью воздуха до 75-80%. Если портландцемента в смешанном вяжущем 25-З0% и более, то изделия будут долговечными и при длительном пребывании во влажной среде.
Зная количество гипса и цемента, взятых для приготовления вяжущего, и соотношение между активной добавкой и цементом, установленное по методике МИСИ им. В. В. Куйбышева или ускоренным способом, определяют полный состав гипсоцементнопуццоланового вяжущего по весу.
Недостатком рассматриваемой ускоренной методики является то, что по ней можно подбирать вяжущие, состоящие из гипса, портландцемента и лишь из таких кислых активных добавок, как трепел, диатомит, опока и т. п. В случае применения доменных и других подобных гранулированных шлаков эта методика неприемлема.
Для последних кафедрой вяжущих веществ и бетонов МИСИ им. В. В. Куйбышева разработана ускоренная методика подбора состава ГШЦПВ, в основу которой положены работы Гипроцемента по контролю состава цемента. По данной методике состав вяжущего можно подобрать по содержанию гидроокиси кальция (в пересчете на CaOСВОБ) в жидкой фазе гидратируемого при определенных условиях вяжущего в течение нескольких часов.
Эти же методики рекомендуются для определения соотношения между портландцементом и активной минеральной добавкой в вяжущих на основе высокопрочного гипса или ангидрита.