Минеральный состав клинкера

Главные минералы клинкера: алит, белит, трехкальциевый алюминат и целит (см. табл. 9.1).

Таблица 9.1

Наименование Формула Сокращенное обозначение Примерное содержание в клинкере,%
Алит (трехкальциевый силикат) 3CaO×SiO2 C3S 45-60
Белит (двухкальциевый силикат) 2CaO×SiO2 C2S 20-30
Трехкальциевый алюминат 3CaO×Al2O3 C3A 4-12
Целит (четырехкальциевый алюмоферрит) 4CaO×Al2О3×Fe2O3 C4AF 10-20

Алит Минеральный состав клинкера - важнейший минерал клинкера, определяющий быстроту твердения, крепкость и другие характеристики портландцемента; содержится в клинкере в количестве 45…60%. Он стремительно твердеет и набирает высшую крепкость, активно выделяет тепло. Алит представляет собой жесткий раствор трехкальциевого силиката и маленького количества (2…4%) MgO, Al2O3, P2O5, Cr2O3 и других примесей, которые Минеральный состав клинкера могут значительно оказывать влияние на структуру и характеристики минерала.

Белит - 2-ой по значимости и содержанию (20…30%) силикатный минерал клинкера. Он медлительно твердеет, но добивается высочайшей прочности при продолжительном твердении портландцемента; обладает малым тепловыделением. Белит в клинкере представляет собой жесткий раствор b-двухкальциевого силиката (b-С2S) и маленького количества (1…3%) Al2O Минеральный состав клинкера3, Fe2O3, MgO, Cr2O3.

Содержание минералов-силикатовв клинкере портландцемента в сумме составляет около 75%, потому гидратация алита и белита в главном определяет технические характеристики портландцемента. Другие 25% составляет промежуточное вещество, заполняющее объем меж кристаллами алита и белита. Промежуточное вещество состоит из кристаллов трехкальциевого алюмината С3А, алюмоферрита кальция C4AF, стекла Минеральный состав клинкера и второстепенных минералов 12СаО×7Аl2O3 и др.

Трехкальциевый алюминат содержится в клинкере в количестве 4…12% и при подходящих критериях обжига выходит в виде кубических кристаллов размером до 10-15 мкм; образует твердые смеси сложного состава. Он очень стремительно гидратируется и твердеет, но имеет маленькую крепкость и самую большую интенсивность Минеральный состав клинкера тепловыделения. Является предпосылкой сульфатной коррозии бетона, потому в сульфатостойком портландцементе содержание С3А ограничено 5%.

Четырехкальциевый алюмоферрит в клинкере содержится в количестве 10...20%. Алюмоферритная фаза промежного вещества клинкера представляет собой жесткий раствор алюмоферритов кальция различного состава, в клинкерах обыденных портландцементов ее состав близок к 4CaO×Al2O3×Fe2O3. По скорости гидратации минерал Минеральный состав клинкера занимает среднее положение меж алитом и белитом.

Создание портландцемента

Создание портландцемента содержит в себе последующие главные этапы:

а) добычу в карьере и доставку на завод сырьевых материалов;

б) изготовление сырьевой консистенции;

в) обжиг сырьевой консистенции до спекания – получение клинкера;

г) помол клинкера с добавкой гипса – получение портландцемента.

Сырьевыми Минеральный состав клинкера материалами для производства клинкера служат известняки с высочайшим содержанием СаСО3 (мел, известь, мергели и др.) и глинистые породы (глина, глинистые сланцы), содержащие SiO2, Al2O3, Fe2O3. Примерное соотношение меж карбонатной и глинистой составляющими сырьевой консистенции 3 : 1 (75% известняка и 25% глины). В сырьевую смесь вводят добавки, корректирующие хим состав, регулируя температуру спекания консистенции Минеральный состав клинкера и кристаллизацию минералов клинкера.

Изготовление сырьевой консистенции состоит в узком измельчении и смешении нужного количества компонент. Смесь приготавливают сухим, влажным и комбинированными методами.

Обжиг сырьевой консистенции как при сухом, так и при влажном методе осуществляется в главном во крутящихся печах (рис. 9.1), которые представляют собой длиннющий, расположенный немного наклонно Минеральный состав клинкера цилиндр (барабан), сваренный из листовой стали с огнеупорной футеровкой снутри. Длина печей от 95 до 230 м, поперечник 5-7 м.

Сырье, приготовленное в виде порошка (сухой метод) либо шлама (влажный метод) подается автоматическим питателем в печь со стороны ее верхнего (прохладного) конца, а со стороны нижнего (жаркого) конца вдувается горючее Минеральный состав клинкера (природный газ, мазут, воздушно-угольная смесь), сгорающее в виде 20…30 метрового факела. Сырье занимает только часть поперечного сечения печи и при ее вращении (скорость 1…2 об/мин) медлительно движется к нижнему концу навстречу жарким газам, проходя 6 температурных зон: испарения (зона сушки), обогрева, декарбонизации, экзотермических реакций, спекания, остывания.

Зона испарения (зона сушки), в ней происходит Минеральный состав клинкера высушивание сырьевой консистенции при постепенном повышении температуры с 70 до 200 °С. Подсушенный материал комкуется, при перекатывании комья распадаются на более маленькие гранулки.

Зона обогрева – тут при постепенном нагревании сырья с 200 до 700 °С сгорают находящиеся в нем органические примеси, из глины удаляется кристаллохимическая вода (при 500 °С) и появляется Минеральный состав клинкера безводный каолинит Al2O3×2SiO2.

Предварительные зоны (испарения и обогрева) при влажном методе занимают 50 – 60 % длины печи, при сухом же методе подготовка сырья сокращается за счет зоны испарения.

Зона декарбонизации (20% длины печи) – тут температура материала подымается с 700 до 1100 °С, заканчивается процесс разложения карбонатов кальция и магния с выделением огромного количества СаО, что Минеральный состав клинкера сопровождается огромным поглощением теплоты. В этой же зоне происходит распад глинистых минералов на оксиды Al2O3, SiO2 и Fe2O3, которые вступают в хим взаимодействие с СаО и в итоге образуются минералы 3СаО×Al2O3 и отчасти 2СаО×SiO2.

Зона экзотермических реакций (5-7 % длины печи, температура 1100 –1250°С) – в этой зоне проходят Минеральный состав клинкера реакции образования 3СаО×Al2O3, целита и белита; эти экзотермические реакции сопровождаются выделением огромного количества теплоты и насыщенным увеличением температуры материала.

Зона спекания – (10-15 % длины печи), тут при температуре с 1300°С до 1450°С появляется расплав из легкоплавких минералов, в каких растворяются белит и СаО, из которых в расплаве происходит образование Минеральный состав клинкера алита 3СаО×SiO2, идущее практически до полного связывания СаО. При вращении печи отчасти расплавленный материал безпрерывно перекатывается, маленькие частички слипаются в гранулки. Снижение температуры с 1450 до 1300°С вызывает кристаллизацию 3СаО×Al2O3, целита и MgO, которая завершается в зоне остывания.

Зона остывания – температура клинкера снижается с Минеральный состав клинкера 1300 до 1000°С; тут на сто процентов формируется его структура и состав, включающий алит, белит, C3A, C4AF, MgO (периклаз), стекловидную фазу и второстепенные составляющие.

Цементный клинкер выходит из вращающейся печи в виде маленьких зернышек – гранул. На выходе из печи клинкер активно охлаждается воздухом с 1000°С до 100…200 °С в колосниковых и Минеральный состав клинкера других холодильниках. После чего клинкер выдерживается на складе 1-2 недели.

Помол клинкера делается с помощью трубной мельницы, представляющей собой барабан, облицованный снутри железными броневыми плитами и разбитый дырчатыми перегородками на 2-4 камеры. Материал измельчается под действием загруженных в барабан железных шаров либо цилиндров.

При помоле к клинкеру добавляется гипс Минеральный состав клинкера (так чтоб общее содержание SO3 в цементе не превышало 3,5%), который регулирует сроки схватывания портландцемента.

Готовый портландцемент – очень маленький порошок серого либо зеленовато-серого цвета; на выходе из мельницы он имеет высшую температуру (80-120 °С) и направляется пневмотранспортом на хранение в силосы, где он выдерживается до окончательного остывания и гашения влагой Минеральный состав клинкера воздуха остатков свободного СаО. Из силосов портландцемент поступает в особый транспорт, также на расфасовку в мешки.

Твердение портландцемента

При смешивании цемента с водой появляется цементное тесто, которое просто формируется и обладает пластичностью в течение 1-3 часов после его изготовления. Потом наступает период схватывания цементного теста, который завершается через 5-10 часов. При всем этом цементное Минеральный состав клинкера тесто загустевает, теряет подвижность и в конце схватывания преобразуется в камень, но его крепкость еще мала. Переход цементного теста в жесткое состояние значит конец схватывания и начало фактически твердения, сопровождающееся нарастанием прочности.

Твердение при подходящих критериях продолжается годами – прямо до полной гидратации цемента.

Процессы твердения портландцемента протекают поначалу стремительно Минеральный состав клинкера, а позже замедляются. На 3-4 день цемент имеет 30 – 50 % марочной прочности; на 7-е день – 60 – 70 %, на 15-е – 85 % и на 28-е – 100%. В предстоящем крепкость продолжает нарастать и при подходящих критериях за 2-3 года добивается 200 – 300 % марочной прочности. Тепловлажностная обработка (пропаривание) ускоряет процессы твердения портландцемента.

Регулирование содержания в клинкере главных минералов позволяет создавать цемент Минеральный состав клинкера со специфичными качествами. К примеру, для сотворения быстротвердеющих цементов нужно прирастить содержание в их С3S и С3А, а для сотворения цементов с малым тепловыделением (употребляется для мощных гидротехнических сооружений) содержание С3S и С3А миниатюризируется.

Структура цементного камня

После затвердевания цементное тесто преобразуется в цементный камень, который содержит в себе Минеральный состав клинкера:

1. Продукты гидратации цемента: а) гель гидросиликата кальция и др. новообразования, владеющие качествами коллоидов; б) кристаллы Са(ОН)2 и эттрингита;

2. Непрореагировавшие зерна клинкера, содержание которых миниатюризируется по мере гидратации цемента;

3. Поры: поры геля (размером наименее 0,1 мкм); капиллярные поры (от 0,1 до 10 мкм), расположенные меж агрегатами частиц геля; воздушные поры (от 50 мкм Минеральный состав клинкера до 2 мм).

Пористость цементного камня составляет приблизительно 30 – 50 %.

Технические свойства портландцемента

1). Плотность. Настоящая плотность зависимо от вида и количества добавок составляет 2900 - 3200 кг/м3; насыпная (находится в зависимости от уплотнения): в рыхловатом состоянии 900 - 1100 кг/м3, в уплотненном – до 1700 кг/м3.

2). Тонкость помола оценивается методом просеивания за ранее высушенной пробы цемента Минеральный состав клинкера через сито №008; должна быть таковой, чтоб через сито проходило более 85% массы пробы (удельная поверхность цемента при всем этом составляет 2500-3000 см2/г).

3). Сроки схватывания определяют, используя прибор Вика, методом погружения иглы этого прибора в цементное тесто обычной густоты. Начало схватывания обыденного цемента при температуре 20°С должно наступать не ранее 45 минут, а конец Минеральный состав клинкера – не позже чем через 10 часов от момента затворения вяжущего водой. Для получения обычных сроков схватывания при помоле клинкера к нему добавляют гипс. Замедлителямисхватывания являются также борная кислота, фосфаты и нитраты калия, натрия и аммония, СДБ и др. Ускорителямисхватывания являются карбонаты и сульфаты металлов, хлорид кальция, добавки в виде размельченного Минеральный состав клинкера гидратированного цемента и др.

4).Равномерность конфигурации объема, которая отменно охарактеризовывает присутствие в цементе CaO и MgO, определяется на образчиках, за ранее твердевших 24 часа и подвергнутых потом кипячению в течение 3 часов. Эталоны после испытаний не обязаны иметь круговых трещинок, разрушений и искривлений.

5). Тепловыделение происходит при гидратации цемента. Находится в Минеральный состав клинкера зависимости от состава клинкера и тонкости помола. Минерал С3А отличается резвым и высочайшим тепловыделением; напротив, белит выделяет тепло очень медлительно. Повышение тонкости помола увеличивает тепловыделение сначала твердения в 1-ые 7 суток. В тонких конструкциях теплота гидратации стремительно рассеивается и не оказывает существенного воздействия. Но в мощных конструкциях, вследствие Минеральный состав клинкера более насыщенного остывания наружной части бетона по отношению к внутреннему массиву, могут появиться небезопасные температурные напряжения (разность температур может быть более 400С). Чтоб избежать растрескивания, стремятся использовать низкотемпературные цементы, понижают расход цемента в бетоне, а в случае необходимости используют искусственное остывание массива.

Тепловыделение может играть положительную роль при бетонировании в прохладное Минеральный состав клинкера время года по методу термоса, при всем этом выделяющаяся теплота содействует поддерживанию положительной температуры твердеющего бетона.

6). Прочностьпортландцемента характеризуется его маркой, которую определяют испытанием стандартных образцов-балочек размером 40х40х160 мм, сделанных из цементно-песчаного раствора состава 1:3 (по массе) пластичной смеси. Через 28 суток комбинированного твердения (1-ые день в формах во Минеральный состав клинкера мокроватом воздухе, потом после расформовки 27 суток в воде при температуре 20±2°С) эталоны испытывают на извив и сжатие.

Активностью портландцемента именуется предел прочности при осевом сжатии половинок образцов-балочек.

Зависимо от активности, с учетом предела прочности при извиве, портландцемент разделяется на марки 400, 500, 550, 600 (цифра соответствует округлой в наименьшую сторону средней прочности Минеральный состав клинкера при сжатии образцов-балочек, выраженной в кг/см2). У быстротвердеющих портландцементов нормируется не только лишь 28-суточная, да и исходная 3-суточная крепкость.

Условное обозначение цемента обычно состоит из наименования его вида (ПЦ – портландцемент, ШПЦ – шлакопортландцемент), марки, содержания добавок в % (Д0, Д5, Д20) и наличие особых параметров (Б – быстротвердеющий Минеральный состав клинкера, ПЛ – пластифицированный, ГФ – гидрофобный). К примеру, портландцемент марки 500, с добавкой до 20%, быстротвердеющий, пластифицированный имеет обозначение: ПЦ500-Д20-Б-ПЛ.

9.9. Долговечность цементного камня. Главные виды коррозии

Разрушение конструкций, сделанных с применением цемента (бетонные, железобетонные, строй смеси) обычно начинаются с разрушения цементного камня, стойкость которого, обычно, ниже стойкости наполнителей.

Разрушение может происходить Минеральный состав клинкера под воздействием:

1. Физических явлений (насыщения водой, попеременного замораживания и оттаивания, увлажнения и высыхания и т.п.);

2. Хим взаимодействия цементного камня с брутальными субстанциями, содержащимися в воде либо в воздухе (магнезиальная и другие виды коррозии).

При выборе вида цемента для определенного сооружения нужно учесть требования по морозостойкости, воздухостойкости и хим стойкости.

Морозостойкость Минеральный состав клинкера цементного камня определяется не общей, а капиллярной его пористостью, так как вода, содержащаяся в порах цементного геля, не перебегает в лед даже при сильных морозах. Уменьшение объема капиллярных пор резко увеличивает морозостойкость.

Воздухостойкость – способность цементного камня сохранять крепкость в сухих критериях при сильном нагреве солнечными лучами, также в Минеральный состав клинкера критериях попеременного увлажнения и высыхания. Требование по воздухостойкости ограничивает применение цементов с активными минеральными добавками осадочного происхождения для надземных конструкций, работающих в сухих критериях.

Главные виды хим коррозии цементного камня

Коррозия может происходить под действием мягенькой воды, смесей кислот, неких солей и кислых газов на составные части цементного камня, приемущественно Минеральный состав клинкера на Са(ОН)2 и 3СаО×Al2O3×6H2O. Встречающиеся на практике коррозии можно поделить на 3 вида:

1 - выщелачивание Са(ОН)2 ;

2 - образование просто растворимых солей при воздействии на Са(ОН)2 веществ, находящихся в окружающей среде;

3 - образование в цементном камне соединений, увеличивающихся в объеме.

Коррозия первого вида заключается в растворении Минеральный состав клинкера и вымывании (выщелачивании) Са(ОН)2 при действии на цементный камень мягеньких вод, содержащих не много растворенных веществ (дождевая вода, вода горных рек, также равнинных рек в половодье, болотная вода и т.п.). Вымывание Са(ОН)2 приводит к разложению гидросиликатов и гидроалюминатов кальция и повышению пористости. Утрата цементным камнем Минеральный состав клинкера 15-30% Са(ОН)2 понижает его крепкость на 40-50% и поболее. Выщелачивание можно увидеть по возникновению белоснежных пятен (подтеков) на поверхности бетона. Наличие градиента давления воды на сооружение ускоряет процесс выщелачивания.

Для ослабления коррозии выщелачивания ограничивают содержание C3S до 50%. Основным средством борьбы с выщелачиванием является введение в цемент активных минеральных добавок и применение плотного Минеральный состав клинкера бетона. Положительно сказывается выдерживание на воздухе 2-3 месяца бетонных свай, блоков и других частей с целью образования на их поверхности слоя защиты из плохорастворимого СаСО3 (происходит реакция Са(ОН)2 + СО2 ® СаСО3).

Коррозия второго вида может происходить в разных формах:

· Углекислотная коррозия развивается при действии на цементный камень воды, содержащей свободный Минеральный состав клинкера СО2, разрушающий СаСО3 с образованием просто растворимого бикарбоната кальция Са(НСО3)2 :

СаСО3 + (СО2)своб.+ Н2О = Са(НСО3)2.

· Общекислотная коррозия происходит при содействии смесей, имеющих рH<7 (практически все кислоты кроме поликремневой и кремнефтористоводородной) с Са(ОН)2 с образованием просто растворимых солей (СаCl2, гипс CaSO4×2H2O и Минеральный состав клинкера др.):

Са(ОН)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O; Са(ОН)2 + H2SO4 = CaSO4×2H2O.

Свободные кислоты нередко встречаются в сточных водах, также образуются из кислых газов в выбросах промышленных компаний.

Бетон из портландцемента защищают от конкретного воздействия кислот с помощью слоев из кислотоупорного цемента.

· Магнезиальная коррозия наступает при воздействии на Минеральный состав клинкера Са(ОН)2 магнезиальных солей, которые встречаются в растворенном виде в грунтовых водах и морской воде:

Са(ОН)2 + MgCl2 = CaCl2 + Mg(ОН)2;

Са(ОН)2 + MgSO4 + H2O = CaSO4×2H2O + Mg(ОН)2.

В итоге этих реакций появляется растворимая соль, просто вымываемая из бетона.

· Воздействие органических кислот. Органические кислоты стремительно разрушают Минеральный состав клинкера цементный камень. Большой злостью отличаются уксусная, молочная и винная кислоты. Так же вредоносны жирные кислоты (олеиновая, стеариновая и др.) и масла, содержащие кислоты (льняное, хлопковое, рыбий жир). Нефть и нефтепродукты (керосин, бензин, мазут и др.) не представляют угрозы для бетона из портландцемента, если они не содержат нафтеновых кислот Минеральный состав клинкера либо соединений серы. Но нужно учесть, что нефтепродукты просто попадают через бетон.

· Воздействие минеральных удобрений. В особенности вредоносны аммиачные удобрения – аммиачная селитра и сульфат аммония, которые действуют на Са(ОН)2 с образованием отлично растворимого нитрата кальция. Из фосфорных удобрений агрессивен суперфосфат.

Коррозия третьего вида появляется при действии на бетон смесей сульфатов и Минеральный состав клинкера едких щелочей.

· Сульфоалюминатная коррозия (разновидность сульфатной коррозии) происходит при действии на гидроалюминат цементного камня морской воды, грунтовых и других минерализованных вод, содержащих сульфатные ионы:

3CaO×Al2O3×6H2O + 3CaSO4 + 25H2O = 3CaO×Al2O3×3CaSO4×31H2O.

Кристаллизация образующегося в итоге реакции минерала эттрингита сопровождается повышением объема Минеральный состав клинкера в пару раз, что может вызвать разрушение затвердевшего цементного камня. Для борьбы с этим видом коррозии употребляют особые сульфатостойкие портландцементы, используемые в плотном бетоне.

· Щелочная коррозия может происходить в 2-ух формах: под действием концентрированных смесей щелочей на цементный камень и под воздействием щелочей, имеющихся в клинкере цемента.

При Минеральный состав клинкера действии смесей щелочей (NaOH, KOH) может происходить карбонизация щелочи в порах цементного камня за счет воздействия СО2 воздуха. Возникающее кристаллизационное давление разрушает структуру цементного камня.

Коррозия, вызываемая щелочами цемента, происходит вследствие процессов, протекающих снутри бетона меж его компонентами. Цементный клинкер содержит щелочные соединения, которые могут вступать в реакцию с Минеральный состав клинкера некими модификациями кремнезема (опал, халцедон и др.), встречающимися в заполнителе бетона. В итоге образуются набухающие студенистые отложения белоснежного цвета на поверхности зерна заполнителя, что может вызвать разрушение бетона. При наличии в заполнителе такового кремнезема используют портландцемент с содержанием щелочей наименее 0,6% и вводят в цемент активные минеральные добавки (диатомит, трепел и др Минеральный состав клинкера.), химически связывающие щелочи.

Основной комплекс мер защиты цементного камня от коррозии:

· увеличение плотности цементного камня;

· выбор особых вяжущих;

· введение добавок, изменяющих структуру цементного камня, уменьшающих водопотребность и т.д.;

· обработка поверхностного слоя (флюатирование, гидрофобизация, силикатизация и т.д.), также инъекция смесей в толщу конструкции (цементация, битумизация, смолизация, силикатизация и Минеральный состав клинкера т.д.);

· защита поверхности от брутальной среды с помощью расцветки, оклейки, оштукатуривания разными водоизоляционными материалами, также торкретированием и облицовкой керамикой либо металлом.


9.10. Особые виды цемента

Для получения портландцемента с данными особыми качествами употребляются последующие главные меры: регулирование минерального состава и структуры клинкера; введение минеральных и органических добавок Минеральный состав клинкера; оптимизация тонкости помола и зернового состава цемента.

Разновидности быстротвердеющих портландцементов

Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) отличается от обыденного более резвым нарастанием прочности: через 3 суток имеет крепкость около 25-28 МПа, т.е. больше половины его марочной 28-суточной прочности (40 и 50 МПа). БТЦ получают методом измельчения (с добавкой 3-5% гипса) алито-алюминатного клинкера (сумма C3S и C Минеральный состав клинкера3A = 60-65%). БТЦ – один из главных видов вяжущих для производства сборного железобетона. Употребляется также в цельных немассивных железобетонных конструкциях для ускорения набора прочности, в особенности при зимнем бетонировании. Непригоден для мощных конструкций.

Особобыстротвердеющий прочный портландцемент (ОБТЦ) в возрасте 1 день имеет крепкость 20-25 МПа, 3 суток – 40 МПа. Настолько резвый рост прочности обоснован высочайшим содержанием Минеральный состав клинкера C3S (65-68%) при умеренном количестве C3А (до 8%) и высочайшей тонкостью помола (удельная поверхность цемента около 4000см2/г). Применение ОБТЦ в прочных бетонах марок М500 – М600 понижает на 15-20% расход цемента, уменьшает время и затраты энергии на термическую обработку железобетонных изделий.

Сверхбыстротвердеющий цемент (СБТЦ) стремительно схватывается, отличается от БТЦ существенно более Минеральный состав клинкера высочайшей ранешней прочностью, превосходящей через 6 часов после затворения водой 10 МПа. Применение СБТЦ дает возможность через 1-4 часа получать без термический обработки крепкость бетона, достаточную для распалубки изделий. Для производства СБТЦ требуется вводить в сырьевую смесь галогеносодержащие вещества (к примеру, фторид либо хлорид кальция) и увеличивать содержание алюминатов.

Сульфатостойкие портландцементы

Изготовляют на Минеральный состав клинкера базе клинкера нормированного минерального состава (ограничивается содержание в клинкере алита, трехкальциевого алюмината и оксида магния) и используют для производства бетонных и железобетонных конструкций, владеющих коррозионной стойкостью при воздействии сред, содержащих страшный уровень сульфатов.

Подразделяют на последующие виды: сульфатостойкий портландцемент марки 400; сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками марок 400 и Минеральный состав клинкера 500; сульфатостойкий шлакопортландцемент марок 300 и 400; пуццолановый портландцемент марок 300 и 400.

1-ый вид может также употребляться для бетонов завышенной морозостойкости. Сульфатостойкие шлакопортландцементы и пуццолановый портландцемент обычно используют для подземных либо подводных частей сооружений, подвергающихся сульфатной коррозии. Благодаря пониженному тепловыделению могут употребляться для бетонирования мощных гидротехнических сооружений.

Портландцементы с минеральными добавками

Активными минеральными добавками (АМД Минеральный состав клинкера) именуются природные либо искусственные вещества, которые при смешивании в тонкоизмельченном виде с известью и затворении водой образуют тесто, которое после исходного твердения на воздухе может продолжать твердеть и под водой.

АМД (именуемые по другому гидравлическими добавками) содержат SiO2 в бесформенном, а как следует, в химически активном состоянии и Минеральный состав клинкера потому способны вести взаимодействие с Са(ОН)2, образуя гидросиликаты кальция.

В качестве природных АМД употребляются осадочные горные породы (диатомит, трепел, опока, глиежи), также вулканические породы (туф, вулканический пепел, пемза, витрофир, трасс). Искусственные АМД представляют собой побочные продукты и отходы индустрии: быстроохлажденные (гранулированные) доменные шлаки, белитовый (нефелиновый) шлам, зола-унос.

АМД Минеральный состав клинкера химически связывают растворимый в воде Са(ОН)2, выделяющийся при твердении портландцемента, при всем этом увеличивается плотность и водоустойчивость цементного камня, растет его сопротивление коррозии.

Портландцемент с АМД до 20% имеет те же марки, что и бездобавочный портландцемент и близок к нему по своим свойствам.

Пуццолановый портландцемент изготовляют методом совместного Минеральный состав клинкера помола портландцементного клинкера и АМД с нужным количеством гипса. Добавок осадочного происхождения должно быть от 20 до 30%, а вулканического – от 25 до 40%. Хим связывание Са(ОН)2 происходит по реакции:

m Са(ОН)2 + SiO2(акт) + n H2O → (0,8÷1,5)CaO×SiO2×pH2O,

образуя фактически нерастворимый силикат кальция. В итоге существенно увеличивается стойкость бетона к Минеральный состав клинкера коррозии 1-го типа.

Пуццолановый портландцемент следует использовать для бетонов, повсевременно находящихся во мокроватых критериях (подводные и подземные части сооружений). На воздухе таковой бетон дает огромную усадку и в сухих критериях отчасти теряет крепкость. Не считая того, бетоны на этом цементе имеют низкую морозостойкость и не годятся для сооружений Минеральный состав клинкера, подвергающихся замораживанию и оттаиванию.

Пуццолановый портландцемент твердеет медлительнее, чем портландцемент, в особенности при низких температурах. Он обладает маленьким тепловыделением, и потому его нередко употребляют для бетонирования внутренних частей мощных сооружений (плотин, шлюзов и т.п.).

Шлакопортландцемент делается методом совместного узкого помола клинкера и гранулированного доменного (либо электротермофосфорного) шлака с нужным Минеральный состав клинкера количеством гипса. Имеет марки 300, 400, 500.

Доменные шлаки по собственному хим составу напоминают цементный клинкер. Количество доменного шлака в шлакопортландцементедолжно быть от 21 до 80% массы цемента (допускается подмена до 10% шлака трепелом либо другими АМД).

Гранулированный шлак, взаимодействуя с Ca(OH)2, образует низкоосновные гидросиликаты СаО×SiO2×2,5H2O и гидроалюминаты 2СаО×Al Минеральный состав клинкера2O3×8H2O кальция. Процесс твердения шлакопортландцемента существенно ускоряется при тепловлажностной обработке.

Шлакопортландцемент более стоек в мягеньких и сульфатных водах, по сопоставлению с портландцементом. Тепловыделение при твердении в 2 – 2,5 раза меньше, чем у пуццоланового портландцемента, потому шлакопортландцемент отлично подходит для бетонов мощных конструкций. Шлакопортландцемент прибыльно отличается от пуццоланового портландцемента умеренной водопотребностью Минеральный состав клинкера, более высочайшей воздухо- и морозостойкостью. Применяется для наземных, подземных и подводных частей сооружений.

Но, шлакопортландцементу присущ тот же недочет, что и пуццолановому портландцементу – он медлительно набирает крепкость в 1-ое время твердения, в особенности при низких температурах. Этот недочет устраняется в быстротвердеющем шлакопортландцементе (имеет марку 400), который за трое Минеральный состав клинкера суток приобретает крепкость более 20 МПа.

Портландцементы с органическими добавками

Такие цементы изготовляют, вводя при помоле клинкера поверхностно-активные добавки, которые можно подразделить на гидрофилизирующие и гидрофобизирующие.

К гидрофилизирующим добавкам (которые облагораживают смачивание частиц цемента водой и сразу ослабляют силы обоюдного сцепления меж частичками вяжущего) относят сульфитно-дрожжевую бражку (СДБ Минеральный состав клинкера), состоящую из лигносульфоната кальция (ЛСТ).

К гидрофобизирующим (т.е. водоотталкивающим) добавкам относят мылонафт, асидол, синтетические жирные кислоты и их соли.

Введение гидрофилизирующих и гидрофобизирующих добавок увеличивает пластичность, подвижность бетонных консистенций и качество бетона.

Пластифицированный портландцемент – изготавливают методом введения при помоле клинкера около 0,25% СДБ (в расчете на сухое вещество), в итоге Минеральный состав клинкера растворам и бетонным консистенциям придается завышенная подвижность. Пластифицирующий эффект употребляется для уменьшения водоцементного дела (В/Ц) и увеличения плотности, морозостойкости и водонепроницаемости бетона. При постоянном В/Ц возникает возможность понизить расход цемента.

Гидрофобный портландцемент – изготавливают, вводя при помоле клинкера 0,1–0,2% мылонафта либо других гидрофобизирующих добавок. Эти вещества, адсорбируясь на частичках Минеральный состав клинкера цемента, снижают его гигроскопичность, потому таковой цемент может длительно храниться в очень мокроватых критериях, сохраняя свою активность.

Гидрофобизирующие вещества действуют и как пластификаторы, повышая подвижность бетонных консистенций. После созревания бетона они значительно увеличивают его водо- и морозостойкость, наращивают стойкость к коррозии.

Белоснежный и цветные портландцементы

Это декоративные цементы, их основой Минеральный состав клинкера является белоснежный клинкер, который изготавливают из незапятнанных известняков и белоснежных глин, практически не содержащих оксидов железа либо марганца. Обжигают сырьевую смесь газовым топливом. По степени белизны разделяются на 3 сорта, имеют марки по прочности 400 и 500.

Цветные портландцементы (желтоватый, розовый, красноватый и др.) получают совместным помолом белоснежного клинкера с надлежащими Минеральный состав клинкера стойкими минеральными пигментами.

Белоснежные и цветные цементы используются для промышленной отделки стеновых панелей, при изготовлении лестничных ступеней, цементно-бетонных покрытий площадей и для архитектурно-художественного дизайна построек и сооружений.

Цементы для строй смесей

(кладочные цементы)

Изготавливают совместным помолом клинкера и минеральных добавок, взятых приблизительно в равных количествах либо в соотношении до 30% клинкера и Минеральный состав клинкера 70% добавок. При помоле могут вводиться пластификаторы.

Получаются низкомарочные цементы (активность в 2-3 раза меньше портландцемента), крепкость которых достаточна для кладочных и штукатурных работ. Основное достоинство – экономия дорогого клинкера и в итоге низкая цена таких цементов.

9.11. Глиноземистый цемент

Глинозёмистый цемент по минеральному составу и техническим свойствам значительно отличается от портландцемента. Глиноземистый Минеральный состав клинкера цемент – это быстротвердеющее и высокопрочное гидравлическое вяжущее вещество, получаемое методом узкого измельчения клинкера, содержащего в большей степени низкоосновные алюминаты кальция.

Для получения клинкера глинозёмистого цемента сырьевую смесь, составленную из известняка CaCO3 и боксита Al2O3×nH2O подвергают спеканию (температура около 1300oC) либо плавлению (1400oC).

Трудность помола Минеральный состав клинкера клинкера (требуются огромные затраты энергии), также ценность бокситов обуславливают высшую цена глинозёмистого цемента и ограничивают его выпуск.

Глинозёмистый цемент обладает высочайшей прочностью, если он твердеет при умеренной температуре (менее 25oC), потому его нельзя использовать для бетонирования мощных конструкций из-за разогрева бетона, также подвергать тепловлажностной обработке.

В процессе твердения Минеральный состав клинкера глинозёмистого цемента появляется высокопрочное вещество – двухкальциевый гидроалюминат:

2(CaO×Al2O3) + 11H2O = 2CaO×Al2O3×8H2O + 2 Al(OH)3.

Глинозёмистый цемент обладает очень резвым твердением. Марки глинозёмистого цемента инсталлируются по результатам испытаний образцов трехсуточного возраста и имеют значения 400, 500 и 600. Уже через 1 день крепкость на сжатие превосходит половину марочного значения. При всем этом Минеральный состав клинкера глинозёмистый цемент обладает нормальными сроками схватывания: начало – не ранее чем через 30 минут, а конец – не позже чем через 12 часов после затворения. Тепловыделение глинозёмистого цемента при твердении в 1,5 больше, чем у портландцемента (250 – 370 кДж/кг).

В продуктах гидратации глинозёмистого цемента не содержится Ca(ОН)2 и трехкальциевого шестиводного гидроалюмината Минеральный состав клинкера (если температура твердения не превосходит 25oC), потому бетон на глинозёмистом цементе обладает высочайшей коррозионной стойкостью в сульфатной, морской и углекислой водах. Но сильные кислоты и концентрированные смеси щелочей могут повредить этот цемент.

Глинозёмистый цемент обычно используют в особых сооружениях, при стремительных ремонтных и монтажных работах, для производства жаростойких бетонов Минеральный состав клинкера и смесей. Не считая того, он заходит в состав многих разновидностей расширяющихся цементов.


9.12. Расширяющиеся и безусадочные цементы

Водонепроницаемый расширяющийся цемент – является быстросхватывающимся и быстротвердеющим гидравлическим вяжущим. Его получают методом кропотливого смешивания глиноземистого цемента (~70%), гипса (~20%) и молотого специально сделанного высокоосновного гидроалюмината кальция (~10%). В первый раз был использован для зачеканки швов тюбингов Столичного метрополитена взамен Минеральный состав клинкера свинца.

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент – быстротвердеющее гидравлическое вяжущее, получаемое совместным узким измельчением высокоглиноземистого клинкера либо шлака и природного двуводного гипса (до 30%). Обладает качествами расширения при твердении в воде; при твердении на воздухе он проявляет безусадочные характеристики. Применяется для омоноличивания соединений сборных конструкций, водоизоляционных штукатурок, плотных бетонов в железобетонном Минеральный состав клинкера кораблестроении и при строительстве емкостей для хранения нефтепродуктов.

Расширяющийся портландцемент – гидравлическое вяжущее вещество, получаемое совместным узким измельчением портландцементного клинкера (58–63%), глиноземистого шлака либо клинкера (5–7%), доменного гранулированного шлака либо других АМД (23–28%). Отличается резвым твердением в критериях краткосрочного пропаривания, высочайшей плотностью и водонепроницаемостью цементного камня, также способностью расширяться в аква критериях либо на Минеральный состав клинкера воздухе при неизменном увлажнении в течение первых 3 суток.

Напрягающий цемент – состоит из 65–75% портландцемента, 13– 20% глиноземистого цемента, 6 – 10% гипса. Име


mikroprocessornaya-pamyat.html
mikroprocessornaya-sistema-zazhiganiya.html
mikroprocessornie-vichislitelnie-ustrojstva-v-sistemah-upravleniya-pr.html