Содержание
Что такое портландцемент и его особенности — Статьи
Портландцемент — гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и в воздухе, получаемое путем совместного тонкого измельчения клинкера и необходимого количества гипса. Портландцементный клинкер — продукт спекания сырьевой смеси необходимого химического состава, обеспечивающего преобладание после обжига силикатов кальция.
Основными сырьевыми материалами для получения портландцемента являются известняки и глинистые породы или их природные смеси — мергели. Применяют также разнообразные отходы промышленности: золы, шлаки, нефелиновый шлам и др.
Производство портландцемента складывается из двух стадий: получения клинкера и его измельчения с добавками. Основными технологическими операциями производства цементного клинкера являются: разработка и подготовка сырьевых материалов, включающие добычу, измельчение и при необходимости их сушку; получение однородной сырьевой смеси при совместном измельчении и смешении компонентов; обжиг сырьевой смеси РР спекания, обеспечивающего прохождение физико-химических ПРОЦЕССОВ клинкерообразования, и охлаждение.
Состав и свойства портландцемента.
Свойства портладцемента зависят от состава и особенностей строения клинкера. Повышенное содержание в клинкере оксида кальция, связанного в минералы, позволяет получить цемент с высокой активностью и скоростью роста прочности во времени. Содержание свободного СаО в клинкере колеблется от 0 до 2%, обычно стремятся свести его до минимума за счет полного прохождения реакций клинкерообразования. Свободный оксид кальция, оставшийся в клинкере, вызывает неравномерность изменения объема и снижает
прочность цементного камня.
Оксид магния также отрицательно сказывается на свойствах цемента. Содержание МgО в портландцементе должно быть не более 5%. Вредное влияние свободных оксидов кальция и магния обусловлено их способностью к медленному гашению и развитию внутренних напряжений в затвердевших бетонах и растворах.
Наиболее значительные по содержанию клинкерные минералы называют алитом и белитом. Алит — это твердый раствор трехк-альциевого силиката С38 и небольшого количества А12О3, МgО и др.
Твердый раствор в данном случае является результатом внедрения указанных оксидов в кристаллическую решетку трехкальциевого силиката. Алит в значительной степени определяет свойства портландцемента, его высокую прочность и скорость роста ее во времени.
Белит является вторым по содержанию клинкерным минералом и представляет собой твердый раствор бета-двухкальциевого силиката (Р-С25) и др. Он твердеет медленно, однако неуклонно наращивает прочность во времени.
При просмотре клинкера под микроскопом четко различаются призматические кристаллы алита и округлые – белита.
В состав находящегося между ними промежуточного вещества входят алюминатная и алюмоферритная фазы. Алюминаты в клинкере представлены трехкалыдиевым алюминатом быстросхватывающимся минералом, затвердевающим в первые сроки с большим тепловыделением. Алюмоферритная фаза представляет собой твердый растворразличных алюмоферритов и в большинстве клинкеров близка по составу к четырехкалыдиевому алюмоферриту.
Для некоторых специальных видов портландцемента минералогический состав может не укладываться в указанные пределы.
Повышение содержания минералов силикатов (особенно алита) улучшает прочностные и другие свойства цемента, однако затрудняет обжиг клинкера.
При производстве цемента выбирают рациональные составы клинкера, обеспечивающие как высокое качество продукции, так и оптимальные условия работы вращающихся печей.
Высокая тонкость измельчения цементного клинкера является Ю необходимым Условием проявления его вяжущих свойств. При просеивании цемента, через сито с сеткой № 008 должно проходить нежнее 85% массы пробы.
Ряд свойств цемента и прежде всего прочность в ранние сроки твердения, пропорциональны удельной поверхности, которая для заводских цементов равна 2500-3500 см2/г при определении ее по скорости прохождения воздуха через слой цементного порошка.
Истинная плотность портландцемента колеблется в диапазоне 3-3 2 г/см3. Насыпная плотность цемента зависит от степени уплотнения порошка: в рыхлом состоянии она составляет 960-1300, в уплотненном достигает 1600-840 кг/м3.
Цемент, затворенный водой, образует пластичное цементное тесто. Водопотребность цементов оценивают количеством воды затворения в процентах массы цемента, необходимым для образования теста нормальной густоты. Понятие нормальной густоты является условным и определяется погружением в цементное тесто пестика прибора Вика (пестик не должен доходить на 5-7 мм до пластинки, на которой установлено кольцо, заполненное цементным тестом). Портландцемент характеризуется сравнительно невысокой водопотребностью. Нормальная густота его колеблется от 24 до 29%. Увеличивают водопотребность цемента повышенное содержание алюминатов, минеральные добавки осадочного происхождения (опока, трепел, диатомит и др.), большая тонкость измельчения, снижают — добавки-пластификаторы. Повышение водопотребности неблагоприятно отражается на свойствах цемента: прочности, усадочных деформациях, морозостойкости и др. Это объясняется увеличением избытка воды по сравнению с теоретически необходимым для его твердения и, как следствие, возрастанием пористости цементного камня.
Первой стадией твердения цементного камня является схватывание. Весь период схватывания условно делится на начало и конец. Началом схватывания цементного теста считается время, пошедшее от момента затворения до того момента, когда игла прибора Вика не будет доходить до пластинки, на которой установлено кольцо, на 1 -2 мм. Концом схватывания считается время от начала затворения до момента, когда игла будет опускаться в тесто не более чем на 1 мм. Начало и конец схватывания цементов нормируются в пределах, удобных для изготовления растворов и бетонов. Начало схватывания Должно наступать не ранее чем через 60 мин, для цементов марок 300,400 и 500 и 45 мин для марок 550 и 600. Обычно оно наблюдается через 2-4 ч от момента затворения. Конец схватывания для цемента должен наступать не позднее 10 ч. Указанные требования обеспечивают за счет введения в портландцемент добавки гипса.
Двуводный гипс замедляет схватывание портландцемента. Замедляющее действие гипса связано с образованием на поверхности зерен С3А (наиболее быстротвердеющей фазы цемента) защитных оболочек нового соединения — гидросульфоалюмината.
Это соединение является продуктом взаимодействия гипса, трехкальциевого алюмината и воды.
Добавки — регуляторы сроков схватывания цемента — разделяют на две группы: замедлители и ускорители. Замедлителями сроков схватывания портландцемента являются борная кислота, фосфаты и нитраты калия, натрия и аммония, которые увеличивают концентрацию ионов кальция в твердеющей системе, замедляющих процесс гидролиза С35. Замедляют схватывание цемента также органические поверхностно-активные вещества, адсорбирующиеся на частицах цемента и тормозящие гидратацию. Ускорить схватывание портландцемента можно введением добавок — электролитов, а также веществ, являющихся центрами кристаллизации гидратных новообразований.
Так, ускорение схватывания добавкой СаС12 объясняется ее взаимодействием с алюминатными и ферритными фазами цемента с образованием гидрохлоралюмината кальция, а также поверхностной адсорбцией ионов, которая вызывает повышение растворимости клинкерных минералов.
Равномерность изменения объема при стандартных испытаниях цемента оценивают визуально по деформации образцов — лепешек (диаметром 70-80 и толщиной 10 мм) из цементного теста нормальной густоты, подвергнутых кипячению после 24 ч твердения в нормальных влажностных условиях.
Основной причиной неравномерного изменения объема цементного камня является гашение в нем свободных СаО и МдО (периклаза). В некоторых случаях такая неравномерность связана с образованием в уже затвердевшей структуре гидросульфоалюмината кальция при повышенной дозе добавки гипса. Основным показателем качества цемента является прочность, наибольшее значение имеет прочность при сжатии и изгибе. В зависимости от величины этих показателей установлены марки М300, М400, М500, М550, М600.
Цементный завод должен определять активность цемента и при пропаривании в возрасте 1 сут. и указывать ее в паспорте на отгружаемый цемент.
Для ориентировочного определения прочности цементов используются различные ускоренные методы.
Прочность цементов находится в сложной зависимости от большого комплекса факторов. Одним из основных является состав цемента. На прочностные показатели цемента влияют не только содержание отдельных минералов, но и их микроструктура. В последние годы большое внимание отводится изучению легирующих добавок, повышающих прочность цемента.
Прочность цемента, особенно в раннем возрасте, повышается с увеличением удельной поверхности и уменьшением предельного размера зерен. В высокопрочных быстротвердеющих цементах до 95% (по массе) представлено частицами не более 30 мкм при содержании зерен менее 5 мкм до 30%. Наряду с потенциальной активностью цемента, обусловленной его составом, структурой и дисперсностью, на прочность которую он проявляет в растворах и бетонах, существенно влияют условия хранения, использования и твердения.
Разновидности портландцементов.
Различные условия службы бетонов и растворов в разнообразных средах и конструкциях обусловили необходимость производства широкого ассортимента различных видов цемента на основе портландцементного клинкера. Большая часть всего объема выпускаемого цемента приходится на портландцемент с минеральными добавками. Использование различных минеральных добавок приводит к экономии наиболее дорогостоящего и энергоемкого полуфабриката — портландцементного клинкера — и утилизации различных промышленных отходов.
Этот цемент более водостойкий и коррозионностойкий, чем бездобавочный, имеет меньшее тепловыделение. Для производства высокопрочных морозостойких бетонов и в ряде других случаев применяют бездобавочный портландцемент или портландцемент, содержащий до 5% минеральных добавок.
Все цементы, выпускаемые промышленностью, можно разделить на цементы общестроительного назначения и специальные цементы.
Цементы общестроительного назначения изготавливают пяти типов:
тип I — портландцемент (от 0 до 5% минеральных добавок) марок
300, 400, 500, 550, 600;
тип II_ портландцемент с добавками (от 6 до 35% минеральных добавок) марок 300, 400, 500;
тип III _ шлакопортландцемент (от 36 до 80% доменного гранулированного шлака) марок 300, 400, 500;
тип IV _ пуццолановый цемент (от 21 до 55% минеральных добавок) марок 300,400,500;
— тип V — композиционный цемент (от 36 до 80% минеральных добавок) марок 300, 400, 500.
При нормировании прочности в 2-х суточном возрасте цементы относятся к быстротвердеющим.
При условном обозначении указывают тип цемента и его марку. Вводят дополнительные обозначения для быстротвердеющего (Р), пластифицированного (Пл), гидрофобизированного цемента (Гф), а также цемента, полученного из клинкера с нормированным минералогическим составом (Н).
Портландцемент I типа содержит 95-100% клинкера без учета добавки гипса, вводимого для регулирования сроков схватывания. В цемент I типа так же, как и других типов, можно вводить до 5% дополнительных добавок (для интенсификации помола, ускорители твердения, пластификаторы, другие регуляторы свойств цемента). Цемент I типа используется в основном для бетонов с высокой морозостойкостью (при строительстве цементобетонных покрытий дорог, изготовлении железобетонных труб, шпал, опор, линий электропередач и др.).
Наиболее распространенными в строительстве являются портландцементы II типа. Их различают по виду добавки, указываемой при условном обозначении цемента: с добавкой шлака (Ш), пуццоланы (П), золы-уноса (3), известняка (И) и композиций добавок(К).
Добавка известняка в отличие от активных минеральных добавок не взаимодействует с Са(ОН)2, но образует комплексные соединения гидрокарбоалюминаты и способствует кристаллизации гидратных «Ювообразований. Добавки пуццолан, в том числе и золы-уноса, а также известняка вводятся в портландцемент в количестве не более 0%. При этом содержание пуццолановых добавок осадочного происхождения не может превышать 10%.
Цементы II типа со шлаковой или композиционной добавкой Дополнительно подразделяют на группы А и Б. Портландцемент группы А содержит 6-20% добавок, группы Б — 21-35%. При введении в композицию добавок пуццоланы или известняка их количество не может превышать 20%.
Шлакопортландцементы (ШПЦ) и пуццолановые цементы (ППЦ) также изготавливают двух групп. В ШПЦ группы А вводят 35-65% доменного гранулированного шлака, группы Б-65-80%. Пуццолановые цементы группы А содержат 21-35% пуццолановой добавки, включая и золы-уноса, группы Б — 35-55%.
В композиционные цементы (тип V) наряду с другими возможными минеральными добавками обязательно вводится доменный гранулированный шлак.
Цементы этого типа группы А содержат 36-60% композиции добавок, группы Б — 61-80%.
Добавка шлака в цементах группы А составляет 18-40%, группы Б — 41-60%.
При необходимости в цементы всех типов могут быть введены пластифицирующие и гидрофобизирующие поверхностно-активные вещества (ПАВ) в количестве не более 0,3% от массы цемента в пересчете на сухое вещество добавки.
Для интенсификации помола цемента разрешается вводить технологические добавки (каменный уголь, ПАВ), не ухудшающие качество цемента, в количестве не более 1%, в том числе органические — не более 0,15%. Ограничение предельного содержания таких добавок в цементе вызвано, как правило, их негативным влиянием на прочность при повышенных дозировках. Эффект влияния каменного угля как интенсификатора помола основан на его способности очищать мелющие тела мельниц и предупреждать агрегацию зерен цемента, добавок ПАВ — на т.н. «эффекте П.А. Ребиндера» способности адсорбироваться на микротрещинах материала при измельчении и уменьшать его прочность.
Тонкость помола цементов всех типов должна быть такой, чтобы при просеивании их через сито № 008 проходило не менее 85% массы. Для портландцемента с добавкой шлака, используемого в бетонах для аэродромных и дорожных покрытий, нормируется удельная поверхность, которая должна быть не менее 280 м2/кг. Содержание МgО в клинкере для всех типов цемента должно быть не более 5%. По специальному разрешению при условии обеспечения равномерности изменения объема образцов при их испытании в автоклаве содержание МgО может быть доведено до 5-6%. Нормируется также содержание в цементах SО3, вносимого, в основном, добавкой гипса. Для всех типов портландцемента минимальное содержание SО3 должно быть не менее 1%, максимальное для цементов I, II, IV и V типов марок 300,400,400Р и 500 не более 3,5%, марок 500Р, 550 и 600, а также всех марок цемента III типа-4%.
Вместе с сырьем в цемент могут попадать хлористые соли. Они оказывают коррозионное действие на арматуру в бетоне, на металлическое оборудование.
Содержание хлоридов в цементах допускается не более 0,5 -1 % по массе, а в цементе, используемом для изготовления предварительно напряженных железобетонных конструкций, вообще не допускается. Ограничивается в количестве не более 0,6% также содержание щелочных оксидов в пересчете на Na2О в цементе, предназначенном для изготовления массивных тонных сооружений с использованием реакционно способных заполнителей.
К цементам, применяемым в бетонах при возведении дорожных и аэродромных покрытий, изготовления железобетонных труб, шпал, мостовых конструкций, стояков опор высоковольтных линий электропередач, предъявляют ряд дополнительных требований, обусловленных технологическими требованиями и необходимостью обеспечить проектные свойства бетона. С этой целью применяют типа или II с нормированным минералогическим составом марок 400 и 500. Из минеральных добавок допускается введение лишь доменного шлака в количестве не более 15%. Начало схватывания цемента для бетона дорожных и аэродромных покрытий устанавливается не ранее 2 ч, для труб — не ранее 2 ч 15 мин.
По договоренности между потребителем и изготовителе цемента возможны и другие сроки схватывания.
Для производства бетона и в особенности сборных железо, бетонных элементов рациональным является применение быстротвердеющих и высокопрочных цементов, обеспечивающих ускоренный рост прочности изделий и снижение расхода вяжущего на 1 м3 бетона.
Важнейшим следствием применения быстротвердеющих (БТЦ) и высокопрочных цементов (ВПЦ) является сокращение цикла тепловой обработки и температуры пропаривания, а в ряде случаев и переход на беспропарочную технологию изготовления изделий. На основе высокопрочных цементов возможно изготовление высокопрочных бетонов, позволяющих уменьшить массу конструкций и расход арматуры, перейти на большепролетные тонкостенные конструкции.
К настоящему времени разработано четыре основных направления получения БТЦ и ВПЦ.
1. Последовательная оптимизация всех переделов производства цемента при строгой регламентации технологических
параметров.
2. Модифицирование состава клинкерных минералов, их легирование путем введения в сырьевую смесь специальных добавок.
3. Введение в цемент специальных кристаллизационных затравок.
4. Синтез смешанных цементов, каждый из компонентов которых упрочняет элементы структуры гидратационного твердения
остальных компонентов.
Первые опытные партии БТЦ были выпущены в 30-х годах XX столетия под руководством В.Н. Юнга и СМ. Рояка.
Для получения высокопрочных и быстротвердеющих цементов используют сырьевые смеси с максимальной реакционной способностью, зависящей от физико-химической природы сырьевых материалов, их химического состава и дисперсности. Повышенной реакционной способностью обладают «молодые» осадочные породы, материалы, имеющие стекловатую структуру, -золы, шлаки и т.п.
Сырьевая шихта должна иметь минимальное содержание вредных примесей. Зерна кварца должны быть сосредоточены во фракциях с размером менее 15 мкм. При просеивании пробы шихты на сите № 02 остаток должен быть практически нулевым, на сите №008-2-3%.
Напрягающие цементы — разновидность расширяющихся.
Они имеют энергию расширения, достаточную для натяжения арматуры в железобетонных конструкциях. Их классифицируют на цементы с малой, средней и высокой энергией расширения. Напрягающие цементы выпускают как для условий тепловой обработки (НТЦ), так и для анормального твердения (НЦН).
Напрягающий портландцемент получают путем тонкого измельчения 65-70% портландцементного клинкера, 16-20%, высокоглиноземистого шлака и 14-16% гипса.
Начало схватывания наблюдается через 2-8 мин, конец — через 6-15 мин после затворения. Прочность образцов, твердеющих в воде в возрасте 1 сут, достигает 20-30 МПа, а при 28-суточном твердении — не менее 85 МПа. Затвердевшие образцы обладают полной водонепроницаемостью при давлении воды до 2,1 МПа.
Разработана технология напрягающего цемента на основе сульфоалюминатного клинкера, содержащего в качестве основного минерала сульфоалюминат кальция (4СаО-ЗА12О3-Са5О4). Такой клинкер получают обжигом каолина или золы ТЭС в смеси с известняком и гипсом.
Кроме рассмотренных выше цементов, на основе портландцементного клинкера изготавливают ряд других разновидностей — тампонажные, для асбестоцементных изделий и др.
Авторы: Л. И. Дворкин, О. Л. Дворкин
Также на сайте:
- При помощи обращения в систему «М350» любой заказчик сможет купить бетон из Истры самовывозом имея объеме от 10 кубометров.
- Все подробности про бетон класса в15 (стоимость, популярность, область использования и расположение отгружающих РБУ).
- На каждую партию раствора Подольский бетонный завод выписывает паспорт качества.
- Вы спрашиваете – мы отвечаем: как правильно заказать объем бетона — расчеты для наших заказчиков.
- Все подробности про бетон м200 (цена за м3, популярность, область использования и карта заводов-изготовителей).
- Благодаря обращению в нашу компанию каждый строитель способен купить пескобетон в Долгопрудном самовывозом в объеме от 10 кубов.
что это такое, из чего состоит, состав и основные характеристики
Для выполнения строительных работ требуется качественный материал.
Портландцемент — это та основа, без которой строительство будет считаться сомнительным, особенно, где необходимо придерживаться требований к прочности выстроенного сооружения.
Содержание
- Портландцемент: что это такое — определение и история получения
- Область применения портландцементов
- Чем портландцемент отличается от обычного цемента
- Особенности состава
- Как разводить портландцемент
- Разновидности портландцемента, какие бывают основные марки
- Быстротвердеющий (БТЦ)
- Сульфатостойкий
- Тампонажный
- Технические характеристики и физические свойства
Портландцемент: что это такое — определение и история получения
Портландцемент по определению — это гидравлическое вяжущее вещество, непосредственно представляет собой цемент, отличающийся составом и количеством используемых материалов для его производства от привычного цемента.
Портландцемент впервые был создан в 1824 году англичанином Джозефом Аспдином, и в этом же году, 21 октября, он запатентовал свое творение.
Название обозначенный строительный материал получил согласно наименованию острова Портланд, который находится в Англии. Основной горной породой непосредственно для получения портландцемента является известняк (мел, ракушечник, мраморная крошка).
Технология создания состоит из нескольких основных этапов, при этом используемые материалы должны составлять строго утвержденное процентное число. Производится портландский цемент вследствие измельчения клинкера и гипсового камня в порошкообразное состояние. Готовый материал после фасуется.
Чтобы добыть клинкер, необходимо соответствующие компоненты нагреть. Для этого используется специальная печь цилиндрической формы, которая должна находиться под небольшим уклоном. Температура нагрева достигает 1480 градусов, а время обжигания составляет от 2 до 4 часов.
При такой температуре применяемые минералы не плавятся, а преобразуются в целостную структуру (агрегируют). В конце процесса получается готовый продукт (клинкер), определяющий его прочность
.
Область применения портландцементов
Применение портландцементов возможно в различных видах строительных работ в соответствии с маркировочными значениями:
- В жилищном, сельскохозяйственном и промышленном строительстве для производства непосредственно фундаментов, плит перекрытия, балок и железобетона.
- Для создания строительных, бетонных растворов, штукатурных и кладочных работ.
- Дополнительно применяется обозначенный вид цемента для выполнения аварийных, ремонтных и восстановительных работ. В особенности, где требуется повышенная прочность бетона из-за высокого уровня влажности и наличия низких температур.
Использовать цемент портланд можно для строительных работ, в которых особое место занимает долговечность, прочность, влаго- и морозостойкость.
Чем портландцемент отличается от обычного цемента
Портландцемент — это улучшенная разновидность цемента за счет добавления в него соответствующих компонентов.
Основным отличием считается наличие в составе химических продуктов, имеющих более короткий срок хранения в сухом виде. В обычный цемент добавляются только пластификаторы и соответствующие минеральные добавки:
- кремнеземистые отходы;
- пемза;
- вулканические туфы.
В портландцементе же присутствуют различные силикаты и алюминаты. Для создания клинкера используются:
- Cao;
- SiO2;
- Al2O3;
- Fe2O3;
- MgO;
- SO3.
Главными особенностями строительного материала в данном случае считаются:
- Долговечность, так как портландцемент имеет повышенную стойкость к износу.
- Возможность противостоять низким температурам, что актуально, если работы будут выполняться в регионах, где постоянно минусовые показатели ртутного столбика.
- Достаточно низкая цена, поскольку используемый сырьевой материал является доступным и не требует больших расходов на его добычу.
Портландцемент еще отличается от обычного тем, что первый быстрее можно довести до эксплуатационного состояния.
Особенности состава
Из чего же делают портландцемент? Основной состав строительного материала — это алит и белит, известковый камень. Дополнительно для производства портландцемента добавляются специальные минералы в соответствующей пропорции. Основные из них:
- кальций – 44%
- кремний – 14,5%;
- алюминий – 3,5%
- железо –2%;
- магний –1,6%.
Могут добавляться и такие компоненты, как глина, железная руда, и даже остатки литейных материалов. При этом их количество в общем должно составлять не более 1%.
Отвечая на вопрос, какой процент известняка непосредственно используется при производстве портландцемента, то он составляет 75-78%.
Как разводить портландцемент
Портландцемент — это простой в использовании строительный материал, поэтому, чтобы сделать раствор, требуется смешать сухой состав с водой. Пропорции обозначенных компонентов могут разниться в зависимости от требуемой густоты раствора на выходе.
Поэтому примерное количество воды может составлять от 1,4 до 2,1 (десятилитровых ведер) на 10 килограмм портландцемента. Более подробно можно посмотреть пропорции в таблице.
| Компоненты | Цемент (мешок 25 кг) (шт.) | Песок (ведро 10 л.) (шт.) | Щебень (ведро 10 л.) (шт.) | Вода (ведро 10 л.) (шт.) |
| Бетон М 300 | 1 | 4 | 7 | 1,5 |
| Кладочный раствор | 1 | 8 | — | 2 |
| Штукатурная смесь | 1 | 6,5 | — | 2 |
Количество воды для создания раствора нужной консистенции еще зависит непосредственно от влажности песка и щебня.
Приблизительно расчет должен выполняться по таким показателям:
- для цементно-песчаного раствора – 1 часть цемента на 0,6 литра воды;
- для бетона В25 (М350) –1:0,4;
- для бетона В15 (М200) – 1:0,6;
- для бетона В7,5 (М100) – 1:0,7.
[info-box type=»warning»]Обязательно требуется соблюдать обозначенные пропорции, чтобы в последующем не возникли проблемы с качеством выполненных работ.[/info-box]
Разновидности портландцемента, какие бывают основные марки
Портландцемент — это достаточно прочный строительный материал с наличием нескольких разновидностей. Основными из них считаются нижеперечисленные.
Быстротвердеющий (БТЦ)
Добавление этого вида портландцемента в бетонные смеси позволяет им застывать в течение 3-х суток. Ведь обычный портландцемент набирает свою прочность спустя 28 дней. Чтобы повысить крепость строительного материала, к основному составу клинкера производится добавление 10% пепла или пемзы и 15% гранулированного шлака.
Сульфатостойкий
Чтобы создать этот вид цемента, в клинкер домешивается трепел и диатомит, а, чтобы смесь имела большую пластичность, кладут глину, которая имеет низкое содержание глинозема. При этом, в клинкере должны отсутствовать активные добавки, поскольку они способствуют усилению процесса выделения тепла непосредственно при затвердевании раствора.
Тампонажный
Используется этот вид строительного материала для тампонирования нефтяных и газовых скважин. Портландцемент изготавливают непосредственно из материалов, утвержденных согласно ГОСТу, поэтому производство должно соответствовать установленным требованиям технологического процесса. В учет берется норма текучести, прочности и время застывания.
Дополнительно нужно обозначить и такие разновидности высококачественного стройматериала:
- нормальнотвердеющий;
- пластифицированный;
- гидрофобный;
- дорожный;
- с умеренной экзотермией;
- с поверхностноактивными органическими добавками.
Существует еще белый и цветной портландцемент. Основное отличие заключается в добавлении в них специальных пигментов и красящих оксидов.
Маркировка на упаковках свидетельствует о том, где можно применять усовершенствованный стройматериал. На сегодня в продаже встречаются такие марки портландцемента:
- ПЦ500Д20;
- ПЦ400Д0;
- ПЦ500Д0;
- ПЦ400Д20.
Значения 400 и 500 подразумевают под собой выдержку нагрузки определенного количества килограмм на квадратный метр (кг/м3). При этом буква «Д» показывает, какой процент примесей использовался в клинкере.
Технические характеристики и физические свойства
В качестве технических характеристик и основных свойств портландцемента, определяющих его востребованность, выделяют:
- Тонкость помола приблизительно 40 микрон. Соответствие стандарту определяется способностью цементного порошка просыпаться сквозь сито №008.
- Удельный вес продукта составляет 1600 кг/м3 – для уплотненных смесей и 1100 кг/м3 – для насыпных.
- Водопотребность указанного строительного материала достаточно мала, поэтому для приготовления раствора используют не более 25-28% воды относительно массы применяемого цемента. Если жидкости добавить больше, то бетон при затвердевании будет расслаиваться. При использовании меньшего количества воды, непосредственно на готовом изделии станут образовываться трещины.
- Схватывается раствор в основном за 40-45 минут, но в зависимости от условий окружающей среды, процесс затвердения может отличаться. Например, если используется раствор зимой, то время схватывания происходит в пределах 10-12 часов.
- При застывании раствора на улице, он может уменьшиться в объеме до 0,5-1 мм/м, а при смешивании сухого цемента с водой, он способен увеличиваться до 0,5 мм/м.
Плотность готового продукта зависит от присутствующих в цементе добавок. К примеру, если смесь находится непосредственно в рыхлом состоянии, то ее плотность составляет 1,1 т/м3, в уплотненном – до 1,5-1,7 т/м3.
Физические свойства портландцемента отображают его главные преимущества. Основными из них считаются:
- Устойчивость к антикоррозийным процессам, так как в материал добавляются вещества, которые препятствуют химактивности солей. Дополнительно в состав портландцементов включаются примеси, снижающие пористость бетона.
- Период хранения цемента в заводской упаковке при соблюдении правил составляет 1 год. Обусловлено это тем, что, спустя 3 месяца после изготовления портландцемента даже при хранении его в упаковке теряется активный состав до 20%. Через 12 месяцев потери могут составлять уже 40%.
- Прочность сжатия обозначает насколько быстро может схватываться цементный раствор. Есть 3 класса прочности: 22,5; 42,5; 52,5.
Главные свойства портландцемента свидетельствуют об улучшенной структуре материала, поэтому его допускается применять даже в холодных климатических зонах.
Рассмотрев, что такое портландцемент и его особенности, главное – помнить, что требуется соблюдать соответствующие правила создания раствора при строительстве.
| ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ Если в конструкции используется фирменный материал, то это бетон — знакомый камнеподобный материал. Источник: фотография Рэнди Шетцла, профессора географии, штат Мичиган. Этот материал имеет |
На портландцемент приходится более 95% всего производимого цемента.
Аспдин в поисках
Сырье обрабатывается во вращающемся цилиндрическом
Один экземпляр может быть распечатан для личного пользования. Пожалуйста свяжитесьЧто такое портландцемент и как он производится?
Портландцемент (PC) представляет собой мелкий порошок, который производится путем нагревания известняка и глинистых минералов в печи с образованием клинкера. Клинкер перемалывается в мелкий порошок с добавлением небольшого количества других материалов. Это самый распространенный вид цемента в мире. Он используется в качестве основного ингредиента бетона, раствора, штукатурки и т. д. Он назван портландцементом из-за его сходства с портландским камнем, который был найден на острове Портленд в Дорсете, Англия.
- Он был изобретен Джозефом Аспдином в 1824 году. Но заслуга изобретения современного портландцемента принадлежит его сыну Уильяму Аспдину в 1840-х годах.
Сырье для поликарбоната
Различное сырье, используемое в производстве поликарбоната, включает
1.
Известняковые породы (CaCO3 > 75%, такие как известняк, мергель, мел)
2. Глинистые породы (CaCO3 < 40 % (например, глина и сланец)
3. Известняковые породы (40-75 % CaCO3, например, глинистый известняк, глинистый мергель)
Для производства поликарбоната могут использоваться материалы из любых двух этих групп, но они должны содержать в надлежащем виде и пропорциях известь, кремнезем и оксид алюминия.
Химический состав портландцемента
Сырье, которое используется в производстве портландцемента, в основном состоит из извести, кремнезема, глинозема и оксида железа.
В цементе содержание оксида составляет около 90%. Оксидный состав обычного портландцемента приведен ниже:
Общее название | Оксид | 3 Сокращение 57 Соответствующие пределы состава (в %) | |
Известь | CaO | C | 60-66 |
Силикагель | SiO2 | 19-25 | |
Глинозем | Al2O3 | А | 17 3-000117 |
Оксид железа | Fe2O3 | F | 1-5 |
Магнезия | MgO | М 1 509017 | 017 |
Щелочи | |||
Сода | Na2O | N | |
Калия | K2O | K | 0,5- 1 |
Триоксид серы | SO3 | 233 |
010057 Читайте также: 16 Типы цемента, используемые в строительных работах
Типовой химический анализ ПК: Пункт
Процент
1.
CaO
63,6
2.
SiO2
7
11
3.
Al2O3
6
4.
1 109017
7 Fe22 017
2.4
5.
SO3
1.4
6.
MgO
2,4
| 90 7 | Na2O | 0,1 | |
8. | K2O | 0,7 | |
Потери при прокаливании | 1,3 | ||
10. | Нерастворимый остаток | 0,3 | |
11. | CaO свободный |
При нагревании сырья в печи оксиды взаимодействуют между собой и образуют более сложные соединения. Портландцемент состоит из 4 основных химических соединений.
Эти четыре соединения приведены в таблице ниже:
Наименование | Химическая формула | Аббревиатура 5 90 11 | Проценты |
Трехкальциевый силикат | 3CaO.SiO2 | C3S | 51 |
Двухкальциевый силикат | 2CaO.SiO2 | C2S | 23 |
Трехкальциевый алюминат | 5 3CaO.Al2O1 9000 005 C3A | 8 | |
Алюмоферрит тетракальция | 4CaO.Al2O3. Fe2O3 | C4AF | 9 |
1.
Трикальцийсиликат
Процесс производства портландцемента…
Пожалуйста, включите JavaScript
Процесс производства портландцемента – узнайте, как осуществляется производство цемента
Он быстро затвердевает при добавлении воды и отвечает за начальное схватывание и раннюю прочность.
2. Двухкальциевый силикат
Медленно затвердевает. Влияние C3S на силу увеличивается с возрастом старше одной недели.
3. Алюминат трикальция
В первые несколько недель способствует развитию силы. Он гидратируется первым среди всех четырех соединений ПК. Поскольку он производит сильное тепло, а также вступает в реакцию с почвой и водой с концентрацией сульфатов от умеренной до высокой, он считается наименее желательным компонентом ПК.
4. Алюмоферрит тетракальция
Он очень быстро гидратируется, но очень мало влияет на прочность бетона. Он снижает температуру клинкера, то есть температуру, при которой образуется клинкер.
Производство портландцемента (ПЦ)
- Сначала сырье, полученное из источника, измельчается до размера мелких частиц.
- Сырье смешивают и смешивают таким образом, чтобы получить однородный химический состав, содержащий карбонат кальция (CaCO3), диоксид кремния (SiO2), оксид алюминия (Al2O3), оксид железа (Fe2O3) и т. д.
- Теперь смешанную сырьевую смесь нагревают до температуры, при которой вся влага из нее выходит в виде пара или водяного пара.
- Сухую сырьевую смесь нагревают до 8000С. При этой температуре происходит диссоциация карбоната кальция на оксид кальция (известный как свободная известь) и углекислый газ, который выделяется в виде газа.
- При повышении температуры выше 8000С начинается образование основных активных соединений портландцемента. А завершение этого процесса происходит при 1400-16000С. Конечным продуктом, который мы получаем, является ПК клинкер. Обычно 1 тонна клинкера производится из 1,8 тонны сырья.
