Портландцемент,роль добавки гипса . Портланд цемент, компонентный состав

Это гидравлическое вяжущее вещество, в составе которого преобладают силикаты кальция (70-80%). Портландцемент – продукт тонкого измельчения клинкера с добавкой гипса (3-5%). Клинкер представляет собой зернистый материал («горошек»), полученный обжигом до спекания ( при 1450°С) сырьевой смеси, состоящей в основном из углекислого кальция (известняки) и алюмосиликатов (глины, мергеля, доменного шлака и др.). Небольшая добавка гипса регулирует сроки схватывания.

84.Портландцемент,роль активных минеральных добавок . Активными минеральными добавками называют природные или искусственные вещества, которые при смешении в тонкоизмельченном виде с воздушной известью и затворении водой образуют тесто, способное после твердения на воздухе продолжать твердеть и по водой.

Природные: горные породы (диатомит, трепел, опоку, горелые глинистые породы – глиежи), а также породы вулканического происхождения (пепел, туф, пемзу, витрофил, трасс). Искусственные -  побочные продукты и отходы промышленности: быстроохлажденные (гранулированые) доменные шлаки, белитовый (нефениловый) шлам – отход глиноземного производства, содержащий в своем составе до 80% минерала белита (двукальцтевого силиката), зола-унос – отход, получившийся при сжигании твердого топлива в пылевидном состоянии и улавливамый лектрофильтрами и другими устройствами.

Активная минеральная добавка химически связывает растворимый в воде гидрат окиси кальция, выделяющийся при твердении портландцемента, при этом повышаетсяплотность цементного камня, возрастает его сопротивление коррозии. Потому их применяют для повышения плотности, водостойкости и солестойкости бетонов и растворов. Некоторые из них используются для приготовления жароупорных бетонов и растворов на портландцементе.

85.Сырье и способы подготовки сырья для получения портландцементного клинкера. Сырьевыми мат-лами для производства клинкера служат известняки с высоким содержанием углекислого кальция (мел, плотный известняк, мергели и др.) - 75%, и глинистые породы (глины, глинистые сланцы), содержащие SiO2, Ai2O3 и Fe2O3 – 25%. В среднем на 1т цемента расходуется около 1,5т мин-го сырья. В сырьевую смесб входят добавки, корректирующие химический состав, регулирующие температуру спекания смеси и кристаллизацию минералов коинкера.

Приготовление сырьевой смеси состоит в тонком измельчении компонентов, осуществляется сухим (измельчение и тесное смешение сухих или высушенных сырьевых мат-лов, смесь получается в виде порошка), мокрым (если мягкое сырье имеет значительную влажность – мел, глины. Измельчение и смешение происходит в водной среде, смесь в видежидкотекучей массы), и комбинированным (подготовленный шлам до поступления в печь предварительно обезвоживается) способами.

86.Процесс обжига при получении портландцементного клинкера. Обжиг как при сухом, так и при мокром способе производства осуществляется в основном во вращающихся печах – длинный, расположенный слегка наклонно цилиндр (барабан) из литовой стали с огнейпорной футеровкой внутри. Сырье в виде порощка или в виде шлама подается в печь со стороны ее верхнего конца, а со стороны нижнего (горячего) конца вдувается топливо (природный газ, мазут и пр.). Горячие газы поступают навстречу сырью. Сырье занимает только часть печи по поперечному сечению, и при ее вращении со скорость 1-2 об/мин медленно движется к нижнему концу, проходя различные температурные зоны:

Зона испарения (высушивание сырья); зона подогрева (сырье нагревается с 200 до 700°С, сгорают органич. Примеси, удаляется вода, образуетсякаолинитовый ангидрид и др. соединения); зона кальцинирования (появляется значительное количество свободной окиси кальция,, зона экзотерических реакций…

87.Химический состав портландцементного клинкера. Химический состав клинкера выражают содержанием окислов (% по массе). Главными окислами являются: CaO – 63-66%, SiO2 – 21-24%, AI2O3 – 4-8%, Fe2O3 – 2-4%, суммарное количество которых составляет 95-95%. В небольших количествах в виде различных соединений могут входить MgO, SO3, Na2O, K2O, TiO2, Cr2O3, P2O5. В процессе обжига доводимого до спекания, главные окислы образуют алюминаты и алюмоферрит кальция в виде минералов кристаллической структуры, а некоторая часть их выходит в стекловидную фазу.

88.Минералогический состав портландцементного клинкера. Основными минералами клинкера являтся: алит – 3CaO*SiO2 (или C3S*) – самый важный минерал, определяе быстроту твердения, прочность и др. 45-60%; белит - 2CaO*SiO2 (или C2S*) 20-30%, медленно твердеет, но достигает высокой прочности при длительном твердении портландцемента. Содержание минералов-силикатов в клинкере в сумме около 75%, поэтому гидратация алита и белита в основном определяет технические свойства портландцемента. Остальные 25% составляет промежутоное вещество, заполняющее объем между кристаллами алита и белита, состоящее из кристаллов трехкальциевого алюмината (C3A), алюмоферрита кальция (C4AF), стекла и второстепенных минералов.

89.Портландцемент,плотность . Плотность пц-та (без минеральных добавок) составляет 3,05-3,15. Его объемная масса зависит от уплотнения и у рыхлого цемента составляет 1100 кг/м3, у сильно уплотненного – до 1600 кг/м3, в среднем – 1300кг/м3.

90.Портландцемент,тонкость помола. Тонкость помола цемента оценивается по стандарту путем просеивания предварительно высушенной пробы цемента через сито сеткой №008 (0,08мм); тонкость помола должна быть такой, чтобы через указанное сито проходило не менее 85% массы просеиваемой пробы.

Такжедля оценки дисперстности цемента проводят определение удельной поверхности с помощью специального прибора – поверхностемера.

91.Портландцемент,водопотребность . Водопотребность цемента определяется количеством воды ( в % от массы цемента), которое необходимо для получения цементного теста нормальной густоты. Нормальной густотой цементного теста считают такую его подвижность, при которой цилиндр – пестик прибора Вика, погруженный в кольцо, зополненное тестом, не доходит 5-7мм до пластинки, на которой установлено кольцо.Водопотребность пцемента в пределах 22-28%. При введении активных мин. Добавок осадочного происхождения (диатомита, трепела, опоки) водопотребность цемента повышается и может достигнуть 32-37%.

92.Портландцемент,равномерность изменения объема при твердении. Причиной неравномерного изменения объема цементного камня являются местные деформации, вызываемые расширением свободной CaO и периклаза MgO вследсивие их гидратации. По стандарту изготовленные из теста нормальной густоты образцы – лепешки через 24ч предварительного твердения выдерживают в течение 3ч в кипящей воде. Лепешки не должны деформироваться, не допускаются радиальные трещины.

93.Портландцемент,сроки схватывания. Начало схватывания портландцемента при температуре воды в растворе 20° С должно наступать не ранее 45 минут с момента приготовления раствора и заканчиваться не позднее чем через 10 часов.