Alsatelecom.ru

Стройматериалы
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Портландский цемент что это

портландцемент

В цементах Portland представляют собой гидравлические связующие вещества , состоящие в основном из гидравлических силикатов кальция , которые устанавливают и затвердевают под химической реакцией с водой называется гидратацией . Когда паста ( цемент , воздух и вода ) добавляют к заполнителей ( песок и гравий , щебень или другого сыпучего материала), он действует как клей и связывает агрегаты вместе , чтобы сформировать камень типа массы, бетона , наиболее универсальный и широко используемый искусственный материал.

Резюме

  • 1 рассказ
  • 2 Во Франции
  • 3 Производство
  • 4 ссылки
  • 5 См. Также
    • 5.1 Связанные статьи
    • 5.2 Внешние ссылки

История

Исследования Луи Вика 1818 года были сосредоточены на возможности получения гидравлической извести из отдельных элементов — глины и известняка, а также искусственных пуццоланов, которые он обнародовал. В 1824 году британец Джозеф Аспдин подал патент на цемент, который он назвал «портландцемент» . Название Портленд связано с его сходством с портлендским камнем , карьеры которого расположены на побережье Дорсета, почти в 400 километрах от Лидса. Патент предусматривает, что смесь глиняной пыли и известняка агломерируется водой и нагреванием до тех пор, пока из нее не будет удалена вода. Результат измельчается и кальцинируется в декарбонизаторе, который был разработан для производства извести.

Этот патент критиковали за расплывчатость. Не было информации об относительных количествах извести и глины, которые должны быть использованы, и не было упоминания о необходимости сжигать смесь при температуре, значительно превышающей температуру обычной печи для обжига извести. Первый портландцемент был быстросхватывающимся цементом , то есть быстротвердеющим цементом, и поэтому сильно отличался от того, что мы знаем сегодня.

Мы можем отметить здесь существование «природного цемента», который до сих пор добывают в подземном карьере в Гренобле, что связано с первыми действиями Луи Вика.

Это был сын Аспдина, Уильям Аспдин , который индустриализировал изобретение своего отца. На портландцемент будет обращено внимание Марка Исамбарта Брунеля, который будет использовать его при строительстве туннеля под Темзой , хотя он доступен по цене вдвое дороже лучшего римского цемента , с которым он конкурирует. Каталонский архитектор Гауди будет использовать портландцемент для острия колокольни фасада Рождества Христова Храма Святого Семейства .

Развитие современного портландцемента является то результатом кропотливых исследований в области науки и промышленности кругах в XIX — м веке , чтобы производить высококачественный цемент. Сохранилось название «портландцемент». Он используется во всем мире, и многие производители добавляют к нему свои торговые марки.

Во Франции

Эта страна является крупнейшим европейским производителем портландцемента, обеспечивая 16% европейского производства, опережая Германию (12%) и Испанию (10%). Однако, несмотря на высокий уровень производства, внутренний рынок остается дефицитным (с -81 млн евро примерно в 2016 г.). 11% французского цемента экспортируется, особенно в Германию , США и Великобританию (более 50% из 227 миллионов евро экспорта). Франция импортирует больше у своих европейских соседей, чем экспортирует (на 308 миллионов евро в 2016 году), из Бельгии , Испании , Люксембурга и Германии . Согласно отчету INSEE в 2018 году (на основе данных за 2016 год), годовой оборот этого сектора во Франции составляет 2,08 миллиарда евро, и его достигают только 12 компаний, в том числе пять владеют 95% рынка и 35 из них. 43 производственных единицы (81,4%). Количество сотрудников невелико (3600 человек), учитывая объемы производства и в основном сгруппированные в пяти регионах: 20% из них работают в Овернь-Рона-Альпы , 14% в Гранд-Эст , 12% в Провансе-Альпах-Кот-д’И. Azur , 11% в Нью — Аквитании и 10% в Occitan регионе , потому что растения всегда рядом с карьерами из известняка , тяжелого материала и , следовательно , дорогой к транспорту, который также поощряли растения разделить на во всех областях с известняковыми ресурсами. Это объясняет, почему в гранитных регионах, таких как Бретань , нет цементных заводов (даже если раньше там было несколько печей для обжига извести, что является результатом традиции кустарного производства извести из моллюсков). У зарубежных департаментов ( Гваделупа , Мартиника , Гайана и Реюньон ) есть цементные заводы, на которых работает около 4% сотрудников цементного сектора.

Портландцементы составляют около 75% французского производства. Германия производит меньше портландцемента, но производит почти эквивалентный объем специальных гидравлических цементов, белых, глиноземистых или быстрых, занимая первое место в Европе по производству цемента с почти половиной европейских мощностей, опережая Францию ​​(20%), затем Польшу (4%) и Соединенное Королевство (4%).

Читайте так же:
Блокнот для замешивания цемента

Поскольку клинкер (нераспыленный цемент) используется непосредственно для производства цемента, он продается очень мало (около 3% счетов-фактур для цементного сектора во Франции). Колумбия производит и экспортирует большое количество клинкера, однако количество остается «низким по сравнению с французским производством», согласно INSEE.

Производство

Портландцемент — это продукт, полученный путем измельчения клинкера, состоящего в основном из гидравлических силикатов кальция, к которым добавлены различные формы сульфата кальция ( гипс / гипс ), а также различные добавки, выбранные производителем.

Материалы, которые используются для производства портландцемента, должны содержать в соответствующих пропорциях извести , кремнезем , глинозем и железо .

Состав портландцементного клинкера.

Минералогический состав портландцементного клинкера.

  • Химический состав портландцементного клинкера дан в таблице 1.5.1.
  • Основные минералы, которые может содержать портландцементный клинкер, даны в табл. 1.5.2.

Портландцементный клинкер. Клинкерные минералы не являются чистыми соединениями, а представляют собой смеси, содержащие в незначительном количестве компоненты других минералов в виде смешанных кристаллических соединений; это относится и к остальным химическим примесям клинкера, которые не могут образовать самостоятельных фаз. Поэтому, чтобы четко отличать чистые соединения от клинкерных минералов, Териебом в 1897 г. дал основным минералам клинкера C3S и C2S названия «алит» и «белит» и, еще не зная их состава, исследовал под микроскопом отличия между ними.

Алит. Белит.

Белит.

Таблица 1.5.1. Химический состав портландцементного клинкера, %

Потери при прокаливании 0,5 — 3
SiO216-26CaO58-67
Al2O34-8MgO1-5
Fe2o32-5K2O+Na2O0-1
Mn2O30-3SO30,1-2,5
TiO20-0,5P2O50-1,5

При дальнейшем медленном охлаждении из β-C2S может образоваться стабильная ɣ-форма. Этот процесс протекает с увеличением объема на 10% и при определенных условиях может привести к рассыпанию клинкера. Быстрое охлаждение клинкера и наличие примесей препятствует переходу белита в гидравлически инертную ɣ-фазу, снижающую его качество.

Белит твердеет значительно медленнее алита, но в конце кондов достигает такой же прочности, как алит.

Если в клинкере глинозема содержится меньше, чем оксида железа (в молях), то оба компонента, вступая в соединение с известью, образуют алюмоферрит кальция (см, табл. 1.5.2.) —смешанно-кристаллическую фазу с конечным членом 2CaO•Fe2O3, где Fe может непрерывно замещаться Al. Этот смешанно-кристаллический ряд сохраняет стабильность до молярного отношения Al2O3:Fe2O3=2:1; однако в портланд-цементном клинкере, содержащем только соединения, богатые известью, ряд завершается уже при отношении 1:1. Если в клинкере преобладает глинозем, то его избыток сверх указанного отношения (как это имеет место в формуле 4CaO•Al2O3•Fe2O3) образует трехкальцисвый алюминат, богатый известью.

Трехкальциевый алюминат очень легко вступает в реакцию с водой, однако не имеет ясно выраженных гидравлических свойств и совместно с силикатами повышает начальную прочность цемента. Алюмоферрит кальция мало способствует гидравлическому твердению цемента.

Как уже указывалось щелочи только тогда попадают в клинкерные фазы, когда количество SO3, содержащееся в клинкере, недостаточно для полного образования щелочных сульфатов. Щелочи входят в состав всех клинкерных фаз, однако преимущественно содержатся в алюмииатной фазе в виде смешанных кристаллов, причем состав, указанный в формуле табл. 1.5.2, может быть получен только в присутствии SiO2.

Гидравлическое вяжущее. Цемент и портландцемент

Презентация к уроку

План урока

По предмету: “Основы материаловедения”

Цели урока:

образовательные:

  • формирование у учащихся первичных знаний о цементе и портландцементе, применяемых для приготовления строительных растворов;
  • обеспечение условий для формирования общеучебных компетенций (учебно-познавательной и информационно-коммуникативной);
  • создание условий для устойчивого познавательного интереса к изучению предмета.

развивающие:

  1. развитие умения обобщать и систематизировать теоретические знания;
  2. создание условий для организации самостоятельной работы.

воспитательные:

  • обеспечение условий для осмысления значимости изучаемого материала для становления основ профессионального мастерства.

Тип урока: урок изучения нового материала

Формы: фронтальная, парная, индивидуальная

Программно-дидактическое обеспечение: презентация “Цемент и портландцемент”, видеоролики, тест, карточки, виртуальная лабораторная работа “Определение марки портландцемента”, лист рабочей тетради, таблица “Минеральный состав портландцементного клинкера”

Оборудование: компьютеры, проектор, экран, колонки, учебники.

Межпредметные связи:

— Химия — использование химических формул

— Информатика — работа с компьютером

— Технология — “Штукатурные работы”

— История — “Развитие науки и техники в 17-18 веках”

Читайте так же:
Как набрасывать цементный раствор

Ход урока

1. Постановка темы и целей урока

Сегодня на уроке мы познакомиться с видами и производством цемента и портландцемента, выполним виртуальную лабораторную работу. (слайд 1)

Ответьте на вопрос:

Зачем нам необходимо знать о цементе? Но для успешного достижения нашей цели необходимо повторить пройденный материал из изученных вами ранее тем.(слайд 2)

2. Актуализация опорных знаний

Одни будут работать у доски по карточкам, другие отвечать на вопросы теста (выдача заданий теста по теме “Гипс”, выдача карточек “Расшифровать марки гипса”) (Приложение 1 и Приложение 2).

Пока ребята работают самостоятельно. Давайте ответим на несколько вопросов:

1. На какие группы по составу делят вяжущие вещества?

2. Дайте определение минеральным вяжущим.

3. Для какой цели служат минеральные вяжущие вещества

4. Перечислите известные вам минеральные вяжущие.

3. Изучение нового материала:

А сейчас мы узнаем откуда к нам пришло данное вяжущее.

(Выступление учащегося с докладом “История цемента”) (Приложение 3). (слайд 3)

Большой вклад в изучение вяжущих, внесли ученые (Выступление учащегося с докладом “Русские и советские ученые изучавшие твердение вяжущих веществ”). (Приложение 4) (слайд 4)

3. Объяснение преподавателя

1. Среди строительных материалов цементу принадлежит ведущее место. Цемент относится к группе минерального вяжущего, поскольку материал, используемый для его получения минеральной породы. Также цемент — это гидравлическое вяжущее. Поскольку набор прочности и затвердевания происходит в присутствии воды, полученные твердые соединения нерастворимы в воде. Портландцемент — это гидравлическое вяжущее, получаемое тонким измельчением клинкера и небольшого количества гипса, твердеющее как на воздухе, так и в воде.

Кроме портландцемента на основе портландцементного клинкера выпускают много других видов цементов. (слайд 5)

Промышленность выпускает разнообразные виды цементов: портландцемент, быстротвердеющий, белый, сульфатостойкий, гидрофобный, с минеральными добавками, тампонажный и многие другие.

2. Характеристика цемента. (слайд 6)

Все вяжущие обладают рядом свойств. Так и цементы имеют свои свойства

Плотность в зависимости от вида и количества добавок составляет 2900. 3200 кг/мЗ, насыпная плотность в рыхлом состоянии 1000. 1100 кг/мЗ, в уплотненном — до 1700 кг/мЗ.

Тонкость помола характеризуется количеством цемента, проходящим через сито (размер отверстий 0,08 мм). Согласно ГОСТу через сито с сеткой № 008 должно проходить не менее 95 % цемента.

Сроки схватывания, рассчитываемые от момента затворения, должны быть: начало — не ранее 45 мин; конец — не позднее 10 ч. Эти показатели определяют при температуре 20°С. Если цемент затворяют горячей водой (более 40°С), может произойти очень быстрое схватывание.

При твердении на воздухе цементное тесто уменьшается в объеме. Усадка на воздухе составляет около 1 мм/м, а в воде цемент немного набухает увеличивается в объме до 0,5 мм/м. Однако изменение объема при твердении должно быть равномерным. Это свойство проверяют на лепешках из цементного теста, которые не должны растрескиваться после пропаривания в течение 3 ч (до пропаривания лепешки 24 ч твердеют на воздухе).

Прочность портландцемента характеризуется его маркой. Делят на высокопрочные, повышенной прочности, рядовые и низкомарочные.

3. Марки выражаются в числах 1 кг/см 2 (слайд 7)

Марку определяют по пределу прочности при сжатии и изгибе образцов-балочек 40x40x160 мм, изготовленных из цементно-песчаного раствора (состава 1 : 3) стандартной консистенции и твердевших 28 суток (первые сутки в формах на влажном воздухе и 27 сут. в воде при 20°С). Промышленность выпускает портландцемент четырех марок: 400; 500; 550 и 600, которые обозначают прочность при сжатии соответственно в пределах от 100-600МПа

Цемент марки М-600 благодаря своей прочности называют “Военным”

В зависимости от способа приготовления смеси различают сырой, мокрый и комбинированный. (слайд 8)

— Как вы думаете, какой из способов получения портландцемента самый дешевый?

— Объясните, почему вы так считаете?

Производство портландцемента складывается в основном из следующих операций:

— приготовление сырьевой смеси,

— обжиг ее до получения цементного клинкера

— помол клинкера совместно с добавками.

4. Сейчас мы с вами проследим процесс производства цемента и портландцемента. (слайд 9)

Видео (карьерные работы)

Учитель: В природе есть горная порода, обеспечивающая получение клинкера такого состава,- мергель, который представляет собой тесную смесь известняка с глиной. Но чаще используют известняк и глину (добываемые отдельно) в соотношении 3 : 1 (по массе). Кроме основных компонентов в сырьевую смесь вводят корректирующие добавки содержащие оксиды кремния, алюминия и железа, и промышленные отходы, обеспечивающие требуемый состав клинкера.

Читайте так же:
Как рассчитать цемент для ленточного фундамента калькулятор

Добытое в карьерах природное («первичное») сырье. Доставляют на завод. (слайд 10)

Доставлять сырье можно не только автомобильным, но железнодорожным транспортом

Видео (доставка сырья на завод)

Учитель: Измельчение твердых сырьевых материалов, транспортируемых с помощью специальных питателей и дозаторов в сырьевое отделение со склада, осуществляется в щековых дробилках. (слайд 11)

Видео (подготовка сырья)

Учитель: Затем помольных агрегатах — шаровых трубных мельницах.

Видео (помол в шаровых мельницах)

Учитель: Одновременно с измельчением до определенной тонкости помола сырьевых материалов в мельнице происходит смешивание известняковых и глинистых компонентов, а также добавок (огарков). (слайд 12)

Подготовленная сырьевая смесь заданного химического состава, определенной влажности и тонкости помола подается в обжиговую вращающуюся печь, которая представляет собой стальную трубу диаметром до 7 м и длиной до 185 м. Изнутри труба выложена огнеупорным кирпичом. Печь установлена под небольшим (3 0 . 4 0 ) углом к горизонту и вращается (0,8. 1,3 мин), благодаря чему сырьевая смесь перемещается в ней от верхнего конца к нижнему, куда подается топливо. (слайд 12)

Видео (обжиг клинкера)

Учитель: В состав портландцементного клинкера входят четыре основных минерала (таблица) (Приложение 5) и небольшое количество стеклообразного вещества. Как видно из таблицы, портландцементный клинкер в основном (на 60. 80%) состоит из силикатов кальция, из-за чего портландцемент также называют силикатным цементом.

После выхода из печи клинкер охлаждается и подается на клинкерный склад, а затем — на помол. (слайд 13)

Завершающий этап получения цемента — это измельчение и смешивание клинкера с добавками (гипс, песок и др.) в цементных мельницах. (слайд 14)

Свойства портландцемента зависят от его минерального состава и тонкости помола клинкера.

Полученный цемент после мельниц подается пневмокамерными или пневмовинтовыми насосами в силосы запаса.

При взаимодействии с влагой воздуха активность портландцемента падает, поэтому его предохраняют от действия влаги. Портландцемент хранят в силосах (высоких цилиндрических емкостях из бетона или металла). (слайд 15)

На строительство его доставляют в специальных вагонах, автомобилях-цементовозах или упакованный в многослойные бумажные или полиэтиленовые мешки. (слайд 16)

Применяют портландцемент для изготовления бетона, железобетона, кладочных, штукатурных и специальных растворов. При возведении подземных и подводных частей зданий и сооружений. Портландцемент не рекомендуют использовать для конструкций, подвергающихся действию морской, грунтовых, а также проточной пресной воды. В этих случаях применяют сульфатостойкие , с минеральными добавками. Портландский цемент, который является высококачественным и достаточно дорогим материалом, необходимо расходовать экономично, заменяя, где это возможно, более дешевыми вяжущими известью, гипсовыми вяжущими, смешанными цементами. (слайд 17)

4. Закрепление изученного материала

Задание группе выполнение лабораторной работы (виртуальная) [3]

Учитель: А теперь для закрепления материала мы разделимся по 2 человека. Вы садитесь за компьютеры для выполнения лабораторной работы “Определение марки портландцемента”. После выполнения лабораторной работы необходимо заполнить листы рабочей тетради [2] (Приложение 6) пользуясь учебником [1] .

5. Рефлексия

Учитель: А сейчас с учетом ваших письменных и устных ответов, лабораторной работы поставьте себе оценки за урок. А я проанализирую ваши работы и на следующем уроке поставлю вам оценки. Но сегодня мне хочется отметить работу.

И в заключение я включу вам видеоролик “Цементный завод будущего”. (слайд 18)

6. Домашнее задание

Написать мини-сочинение на тему “Влияние цементного производства на экологию”. (слайд 19)

Список литературы.

1. Пузанкова В.Ф. Материалы для штукатурных и облицовочных работ.- М.: “Академия”, 2005. -174 с.

2. Е.Е.Главатских. Рабочая тетрадь по учебной дисциплине “Основы материаловедения”, 2011.-80с.

3. Диск с лабораторной работой “Материаловедение. практикум для строителей-отделочников”.

Портландский цемент что это

§ 22. Портландцемент

Гидравлическая известь обладает рядом недостатков. Главные из них: необходимость твердения на воздухе первые 7. 14 сут, низкие прочность, морозо- и воздухостойкость. Поэтому велись поиски более совершенного вяжущего вещества. Практически одновременно (1824 — 1825) независимо друг от друга Егор Челиев в России и Джозеф Аспдин в Англии путем высокотемпературного обжига до спекания смеси известняков и глины получили вяжущее, обладающее большей водостойкостью и прочностью. Производство нового вяжущего, названного впоследствии портландцементом, совершенствовалось и быстро расширялось. Уже в начале XX в. портландцемент стал одним из основных строительных материалов.

Читайте так же:
Химическая формула цемента гипса

Портландцемент — гидравлическое вяжущее, получаемое тонким измельчением портландцементного клинкера и небольшого количества гипса (1,5. 3%). Клинкер получают обжигом до спекания сырьевой смеси, обеспечивающей в портландцементе преобладание силикатов кальция. К клинкеру для замедления схватывания цемента добавляют гипс. Для улучшения некоторых свойств и снижения стоимости портландцемента допускается введение минеральных добавок (до 15%). Кроме портландцемента на основе портландцементного клинкера выпускают много других видов цементов.

Производство. Основные операции при получении портландцемента: приготовление сырьевой смеси, обжиг ее до получения цементного клинкера и помол клинкера совместно с добавками.

Соотношение компонентов сырьевой смеси выбирают с таким расчетом, чтобы полученный при обжиге портландцементный клинкер имел следующий химический состав (в %): СаО — 62. 68, SiО2 — 18. 26, Аl2О3 — 4. 9, Fe2О3 — 2. 6. В природе есть горная порода, обеспечивающая получение клинкера такого состава,- мергель, который представляет собой тесную смесь известняка с глиной. Но чаще используют известняк и глину (добываемые отдельно) в соотношении 3:1 (по массе). Кроме основных компонентов в сырьевую смесь вводят корректирующие добавки.

Тщательно подготовленную сырьевую смесь подают на обжиг во вращающуюся печь (рис. 15), которая представляет собой стальную трубу диаметром до 7 м и длиной до 185 м. Изнутри труба выложена огнеупорным кирпичом. Печь установлена под небольшим (3. 4°) углом к горизонту и вращается (0,8. 1,3 об/мин), благодаря чему сырьевая смесь перемещается в ней от верхнего конца к нижнему, куда подается топливо. Максимальная температура обжига 1450°С. При таких высоких температурах оксид кальция СаО, образовавшийся в результате разложения известняка, взаимодействует с кислотными оксидами SiО2, Аl2О3 И Fe2О3, образующимися при разложении глины. Продукты взаимодействия, частично плавясь и спекаясь друг с другом, образуют так называемый портландцементный клинкер — плотные твердые куски серого цвета. В состав портландцементного клинкера входят несколько минералов (табл. 5) и небольшое количество стеклообразного вещества.


Рис. 15. Вращающаяся печь для обжига цементного клинкера

МинералФормулаКоличество, %
Трехкальциевый силикат (алит)3СаО · SiО2 (C3S) *42. 65
Двухкальциевый силикат (белит)2СаО · SiО2 (C2S)12. 35
Трехкальциевый алюминат3СаО · Аl2О33А)4. 14
Четырехкальциевый алюмоферрит4СаО · Аl2О3 · Fe2О3(C4AF)10. 18/td>

* ( В скобках сокращенное обозначение клинкерных минералов.)

Как видно из таблицы, портландцементный клинкер в основном (на 60. 80%) состоит из силикатов кальция.

Для получения портландцемента клинкер размалывают в трубных или шаровых мельницах с гипсом и другими добавками. Свойства портландцемента зависят от его минерального состава и тонкости помола клинкера.

При взаимодействии с влагой воздуха активность портландцемента падает, поэтому его предохраняют от действия влаги. Портландцемент хранят в силосах (высоких цилиндрических емкостях из бетона или металла). На строительство его доставляют в специальных вагонах, автомобилях-цементовозах или упакованным в многослойные бумажные или полиэтиленовые мешки.

Твердение. При смешивании с водой частицы портландцемента начинают растворяться, причем одновременно происходят гидролиз (разложение водой) и гидратация (присоединение воды) продуктов растворения с образованием гидросиликатов и гидроксида кальция и других гидратных соединений. В качестве примера рассмотрим взаимодействие с водой силикатов кальция:

Основной продукт твердения — гидросиликаты кальция — практически нерастворим в воде. Они, выпадая из раствора, сначала в виде геля (жесткого студня), а затем, кристаллизуясь, придают прочность твердеющему цементу. Алюминат С3А и алюмоферрит C4AF кальция ведут себя подобным же образом. Различие между минералами наблюдается в скорости взаимодействия с водой, т. е. в скорости твердения. Быстрее всех твердеет трехкальциевый алюминат С3А и трехкальциевый силикат C3S.

Процесс твердения портландцемента из-за малой растворимости его компонентов растягивается на длительное время (месяцы и годы). Однако нарастание прочности с течением времени замедляется. Поэтому качество цемента принято оценивать по прочности, набираемой им в первые 28 сут твердения.

Коррозия цементного камня. Портландцемент, будучи гидравлическим вяжущим, при нахождении в воде твердеет, набирая все большую прочность, и вместе с тем, если вода (а еще хуже — водные растворы солей или кислот) начинает просачиваться (фильтроваться) сквозь цементный камень, он постепенно разрушается. Этот процесс называется коррозией цементного камня; развитие его приводит к разрушению цементных бетонов и растворов. В зависимости от вида коррозионных агентов различают несколько видов коррозии.

Физическая коррозия (выщелачивание). Один из продуктов твердения трехкальциевого силиката C3S — гидроксид кальция Са(ОН)2 — вещество, заметно растворимое в воде (около 2 г/л). Поэтому при фильтрации пресной воды через цементный камень происходит вымывание Са(ОН)2 и перенос его на поверхность. На бетоне и растворе появляются белесые выцветы. Чем больше вымывается Са(ОН)2 из цементного камня, тем более пористым становится бетон. Процесс коррозии продолжается вплоть до полного разрушения материала.

Чтобы увеличить стойкость цементного камня к выщелачиванию, к цементу добавляют активные минеральные добавки, связывающие Са(ОН)2 в нерастворимые гидросиликаты.

Солевая и сульфатная коррозии. Еще сильнее разрушается цементный камень при фильтрации через него минерализованных вод: внутри цементного камня происходят различные химические реакции между растворенными в воде солями и продуктами твердения цемента.

Особенно опасны растворы сульфата кальция CaSО4 (и вообще растворы, содержащие сульфат ион SO -2 4). Сульфат кальция, соединяясь с гидроалюминатом кальция, образует гидросульфоалюминат кальция.

Объем этого новообразования за счет большого содержания кристаллизационной воды в 2,5 раза превышает объем исходного гидроалюмината, что и вызывает разрушение затвердевшего цементного камня. Этот процесс называется сульфатной коррозией.

Для предотвращения коррозии цементного камня нужно правильно выбирать тип цемента и самое главное тщательно защищать цементные бетоны и растворы от фильтрации через них воды (гидроизоляционная защита).

Свойства портландцемента. К основным свойствам портландцемента относятся: плотность и объемная насыпная масса, тонкость помола, сроки схватывания, равномерность изменения объема при твердении и прочность затвердевшего цементного камня.

Плотность портландцемента в зависимости от вида и количества добавок составляет 2,9. 3,2 г/см 3 , насыпная плотность в рыхлом состоянии 1000. 1100 кг/м 3 , в уплотненном — до 1700 кг/м 3 .

Тонкость помола характеризуется количеством цемента, проходящим через сито № 008 (размер отверстий 0,08 мм), и его удельной поверхностью. Согласно ГОСТ 10178 — 76 через сито № 008 должно проходить не менее 85% цемента; при этом удельная поверхность у обычного портландцемента должна быть в пределах 2000. 3000 см 2 /г и у быстротвердеющего портландцемента 3500. 5000 см 2 /г.

Сроки схватывания портландцемента должны быть: начало — не ранее 45 мин от момента затворения; конец — не позднее 10 ч с момента затворения. Эти показатели определяют при температуре 20°С. Если цемент затворяют горячей водой (более 40°С), может произойти очень быстрое схватывание.

Прочность портландцемента характеризуется маркой, которая определяется по пределу прочности при сжатии и изгибе образцов-балочек размером 40X40X 160 мм, изготовленных из цементно-песчаного раствора (состав 1:3 по массе) стандартной консистенции (водоцементное отношение В/Ц ≈ 0,4) и твердевших 28 сут (первые сутки в формах на воздухе и 27 сут в воде комнатной температуры).

Промышленность выпускает портландцемент четырех марок:

Твердение портландцемента сопровождается выделением большого количества теплоты. Так как эта теплота выделяется в течение длительного времени (дни, недели), заметного разогрева цементного бетона или раствора не происходит. Однако если объем бетона велик (например, при бетонировании плотин, массивных фундаментов), то потери теплоты в окружающее пространство будут незначительны по сравнению с общим количеством выделяющейся теплоты и возможен разогрев бетона до температуры 70. 80°С, что приведет к его растрескиванию.

Равномерность изменения объема. При твердении цементное тесто уменьшается в объеме. Усадка на воздухе составляет около 0,5. 1 мм/м. При твердении в воде цемент немного набухает (до 0,5 мм/м). Однако изменение объема при твердении должно быть равномерным. Это свойство проверяют на лепешках из цементного теста, которые не должны растрескиваться после пропаривания в течение 3 ч (до пропаривания лепешки 24 ч твердеют на воздухе). Неравномерность изменения объема возникает из-за присутствия в цементе свободных СаО и MgO, находящихся в виде пережога (см. § 20).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector