Самый известный и основной вид цемента это портландцемент. Портландцемент это гидравлическое вяжущее которое способно твердеть в воде и на воздухе. Получают путем тонкого помола клинкера с добавлением соответствующих добавок. Клинкер представляет спекшуюся сырьевую смесь известняка и глины в виде зерен размером до 40 мм. Важнейшие свойства цемента, которые перечислены ниже, зависят на прямую от качества клинкера:
Получают цемент из клинкера, вещество которое образуется путем обжига в печи известняка и глины при высокой температуре. После резкого охлаждения и тонкого помола цементного клинкера получают вещество под названием портландцемент.
Для получения качественного портландцемента в клинкере должны содержаться следующие важнейшие оксиды (химический состав):
1.CaO-62…..68%,
2.SiO2-18…26%,
3/Al2O3 -4…9 %,
4/Fe2O3 -0.3….6 %.
В зависимости от минералогического состава получаемого клинкера изготавливают различные виды цементов,в состав которых вводят различные добавки для получения различных необходимых свойств и характеристик.
Классификация клинкеров в зависимости от содержания основных минералов
♣ Вяжущее низкой водопотребности (ВНВ)
Это новое эффективное вяжущее на основе портландцементного клинкера.Обладает минимальной водопотребностью среди всех существующих сегодня минеральных вяжущих.Нормальная густота ВНВ составляет 16%,а обычного портландцемента -24…30%.Получают ВНВ по более новой технологии которая заключается в совместном помоле (механохимической активации) клинкера портландцемента и суперпластификатора С-3.ВНВ получают трех видов:
1.ВНВ-100-без минеральных добавок;
2.ВНВ-50-совместным помолом компонентов следующего состава:(50 % портландцемента марки М-400,50 % активной минеральной добавки,С3;
3.ВНВ-30-состоит из 30 % портландцемента М-400,70% активной минеральной добавки,С3.
Читать далее на сайте http://stroivagon.ru технология производства цемента
В качестве активной минеральной добавки используют гранулированные шлаки,золу-унос,диатомиты,туфы,песок и другие.Прочность ВНВ существенно зависит от количества вводимой минеральной добавки.Удельная поверхность ВНВ 4800…5200 см ²/г.Морозостойкость бетонных образцов на основе ВНВ,составляет более 500 циклов.Сроки схватывания ВНВ можно широко регулировать от 30 минут до 24 часов при нормальных условиях твердения.Прочность при сжатии для ВНВ -100 составляет 90…100 МПА,для ВНВ-50 составляет-60 МПА,для ВНВ-30 прочность при сжатии составляет 40…50 МПА.
♣ Алинитовый цемент
♦ Алинитовый цемент (ТУ 21-20-53-83) получают на основе алинитового клинкера низко термального синтеза (обжигом при температуре 1000…1200 °С),который содержит хлорид кальция (хлорид магния).Содержание хлорида кальция в клинкере обеспечивает преимущественное содержание высокоосновного хлор силиката кальция(алинит),а также хлоралюмината,ортосиликата,хлорферита кальция .
Виды цементов и область их использования.
♠ Гипсоцементно-пуццолановое вяжущее
Это вяжущее получают тщательным смешиванием 50…70% полуводного гипса с 15…25% портландцемента и 10…25 % активной минеральной добавки, содержащей кремнезем в активной форме ( диатомит, трепел, опока, активные вулканические породы, глины, обожженные при 600…700°С, и т.п.) Более подробно можно (прочитать здесь)
♠ Пластифицированный портландцемент
Отличается от обыкновенного содержанием поверхностно-активной пластифицирующей добавки СДБ в количестве до 0,25%(в расчете на сухое вещество) повышает подвижность и удобоукладываемость бетонной смеси и придает затвердевшим бетонам высокую морозостойкость.В качестве пластифицирующих добавок применяют СДБ, которую можно вводить как при помоле цемента, так и непосредственно в бетонную смесь во время ее приготовления.
♠ Гидрофобный портландцемент
Отличается от обыкновенного содержанием поверхностно-активной гидрофобизующей добавки: мылонафта, асидола, асидол-мылонафта, олеиновой кислоты или окислительного петролатума, нафтеновой кислоты и ее соли, синтетических жирных кислот и их кубовых остатков, кремнийорганических полимеров и др.Эти вещества вводят в количестве 0,1…0,2 % от массы цемента в расчете на сухое вещество добавки.
♣ Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ)
Является портландцементом с минеральными добавками,от обычного отличается более интенсивным нарастанием прочности в начальный период твердения.Достигается это путем более тонкого помола цементного клинкера (до удельной поверхности 3500…4000 см²/г), а также повышенным содержанием трехкальциевого алюмината (60…65 %).Быстротвердеющий портландцемент выпускают марок М-400 и М-500.используется широко при зимних бетонных работах а также в производстве железобетонных конструкций.Так как цемент издает повышенное тепловыделение,его не используют в массивных конструкциях.
♣ Пуццолановый портландцемент
Получают путем совместного помола клинкера,25…40 % от массы цемента активных минеральных добавок и гипсового камня (ГОСТ 4013-82).Клинкер для этого вида цемента должен содержать не более 8%трехкальциевого алюмината и не более 5% оксида и марганца.В остальном свойства пуццоланового портландцемента не отличаются от свойств портландцемента.выпускается марок М-300 и 400.
♣ Цветной портландцемент
♦ Цветной портландцемент выпускается следующих марок: М 300,400 и 500 -светло-желтого,желто-золотистого светло-розового,оранжевого,розового,светло-коричневого,красного,голубого,зеленого и черного цветов.Получают такой цемент путем совместного помола белого и цветного клинкеров с добавлением минеральных и органических красителей,минеральных добавок и гипса.В цветном портландцементе должно содержаться не более 15 % красковой руды,минеральных, синтетических или природных пигментов.
♦Для того чтобы расширить палитру таких цементов вводят в их состав органические красители.в результате получают подкрашенные цементы с разнообразной по тону окраске. Пигменты вводимые в состав цветных цементов должны иметь тонкость помола не менее 3000 см²/г,а их количество вместе с разбеливающими добавками не должно снижать активность цемента.
Содержание пигментов в цветном цементе для наглядности представлены в таблице
◊ Тампонажный портландцемент
Тампонажный портландцемент изготовляют измельчением портландцементного клинкера, гипса с добавками или без них. Тампонажные цементы на основе портландцементного клинкера по вещественному составу в зависимости от содержания и вида добавок подразделяются на: тампонажный портландцемент без добавочный, тампонажный портландцемент с минеральными добавками и тампонажный портландцемент со специальными добавками, регулирующими свойства цемента.
Тампонажные цементы применяют для цементирования нефтяных газовых и специальных скважин. Тампонажный портландцемент бездобавочный применяют в условиях нормальных и умеренных температур (15…100°С) и нормальной плотности цементного теста (1650…1950 кг/м3). Требования по устойчивости к воздействию агрессивных пластовых вод и объемным деформациям при твердении не предъявляются.
К портландцементам с минеральными добавками или со специальными добавками, или в совокупности с минеральными и специальными добавками предъявляются требования по температуре применения, по средней плотности цементного теста и устойчивости тампонажного камня к агрессивности пластовых вод (сульфатная, кислая, углекислая, сероводородная, магнезиальная и полиминеральная).
♣ Сульфатостойкий портландцемент
♦Получают такой цемент из клинкера которого нормируют минералогическим составом.Содержание в этом цементе трехкальциевого силиката (C3S) должно быть не более 50%, трехкальциевого алюминия(C3A) -не более 5% и сумма трехкальциевого алюмината и четырех кальциевого алюмоферрита (C3A·C4AF) не более 22%.
♦Введение активных и инертных минеральных добавок не допускается.Этот цемент,являясь по существу белитовый, способен несколько замедлить твердение в начальные сроки и обладает низким тепловыделением. Сульфатостойкий портландцемент выпускается М400, используют активно для получения бетонов используемых в пресных и в минерализованных водах.
♣ Сульфатостойкий шлакопортландцемент
Изготавливают методом совместного помола небольшого количества гипса с цементным клинкером (в процентах от 21 до 60%) и гранулированного доменного шлака.В таком цементе ограничивают содержание в клинкере оксида марганца(MgO) до 5% и трехкальциевого алюмината (C3A) до 8%.Выпускается марок М 400 и 300.
♠ Сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками
выпускают М400 и 500. В качестве минеральной добавки вводят 10…20% от массы цемента гранулированный доменный шлак или электротермофосфорный шлак или 5…10% активных минеральных добавок осадочного происхождения ( кроме глиежа). Клинкер для производства этого цемента не должен содержать соответственно более 5% C3A и MgO,а сумма C3A и C4AF не должна превышать 22%.
♣ Белый портландцемент
♦Белый портландцемент (ГОСТ 965-78) получают из сырьевых материалов,которые имеют минимальное содержание окрашивающих оксидов (железа,хрома,марганца).Сырьем для получения белого портландцемента служат мраморы и » чистые » известняки а также белые каолиновые глины.Производят более тонкий помол цементного клинкера с остатком на сите № 008 не более 12 %.Степень белизны является основным критерием или свойством при определении качества белого цемента.Выпускается белый портландцемент следующих марок М400 и 500.По степени белизны белый портландцемент бывает трех сортов:
1.При коэффициенте яркости по BaSO4 не менее 80%-первый сорт,
2.При коэффициенте яркости по BaSO4 не менее 75%-второй сорт,
3.При коэффициенте яркости по BaSO4 не менее 68%-третий сорт.
Шлаковые цементы являются разновидностью цементов с активными минеральными добавками, в которых последние представлены доменными гранулированными шлаками. Способность этих шлаков к самостоятельному водному твердению позволяет получать шлаковый цемент по качеству выше, чем пуццолановый ( с другими видами активных минеральных добавок ). Утилизация доменных шлаков для получения цемента -это один из примеров рационального и притом массового применения отходов производства. ( читай также доменные шлаки)
♣ Шлакопортландцемент
Является гидравлическим вяжущим веществом,получаемое путем совместного помола портландцементного клинкера,гипса и доменного гранулированного шлака. Шлакопортландцемент можно также получить путем тщательного смешивания этих же компонентов предварительно измельченных раздельно.Качество полученного шлакопортландцемента в первом случае несколько выше .Так как при раздельном измельчении и последующим смешиванием компонентов,не удается добиться получения конечного продукта такой же однородности, как в первом случае.Содержание гранулированного доменного шлака в шлакопортландцементе должно быть в пределах -21% и не более 60% от всей массы.Допускается не более 10% шлака заменять природными гидравлическими добавками(трепелом ,диатомитом и др.).
♣ Низкощелочной гидротехнический портландцемент (НГЦ).
Это гидравлическое вяжущее вещество которое отличается от обычного цемента своим минералогическим составом.Для получения цементного клинкера в сырьевую смесь часть глины заменяют на диатомит.Таким образом получают цементный клинкер следующего минералогического содержания:
C3S-не менее 50%,C2S-25…27%,C3A-менее 5%,C4AF-15…18,Na2O-0.6%,MgO-не более 3.5%.Теплота гидратации цемента через семь суток -не более 251 Дж/г,Количество SO3 должно быть не более 3.5%, а остаток на сите № 008,то есть тонкость помола не более 15%.По остальным показателям цемент отвечает требованиям ГОСТ 10178-76*.Для производства цемента расходуется 330 кг диатомита на одну тону цементного клинкера.выпускается марок М 400 и используется в гидротехническом строительстве.
♣ Напрягающийся цемент
Представляет собой быстросхватывающееся и быстротвердеющее вяжущее вещество.Цемент получают путем тонкого измельчения смеси из портландцемента (65…75%), гипса (6…10%) и глиноземистого цемента (13…20%).В цементе должно содержаться SO3 не менее 3.5% и не более 7%.Цемент используется для производства самонапрягающего железобетона,который во время твердения в зависимости от вида используемого цемента имеет свойство расширяться в объеме от 2 до 2.5%.В процессе расширения бетон передает арматуре и конструкции предварительное напряжение,без использования каких либо механических или термических способов натяжения арматуры.Напрягающие цементы различают :
1.Нц-20 с малой энергией само напряжения (не менее 2 МПа),
2.НЦ-40 со средней энергией само напряжения (до 4 МПа),
3.Нц-60 с высокой энергией само напряжения (до 6 МПа).
Начало схватывания напрягающего цемента не ранее 30 минут,конец -не позднее чем через 4 часа после затворения.Прочность на сжатии через 1 сутки для НЦ-20 и НЦ-40 должно быть 15 МПа.Через 28 суток прочность на сжатии для НЦ-20 и НЦ-40 должно быть 50 МПа.Относительное линейное расширение через 28 суток для НЦ-20 должно быть не более 2%,а для НЦ-40 — не более 2.5%.Использование такого цемента обеспечивает газонепроницаемость,водонепроницаемость и бензонепроницаемость конструкциям и значительно повышает их трещиностойкость.Используется цемент активно для изготовления резервуаров для воды,напорных железобетонных труб,при строительстве спортивных комплексов,а также при строительстве дорог и аэродромов.
♣ Водонепроницаемый расширяющийся цемент
Представляет собой быстросхватывающееся и быстротвердеющее вяжущее вещество.Цемент получают двумя методами:
1. Путем помола глиноземистого цемента,гипса и высокоактивного алюмината кальция.
2.Путем смешивания в шаровой мельнице тонко измельченных тех же самых компонентов.
Важную роль в приобретении цемента своих основных свойств в данном случае имеет высокоосновный алюминат кальция 4CaO*Al2O3.Его получают путем гидротермической обработки в течении 5…6 часов смеси состоящей из воды до 30%,извести и глиноземистого цемента,( в пропорциях 1: 1),при температуре 120 …150°С.полученный в результате такой обработки продукт высушивают и измельчают.При этом цемент должен приобрести следующие свойства:
Начало схватывания цемента -не ранее 4 минут,конец схватывания -не позднее 10 минут.Схватывание цемента можно замедлить путем добавки в смесь следующих компонентов:
Добавка СДБ,уксусной кислоты и буры.Линейное расширение через 1 сутки твердения цемента должно быть не менее 0.2% и не более 1%.Цемент используют активно при восстановлении разрушенных бетонных и железобетонных конструкций,в подземном и подводном строительстве при создании водонепроницаемых швов и в других видов работ. (читай также расширяющиеся цементы)
♣ Глиноземистый цемент
♦Глиноземистый цемент является быстротвердеющее гидравлическое вяжущее вещество.Получают путем тонкого измельчения обожженной до плавления сырьевой смеси извести и бокситов с преобладанием в готовом продукте низкоосновных алюминатов кальция.Глиноземистые цементы выпускают с добавками ( до 2 % различных веществ), улучшающие определенные свойства цемента, и снижающие его стоимость,а также без добавок.Согласно требованиям ГОСТ 969-77 производят глиноземистые цементы трех марок: М 400,500 и 600.
♦Глиноземистый цемент является быстротвердеющим,но не быстросхватывающимся вяжущим веществом.Начало схватывания цемента должно произойти не ранее 30 минут а конец схватывания не позднее 12 часов. Нормальная температура воздуха( 20± 5 °С) и влажные условия являются наиболее благоприятными для твердения глиноземистого цемента. Нарастание прочности при температуре свыше 25 °С уменьшается,может даже случиться падение достигнутой прочности и разрушение бетона .Объясняется это явление тем,что происходит перекристаллизация двухкальциевого гидроалюмината в трехкальциевый.Поэтому пропаривание изделий на глиноземистом цементе не допускается.
♦ Его использование ограниченно.Используют в основном при срочных восстановительных работах (ремонт плотин,мостов,дорог).химическая стойкость этого цемента позволяет его использование для тампонирования нефтяных и газовых скважин, на предприятиях пищевой промышленности,на травильных и красильных предприятиях,для футеровки шахтных колодцев и туннелей. Кроме этого глиноземистый цемент обладает стойкостью против действия высоких температур( 1200-1400 °С ) и выше.Это свойство позволяет изготовить на его основе жаростойкие бетоны которые используются при футеровки тепловых аппаратов.
♣ Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент
♦ Представляет собой быстротвердеющее вяжущее,которое получают в результате совместного помола природного двуводного гипса и высокоглиноземистого доменного шлака в следующих соотношениях: Природный гипс-0,3 частей по массе,высокоглиноземистый доменный шлак-0.7 частей по массе.При этом содержание SO3 не должно быть более 17%.Такой состав создает условия для кристаллизации эттрингита в виде коротких и широких игл.
♦ Согласно ГОСТ 11052-74 гипсоглиноземистый расширяющийся цемент должен отвечать следующим основным требованиям:Начало схватывания цемента не ранее чем через 10 минут после затворения.Конец схватывания-не позднее 4 часов после затворения.Тонкость помола, то есть остаток на сите № 008 не более 10 % от всей массы пробы.Предел прочности при сжатии через 3 суток образцов из раствора 1 : 3 должен быть не менее 30 МПА.
Цемент используется для получения расширяющихся и безусадочных водонепроницаемых бетонов,гидроизоляционных штукатурок,используется для заделки стыков сборных и железобетонных конструкций,зачеканки швов и раструбов водопроводных линий при рабочем давлении до 1,1 МПа.
♣ Белитошламовый цемент
Белитошламовый цемент (БШЦ)-не содержит 3CaO * SiO2 (трехкальциевый силикат),который наиболее подвержен коррозии в цементном камне.БШЦ является быстротвердеющим вяжущим состоящий из белита( двукальциевого силиката 2CaO * SiO2), и гипса.Белит наиболее стоек к воздействию агрессивных сред.Вяжущее получают методом совместного помола обожженного при 650…700 °С белого шлама (отход металлургического производства) и гипса в количестве 12…17 %.К недостаткам белитошламового цемента относят неоднородность его состава и свойств.Поэтому его использование в строительстве ограничено.
♣Шлакощелочные вяжущие
Получают на основе смешанного щелочно-щелочноземельного алюмосиликатного состава.По сравнению с портландцементом для такого вида вяжущего характерны:
1. Более низкие (2-3 раза) экзотермия и контракция
2. Более высокая активность и быстрый набор прочности,
3.Стойкость в ряде агрессивных сред,
4. Низкая температура начала морозной деструкции (-50°С),
5. Более высокие пределы прочности на растяжение,
6. Способность твердеть при отрицательных температурах (-5…-15 °С).
Расход компонентов (т на 1 т шлакощелочного вяжущего) в зависимости от щелочного компонента и марки вяжущего.
♦В зависимости от щелочного компонента и шлака, шлакощелочные вяжущие изготавливают следующих типов:
Высокопрочные,жаростойкие, быстротвердеющие, сульфатостойкие,безусадочныетампонажные. В таблице ниже вы можете посмотреть составы шлакощелочных вяжущих. Для шлакощелочных вяжущих основными продуктами гидратации являются низкоосновные гидросиликаты кальция тоберморитовой группы.А также щелочные и щелочно-щелочноземельные гидроалюмосиликаты (аналоги природных породообразующих минералов-цеолитов и слюд), кремниевая кислота, кальцит и другие.
♦В них отсутствует гидроферриты кальция, свободная известь ,гидроалюминаты и высокоосновные гидросиликаты.Отсутствии в их составе высокоосновных гидратов и низкая основность продуктов гидратации шлакощелочных вяжущих определяют высокие физико-механические свойства бетонов.Шлакощелочные бетоны относят к классам В 10…В 110 и превосходят бетоны на портландцементе по плотности,долговечности,прочности на сжатие и растяжение,однородности,а также по предельной сжимаемости и растяжимости.
♦Эти бетоны характеризуются высокими показателями морозостойкости (F300….F 1000),атмосферостойкостью и водонепроницаемостью (W8…W30).Преимущества в таких важных эксплуатационных свойствах позволило использовать бетоны на основе шлакощелочных вяжущих в особо ответственных конструкциях и в конструкциях специального назначения.
. Читайте далее продолжение статьи
Сегодня в данной статье поговорим о том, как залить пол, используя для этого товарный бетон…
Устройство рабочих швов в бетонируемых конструкциях проводятся в местах где стыки старого и нового бетона…
Для защиты каменных материалов от разрушения применяют конструктивные и физико-химические методы. (далее…)
Ведущее место среди искусственных каменных материалов принадлежит металлургическим шлакам, которые являются побочным продуктом металлургии. (далее…)
Способы обработки древесины подразделяют на плотничные и столярные работы. (далее…)
Установка столярных изделий производится на строительном объекте и должно строго соответствовать строительным нормам и правилам…