14.02.2019 1 Вопросы: 1.Портландцемент: понятие о его производстве, важнейшие

свойства портландцемента.
3.Разновидности портландцемента общестроительного назначения.
Лекция №4.
Тема № 5.

Гидравлические вяжущие вещества. Технология производства цементов. Виды цементов, их свойства. Твердение цемента.

Время: 2 ч.

Литература: [1] с. 277…304, [2] с. 53…75

(ПЦ), ПЦ с минеральными добавками, быстротвердеющий ПЦ, шлакопортландцемент
Сульфатостойкие цементы, глиноземистые,

расширяющиеся, декоративные и т.п.

получают обжигом, не доводимым до спекания мергелистых известняков, содержащих от 8 до 20% глинистых примесей

смесей определенного химического состава (СаО, SiO2, Al2O3, Fe2O3), обжигаемых до

спекания по определенному режиму для получения необходимого соотношения важнейших гидравлических соединений: nCaOSiO2, mСаОАl2О3 и рСаОАl2О3Fе2O3 и превращаемых в тонкие порошки путем помола.

Портландцемент - продукт тонкого помола клинкера и необходимого количества гипса.

Основные сырьевые материалы: известняки СаСО3 и глины Al2О32SiO22H2O, Fe2O3 .

Сырьевая смесь: СаО (60…67%), SiO2 (19…24%), Аl2O3 (4…8%), Fe2O3 (2…6%), MgO (не более 5%) и SO3 (не более 3,5%).

известняк и размешанная с водой глина с добавками измельчаются в

сырьевых мельницах. Смесь (шлам) содержит около 40% воды.

Дробление, измельчение, гранулирование и тщательное смешивание относительно сухих компонентов
(wm = 10…15 %).

Способы приготовления сырьевой смеси

Сухой

Мокрый

Комбинированный

печах диаметром 4…7 м, длиной 60…200 м.

реакции дегидратации и разложения глины (SiO2 и Аl2О3), начало топохимических

реакций (SiO2, Аl2О3 и Fe2O3);

3 зона - разложение СаСО3 на СаО и СО2 и начало активных топохимических реакций СаО, SiO2, Al2O3 и Fe2O3;

4 зона - образуются: двухкальциевый силикат 2CaOSiO2, трехкальциевый алюминат ЗСаОАl2О3 и четырехкальциевый алюмоферрит 4CaOAl2O3Fe2O3;

5 зона - сернокислые соли и другие примеси образуют жидкую фазу (10…30% по объему), которая присоединяет щелочи, происходит реакция взаимодействия 2CaOSiO2 с оксидом кальция и образуется трехкальциевый силикат 3CaOSiO2 .

Физико-химические процессы происходящие при обжиге

быстро охлаждают, размалывают в тонкий порошок. Вводят регулирующие добавки (гипс)

и различные технологические добавки.

Алит (С3S)— очень активен в реакции с водой и быстро твердеет. Определяет основные свойства портландцемента: величину прочности и скорость ее нарастания.
Белит (C2S) - значительно менее активен в реакции с водой, обладает наименьшим тепловыделением, твердеет очень медленно, но с течением времени прочность постепенно возрастает и через длительные сроки оказывается также высокой.
Целит (C4AF) - по скорости твердения занимает промежуточное положение между С3S и C2S. Термообработка способствует повышению его прочности.
Трехкальциевый алюминат (С3А) - наиболее активно гидратирует, обладает наибольшим тепловыделением, очень быстро схватывается и твердеет. Продукт твердения при нормальной температуре обладает низкой прочностью, которая в дальнейшем мало возрастает.

воде до образования насыщенного раствора, в котором находятся ионы кальция,

сульфатов, щелочей и небольшое количество кремнезема, глинозема и железа.

присоединение воды к твердой фазе реагирующих минералов и возникновение «зародышей» кристаллогидрат-ных новообразований (гидросиликатов кальция).

начинается процесс кристаллизации гидроксида кальция и перекристаллиза-цией возникших дисперсных кристаллогидратов в более крупные, которые сращиваются между собой, образуя кристаллический каркас.

перехода (гелеобразная оболочка новообразований);
3 – негидратированная часть зерна.
1
2
3

3,2 г/см3 (для расчетов принимают  = 3,1 г/см3).
Насыпная плотность

портландцемента составляет в рыхлонасыпанном состоянии 900...1300 кг/м3; в уплотненном достигает 1800 кг/м3.

Тонкость помола цемента устанавливают ситовым анализом.
Через сито № 008 должно проходить не менее 85% просеиваемой пробы.

Удельная поверхность ПЦ - 2500...3500 см2/г.

воды в процентах от массы цемента, необходимое для придания тесту

определенной вязкости. Этот показатель характеризует водопотребность цемента. Для получения портландцементного теста нормальной густоты необходимо 24…28% воды.

Сроки схватывания: портландцемент должен иметь начало схватывания не ранее 45 мин, а конец — не позднее 10 часов.

По срокам схватывания ПЦ бывает: медленносхватывающийся с началом схватывания более 1,5 ч, нормальносхватывающийся — от 45 мин до 1,5 ч, быстросхватывающийся — менее 45 мин.

сжатии образцов-балочек размером 4х4х16 см изготовленных из цементного раствора определенного

состава и стандартной консистенции (106 - 115 мм).

Активностью цемента - фактический предел прочности при осевом сжатии половинок, изготовленных и испытанных в 28-суточном возрасте с соблюдением стандартных требований.

повышенной прочности — марки 500,
рядовые — марок 300 и

400,
низкомарочные — ниже марки 300.

естественными процессами гидратации клинкерных минералов и формирования структуры камня.
Тепловыделение

при схватывании и твердении цемента в следствии экзотермических реакций гидратации клинкерных минералов.
По величине тепловыделения цементы подразделяются на низкотермичные — тепловыделение через трое и семь суток не более 230 Дж/г и 270 Дж/г и умереннотермичные — через семь суток не более 315 Дж/г.

основе портландцементного клинкера с введением в его вещественный состав активных

минеральных добавок (АМД): до 25% природных (вулканические пепел и туф, трассы, пемзы, диатомиты, трепелы, опоки) и до 20% искусственных (доменные, топливные и электротермофосфорные шлаки, золы, глиниты и др.).

Цементы с пластифицирующими добавками обладают меньшей водопотребностью и повышают пластичность цементного теста, что значительно облегчает укладку бетонных смесей.

Цементы с гидрофобизирующими добавками способны лучше сохранять свою активность при длительной перевозке и хранении в неблагоприятных условиях, не слеживаться и не комковаться. Они обладают более высокими морозостойкостью и водонепроницаемостью

С3S (50…55%) и трехкальциевый алюминат С3А (до 10%).
Применяется более

тонкий помол сырья, сильный и равномерный обжиг, быстрое охлаждение клинкера и высокую тонкость помола до удельной поверхности 3500…5000 см2/г.

ШЛАКОПОРТЛАНДЦЕМЕНТ

Шлакопортландцемент получают на основе портландцементного клинкера, гранулированного шлака и необходимого количества гипса путем совместного помола или раздельного смешивания измельченных компонентов.