Rubber-way.ru

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

Прочность цемента без клинкера

Прочность цемента без клинкера

Качество клинкера зависит от его химического и минералогического составов. Химический состав характеризуется содержанием в клинкере различных оксидов, а минералогический — количественным соотношением образующихся в процессе обжига минералов. По химическому составу портландцементный клинкер состоит в основном из (% по массе): СаО — 64—67; SiO2 — 21—25; А12О3 —4—8; Fe2O3 —2—4. Кроме того, в состав клинкера обычно входят (% по массе): 0,5—1 щелочей (Na2O+K2O); 0,5—5 MgO; 0,1—0,3 TiO2; 0,1— 0,3 P2O5.

Требования к химическим показателям цементов согласно ГОСТ 31108-2003 приведены в таблице 3.

В процентах массы цемента

Класс прочности цемента

Потеря массы при прокаливании, не более

Нерастворимый остаток, не более

Содержание оксида серы (VI) SO, не более

Содержание хлорид-иона CI, не более

* В цементе типа ЦЕМ III содержание хлорид-иона CI может быть более 0,10%, но в этом случае оно должно быть указано на упаковке и в документе о качестве.

** В отдельных случаях по специальным требованиям в цементах для преднапряженного бетона может быть установлено более низкое значение максимального содержания хлорид-иона Сl.

В клинкере могут быть также щелочные оксиды Na2O и K2O, перешедшие в него из сырьевых материалов и золы твердого топлива. Они вредят в том случае, если бетон изготовлен на заполнителях, содержащих аморфный кремнезем. Щелочи, реагируя с диоксидом кремния, образуют в водной среде водорастворимые силикаты калия и натрия с увеличением объема, что вызывает растрескивание бетона. Содержание Na2O и K2O в цементах при условии их применения в таких бетонов ограничивается до 0,6 %.

Главнейшие оксиды — SiO2; А12О3; СаО и Fe2O3— при обжиге взаимодействуют между собой, образуя клинкерные минералы, соотношение которых определяет свойства портландцемента. При осмотре шлифов цементного клинкера под микроскопом видно, что он состоит из кристаллов различной формы. Между ними размещено так называемое промежуточное вещество, представленное стекловидной фазой. Основные минералы клинкера: алит 3CaO-SiO2; белит 2CaO-SiO2; трехкальциевый алюминат ЗСаО×А12О3 и алюмоферриты кальция переменного состава от 8CaO-3Al2O3-Fe2O3 до 2CaO-Fe2O3. В практических расчетах алюмоферриты кальция обозначают одной формулой 4CaO-Al2O3-Fe2O3, соответствующей их среднему составу. Согласно ГОСТ 31108-2003 Суммарное содержание трехкальциевого и двухкальциевого силикатов (3СаО·SiO+2СаО·SiO) в клинкере должно быть не менее 67 % массы клинкера, а массовое отношение оксида кальция к оксиду кремния (СаО/SiO) — не менее 2,0.

Алит (алитовая фаза) состоит из трехкальциевого силиката. Однако отождествлять их по составу нельзя. При кристаллизации C3S из расплава он захватывает в свою структуру MgO, A12O3, Fe2O3 с образованием твердых растворов. Этот твердый раствор и называют алитом. В непрозрачных шлифах он представлен правильными призматическими кристаллами голубоватой окраски. В алитах промышленных клинкеров может содержаться (% по массе): 0,9—1,7 А12О3; 0,4—1,6 Fe2O3; до 0,3 Na2O; 0,1 К2О; 0,6 ТiO2 и др. На прочность и другие свойства портландцемента влияют форма кристаллов алита, их размеры, распределение по величине, степень закристаллизованности и т. д.

Белит (белитовая фаза) клинкера является b-формой C2S. Для двухкальциевого силиката характерен полиморфизм. Известно пять структурных форм C2S. При медленном охлаждении и значительном содержании двухкальциевого силиката в клинкере происходит переход b-модификаций в g-модификацию, не обладающую гидравлическими свойствами. При этом наблюдается рассыпание клинкера в порошок вследствие увеличения объема, обусловленного различием примерно на 10 % плотностей b- и g-модификаций. Однако в промышленных условиях присутствие в клинкере оксидов фосфора, хрома, алюминия стабилизирует и позволяет сохранить эту неустойчивую модификацию, обладающую гидравлическими свойствами.

В клинкерах, охлажденных сравнительно быстро, белит присутствует в виде округлых зерен со слабовыраженной штриховкой. При медленном охлаждении кристаллы белита имеют неправильную форму, зернистую структуру и зазубренные края, что связано с выделением из них при охлаждении веществ, ранее находившихся в твердом растворе. Стабильность b-формы зависит не только от вида и количества примесей, но и от размеров кристаллов. Чем мельче кристаллы, тем они устойчивее.

Трехкальциевый алюминат в виде кристаллов входит в состав промежуточной фазы. Точная его структура неизвестна. В промышленных клинкерах С3А растворяет MgO, SiO2, Na2O.

Алюмоферриты кальция вместе с алюминатами и клинкерным стеклом образуют прослойки между зернами минералов. Они являются твердыми растворами. Конкретный состав алюмоферритной фазы определяется соотношением Al2O3/Fe2O3 в сырьевой смеси и режимом охлаждения клинкера. В промышленных клинкерах соотношение Al2O3/Fe2O3 колеблется в пределах 2,2—2,3.

Наряду с главными клинкерными минералами в состав клинкера входит незакристаллизованное стекло, имеющее переменный состав со значительным количеством А12О3 и Fe2O3. Содержание стекла зависит от скорости охлаждения и состава клинкера. Кроме того, в клинкере могут присутствовать свободные, не вступившие в химическое взаимодействие СаО и MgO. При высоком содержании в портландцементе свободного оксида кальция, называемого также свободной известью, а также MgO происходит растрескивание и разрушение затвердевшего камня. Современная технология обеспечивает выпуск клинкера с минимальным количеством свободного СаО (не более 0,5—1 %). Действие в твердеющем портландцементе свободного оксида магния аналогично действию свободной извести. Содержание MgO в обычном клинкере ограничено 5 %. Допускается содержание оксида магния MgO до 6,0 % массы клинкера при условии положительных результатов испытаний цемента из данного клинкера на равномерность изменения объема в автоклаве.

Таким образом, портландцементный клинкер представляет собой смесь нескольких «минералов». Даже тонкоизмельченные зерна являются гетерогенными (неоднородными), так как каждый из основных минералов неизменно присутствует в любом из зерен.

Минералогический состав клинкера влияет на технологию производства портландцемента и его свойства. Чем больше содержание алита, тем труднее идет обжиг, тем выше должна быть его температура. Повышение содержания С3А и особенно C4AF облегчает спекание клинкера, улучшает образование обмазки. Содержание минералов в клинкере влияет и на производительность цементных мельниц. С увеличением количества C3S размалываемость его улучшается, а с увеличением содержания C2S ухудшается, что объясняется меньшей твердостью алита и большей его хрупкостью. Труднее измельчаются клинкеры с повышенным содержанием алюмоферритов и клинкерного стекла.

Читайте так же:
Схема элеватора для цемента

Знание содержания в клинкере важнейших минералов позволяет достаточно точно прогнозировать свойства портландцемента: скорость набора прочности при различных условиях твердения, стойкость в пресных и минерализованных водах, тепловыделение при твердении и др. Это позволяет в зависимости от вида сооружения и условий его эксплуатации подбирать цемент соответствующего минералогического состава.

Алит — важнейший минерал портландцементного клинкера, основной носитель его вяжущих свойств. Он обусловливает возможность достижения высокой прочности в первые сроки твердения и определяет показатели прочности в 28-суточном возрасте. С увеличением содержания алита в клинкере (от 40 до 70 %) прочностные показатели цемента возрастают в линейной зависимости.

При более длительном твердении — до одного года и выше — важную роль в формировании прочности цементного камня играет белит. Он взаимодействует с водой значительно медленнее алита и в первые сроки твердения обладает низкой прочностью. Однако со временем белит догоняет алит по прочностным показателям. Скорость взаимодействия минералов с водой определяется особенностями их структуры.

Трехкальциевый алюминат С3А активно участвует в процессе твердения, особенно в начальный период. Увеличение в клинкере содержания СзА за счет соответственного снижения количества алюмоферритов кальция переводит цемент в разряд быстротвердеющих. При увеличении содержания алюмоферритов кальция в цементах они сначала твердеют медленно, но в длительные сроки достигают высокой прочности.

Вяжущие свойства цемента зависят и от характера кристаллической структуры. Наибольшую гидравлическую активность имеют клинкеры со средним размером кристаллов 20—40 мкм. Только за счет оптимизации структуры клинкера без изменения его фазового состава прочность цементного камня может быть повышена на 9—10 МПа. Регулирование минералогического состава и структуры клинкера — важнейшие технологические приемы, обеспечивающие получение цементов с заданными свойствами.

Рациональный состав клинкера зависит от условий работы конкретного завода, состава обжигаемой смеси, вида топлива, типа печей и т. д. При его подборе руководствуются следующими положениями. Для получения в обжигаемом материале необходимого количества жидкой фазы суммарное содержание C3A+C4AF, которые расплавляются в зоне спекания, надо поддерживать в пределах 18—22 % при содержании 5—8 % С3А. При рекомендуемом содержании минералов-плавней рациональные пределы для суммы C3S+C2S составят 75—78 % при содержании C3S 52—62 % и C2S—14— 24 %. Поскольку клинкер помимо основных минералов содержит некоторое количество и других соединений, то сумма C3S+C2S+C3A+C4AF обычно составляет 96— 98 %.

Чаще для характеристики состава клинкера пользуются не процентным отношением оксидов и клинкерных минералов, а соотношениями между оксидами в виде соответствующих модулей и коэффициента насыщения. Коэффициент насыщения (КН), предложенный русскими учеными В. А. Киндом и В. Н. Юнгом,— наиболее важная характеристика состава сырьевых смесей и клинкера. Коэффициент насыщения представляет собой отношение количества оксида кальция в клинкере, фактически связанного с кремнеземом, к количеству его, теоретически необходимому для полного связывания двуоксида кремния в трехкальциевый силикат:

Если КН =1, то извести в клинкере достаточно, чтобы весь SiO2 превратился в C3S. При КН <1 в клинкере будут присутствовать C3S и C2S, а при КН =0,67 силикаты представлены только C2S. Практически КН =0,88—0,92.

Силикатный (кремнеземный) модуль показывает отношение содержания в клинкере диоксида кремния к сумме оксидов алюминия и железа:

Для обычного портландцемента п = 1,9—2,6. Высокий силикатный модуль показывает, что в клинкере относительно много силикатов кальция C3S и C2S, но мало алюминатных соединений.

Глиноземный (алюминатный) модуль характеризует отношение содержания в клинкере глинозема к оксиду железа

Для обычных портландцементов р =0,9—1,6. При высоком глиноземном модуле клинкер отличается повышенным содержанием С3А и относительно малым количеством C4AF. Если глиноземный модуль мал, то значительная часть глинозема связана в виде C4AF.

У клинкеров, полученных обжигом на беззольном топливе, значения модулей и коэффициента насыщения совпадают со значениями для сырьевой смеси. Это особенно удобно при расчетах, так как, задаваясь минералогическим составом клинкера, мы можем непосредственно вести расчет сырьевой смеси. Если топливом является уголь, то его зола, осаждающаяся в печи, входит в состав клинкера и снижает значения КН сырьевой смеси, что должно учитываться при расчете.

Знание коэффициента насыщения и модулей также позволяет прогнозировать особенности технологического процесса и свойства цемента. Повышение коэффициента насыщения осложняет процесс обжига. Чем больше извести в составе сырьевой смеси, тем труднее происходит полное усвоение ее кислотными оксидами. Цементы, полученные из клинкеров с повышенным КН быстрее твердеют, дают более высокую прочность, однако одновременно снижается их водостойкость.

Цементы с высоким силикатным модулем медленно схватываются и твердеют, но со временем прочность их неуклонно возрастает и через длительные сроки оказывается весьма высокой. Кроме того, повышение силикатного модуля увеличивает стойкость цементов в минерализованных водах. Однако высокий силикатный модуль затрудняет спекание клинкера, а низкий вызывает осложнения при обжиге из-за легкоплавкости сырьевой смеси, сваривания ее в крупные куски и образования на футеровке печи колец (приваров).

Цементы с высоким глиноземным модулем быстрее схватываются и твердеют, но достигнутая в первые сроки прочность в дальнейшем растет мало. Такие цементы менее устойчивы к действию минерализованных вод. Обжиг их затруднен вследствие повышенной вязкости жидкой фазы, что замедляет процесс образования C3S. При малом же значении глиноземного модуля цементы медленно схватываются и твердеют, но дают более высокую конечную прочность. Клинкер в этом случае делается легкоплавким и в печи образуются большие комья.

В производственных условиях для характеристики сырьевой смеси как один из основных параметров технологического контроля используют титр сырьевой смеси. Титр — это суммарная доля СаСО3 и MgCO3 в сырьевой смеси по массе, определенная путем обработки последней избытком НС1 с последующим титрованием едким натром.

Контакты

115419, г. Москва, ул. Шаболовка, д. 34, стр. 3.

Просьба заранее предупредить о приезде, т.к. специалисты распределены по объектам

info@masterbetonov.ru

ООО «Стройсервис» работает на рынке строительного производства c 1992 года.
Основной ценностью для нашей компании являются клиенты, поскольку единственный реальный актив компании — это люди, удовлетворенные нашей работой, которые еще раз захотят воспользоваться нашими услугами. Мы стремимся сделать своих клиентов своими партнерами.

Читайте так же:
Раствор готовый кладочный цементный марки 200 состав

Портландцемент. Сырье, понятие о производстве, химический и минеральный состав клинкера.

Портландцемент
(англ. Portland cement) — гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путём совместного помола цементного клинкера, гипса и добавок, в составе которого преобладают силикаты кальция (70-80 %). Этот вид цемента, наиболее широко применяемый во всех странах.

Впервые получен англичанином Джозефом Аспдином (Joseph Aspdin) в 1824 году; 21 октября 1824 года он запатентовал портлендский цемент. Название получил по имени острова Портленд в Англии, так как получаемый с его добавками искусственный камень (бетон) по цвету похож на добываемый там природный камень.

Основой портландцемента являются силикаты (алит и белит).

Цветные добавки в цемент

Все цветные добавки подразделяются на три основные категории: жидкие, полужидкие и сухие колеры. Выбирая вариант категории следует принимать во внимание условия эксплуатации изделий.

Самый оптимальный вид красителя для всех условий эксплуатации – порошкообразный (сухой) колер, который отлично окрашивает конструкцию, не выгорает под воздействием ультрафиолета солнечных лучей, не вымывается осадками и при этом не вступает в химическую реакцию с затворителем (водой).

Цветной цемент

Сухой материал для окрашивания бетона может иметь как природное, так и искусственное происхождение. В обоих случаях колеры представляют собой состав из тонкодисперсных порошков оксидов различных металлов.

Разница состоит в том, что природные красители получают методом измельчения сырья добытого рудным способом, а во втором в качестве сырья выступают отходы и побочные продукты металлургической промышленности.

Широко применяемые стандартные расцветки колеров:

  • Черный (сажа или черный оксид железа).
  • Белый (двуокись титана).
  • Красный (чистый оксид железа).
  • Коричневый (смесь красного и черного оксидов железа или умбра).
  • Желтый (гидрат оксида железа).
  • Зеленый (оксид хрома).
  • Голубой (фталоцианин меди).

Торговые сети предлагают огромный выбор компаний производителей колеров, с помощью которых можно изготовить цветной бетонный раствор различных оттенков. В рамках этой статьи ознакомим чистюлей с самыми популярными брендами:

  • «BAYFERROX», производство Company LanXESS (Германия). Красители этого бренда лидируют по всем показателям, обладают отличной износостойкостью, характеризуются отсутствием пылевидных фракций, а также содержат в своем составе специальные вещества (диспергаторы) обеспечивающие наиболее равномерное окрашивание конструкции. В числе недостатков высокая стоимость.
  • «Ярославский Пигмент» (Российская Федерация). Компания выпускает пигменты в широкой гамме цветов: красный, коричневый, оранжевый, зеленый, белый, черный, синий. При этом колеры «Ярославского Пигмента» отличаются доступной стоимостью, экологичностью, стойкостью к вредным факторам (ультрафиолет, щелочи, высокая температура, атмосферное воздействие), отличной укрывистостью и окрашивающей способностью.
  • «PRECOLOR A.S.» (Чехия). Компания предлагает неограниченную гамму цветов. При этом пигменты «PRECOLOR A.S.» обладают стойкостью цвета, экологически безопасны для людей и животных и соответствуют европейским стандартам качества.
  • «CATHAY Pigments Group» (Гонконг, Китай). Колеры этого бренда обладают отличной укрывистостью, стойкостью к вредным факторам и насыщенностью цвета.

Прочность. Активность. Марка.

Основным свойством, характеризующим качество любого цемента, является его прочность (марка). Марка цемента определяется испытанием стандартных образцов — палочек размером 4*4*16 см, приготовленных из раствора цемента и стандартного вольского песка, с последующим твердением в течение 28 суток во влажных условиях. Испытания проводятся на изгиб и сжатие. Прочность контрольных образцов на сжатие, выраженная в кгс/см2, является маркой цемента. В строительстве применяют цементы марок 400, 500, 600. Действительную прочность цемента называют его активностью. Т.е. если контрольные образцы показали прочность при сжатии 44МПа, то активность этого цемента будет 44 МПа (? 440 кгс/см2), а марка – 400. При проектировании состава бетона лучше использовать активность цемента, так как это обеспечивает более точные результаты и экономию цемента. Помимо прочности к цементам предъявляются и другие требования, важными из которых являются нормальная густота и сроки схватывания.

Цветной цемент своими руками

Приготовить цветной бетон или цветной раствор можно своими силами. Основное условие – соблюдать пропорции и применять чистый белый песок и чистую воду. Чтобы получить высокий насыщенный цвет при минимальном количестве добавленного пигмента, следует использовать белый портландцемент.

Серый общестроительный портландцемент «глушит» яркость оттенков, придавая изделиям пастельные тона. Стоит заметить, что использование белого портландцемента значительно увеличивает себестоимость конечного изделия.

Цветной цемент

Судите сами, средняя стоимость 50-килограмового мешка белого цемента колеблется от 700 до 1044 рубля, в то время как мешок обычного цемента стоит от 290 до 345 рублей за один мешок массой 50 кг.

Далее мы расскажем, как сделать цветной раствор цемента для строительства садовых дорожек, небольших площадок, тротуаров и других малонагруженных конструкций:

  • Пропорции компонентов: портландцемент 1 часть, белый очищенный песок 2,5 части, промытый гранотсев 4 части, чистая вода 0,3 части, колер 5-10% от массы цемента. Практический совет! Существует предел насыщения цвета. Другими словами, существует определенный порог количества добавляемого колера, когда добавление очередной порции уже не влияет на яркость оттенка. Более того, это ведет к увеличению себестоимости и вредному явлению – оттягиванию влаги (в некоторых случаях это ухудшит качество изделия). Указанное выше процентное содержание красителя, и есть так называемый «порог».
  • Качественный цветной строительный материал получится при условии равномерного перемешивания компонентов. Поэтому для приготовления цветного бетона следует использовать бетоносмеситель. Сначала в бетономешалку загружают песок и гравий. Перемешивают и вводят цемент. Опять перемешивают и добавляют краситель. Бетономешалку оставляют включенной до тех пор, пока перемешиваемая масса не приобретет равномерную окраску.
  • Добавление воды производится небольшими порциями при одновременном перемешивании компонентов. Вода добавляется до получения требуемой консистенции бетона (раствора).
  • Цветной бетон (раствор) готов к использованию.

Минералогический состав клинкера портландцемента

Клинкер состоит преимущественно из силикатов кальция (70…80 %) CaOSiO2.

В результате процессов, протекающих при получении клинкера, образуются четыре основных минерала, преимущественное содержание которых определяет название цементов.

Алит – 3CaO · SiO2 (сокращенно C3S) – трехкальциевый силикат, его в цементе более 60 %. Алитовый цемент быстро набирает прочность с выделением тепла, поэтому его целесообразно применять в холодное время года, но нельзя использовать в массивных конструкциях (во избежание трещинообразования).

Читайте так же:
Цементная стяжка при устройстве плоской кровли

Белит – 2CaO·SiO2 (сокращенно C2S) – двухкальциевый силикат, его в цементе более 37 %. Белитовый цемент медленно схватывается и твердеет, особенно при температуре ниже +10 ºС. Выделяет мало тепла.

Алюминат – 3CaO·Aℓ2O3 (сокращенно С3А) – трехкальциевый алюминат; в цементе – до 15 %, быстро схватывается и набирает прочность. При твердении выделяет много тепла.

Целит – 4CaO·Aℓ2O3·Fe2O3 (сокращенно С4АF) – четырехкальциевый алюмоферрит, в цементе содержится 10-20 %. Твердеет достаточно быстро, дает высокую прочность и мало выделяет тепла. Не оказывает существенного влияния на свойства портландцемента.

Качество клинкера определяет главные свойства цемента: прочность и скорость ее увеличения, долговечность, стойкость в различных эксплуатационных условиях.

Для получения клинкера исходные сырьевые материалы берут примерно в соотношении 1:3, т.е. на 1 мас. часть глины приходится 3 мас. части известняка. К такому составу очень близок мергель – осадочная горная порода, представляющая собой природную смесь известняка с глиной.

В сырьевую смесь вводят корректирующие добавки. При этом недостаток кремнезема компенсируют введением диатомита, трепела, опоки; содержание оксидов железа увеличивают добавкой руды или колчеданных огарков.

Портландцемент наиболее распространенное и важнейшее вяжущее вещество, являющееся одним из основных строительных материалов, без которого невозможно получить различные бетоны, железобетонные конструкции, а также кладочные и штукатурные растворы.

Химический состав портландцемента

Портландцемент характеризуется постоянством химического состава. Содержание оксидов изменяется в небольших пределах (%):

MgO – не более 5

SO3 – не менее 1,5 и не более 3,5.

Перечисленные оксиды не находятся в клинкере в свободном виде, а образуют указанные выше минералы кристаллической структуры, а также некоторые химические соединения, входящие в состав клинкера в виде стекловидной фазы.

Относительное постоянство химического состава портландцемента обусловливает и постоянство его физико-механических свойств, что является важным его преимуществом перед некоторыми другими гидравлическими вяжущими (гидравлической известью, романцементом).

Сырьевые материалы

В природе редко встречаются горные породы, химический состав которых после обжига соответствовал бы требуемому химическому составу портландцемента. Поэтому при получении портландцемента сырьевую смесь составляют из двух и более исходных компонентов.

В качестве основных сырьевых материалов, с которыми в приготовленный клинкер вводится оксид кальция СаО, применяют все виды известняков и мела. Вторым компонентом является глина, с которой вводится кремнезем SiO2, глинозем Aℓ2O3 и оксид железа Fe2O3. Практически, в совокупности, СаО, а также указанные компоненты и определяют образование основных клинкерообразующих минералов.

При правильно рассчитанной и тщательно подготовленной к обжигу сырьевой смеси клинкер не должен содержать свободный оксид кальция СаО, так как пережженная (при температуре около 1500 ºС) известь, также как и магнезия MgО, очень медленно гасятся, увеличиваясь в объеме, что может привести в последующем к растрескиванию уже затвердевшего бетона.

Минералогический состав клинкера – одна из наиболее полных и надежных его характеристик. Установлено, что почти все строительные свойства портландцемента зависят от минералогического состава клинкера. Именно он дает возможность прогнозировать свойства портландцемента и спроектировать его состав для бетонов, работающих в конкретных эксплуатационных условиях.


Общие сведения

Данные портландцементы используют в виде раствора или бетона с добавлением цветных заполнителей и применяют для внутренней и наружной отделки здания, для облицовки блоков и панелей. Так же его используют для возведения сооружений и зданий различного назначения, таких как: половые и ступенечные плиты, скульптуры, а так же цементные краски.

В обычном портландцементе в большом количестве содержатся оксиды марганца, хрома и железа, которые сильно влияют на окраску данного цемента, что придает ему грязноватый темно-серый цвет.

Сфера использования окрашенных смесей


Использование цветного цемента для изготовления тротуарной плитки
Разноцветные цементы и смеси из них применяют в качестве связующего для приготовления окрашенного бетона, из которого изготавливают различные изделия, художественные формы и элементы дизайна. Из них изготавливают качественные цветные побелки и цементные краски. Так же применяются для изготовления отделочной цементной плитки и панелей. При этом плитка может быть полностью изготовлена из цветного цемента или иметь только поверхностное покрытие, что значительно экономит дорогой отделочный материал.

Главное достоинство этих материалов заключается в их внешней привлекательности и возможности технологического использования. В то же время не стоит забывать о его высокой стоимости и использовать очень рационально.

Состав цветного портландцемента

Белый и цветные портландцементы готовят на специальном клинкере с низким содержанием железа.

В цветных цементах обычно содержится:

  • Si_02 – от 23% до 25,5%;
  • А12_03 – от 5,5% до 7%;
  • Fe2_03 – от 0,4% до 0,5%.

В качественных образцах белого цемента содержится:

  • Fe2_03 – от 0,25% до 0,35%;
  • Mn_O – от 0,05% до 015%;
  • MgO – до 4,5%.

Минеральный состав белых цементов обычно составляет:

  • C3_S – от 35% до 45%;
  • С3_А – от 14% до 17%;
  • C4_A_F – от 0,9% до 1,4%.

Для производства белового и цветных портландцементов необходимо использовать самое чистое карбонатное и песчано-глинистое сырье. Чаще всего используют чистый известняк или мел, в котором Fe2_03 содержится менее 0,15% — для белого портландцемента и 0,25% — для цветного, а содержание Mn_O в таком сырье менее 0,015% и 0,03% соответственно.

В качестве глинистого компонента используют каолин, отходы от его обогащение и некоторые другие материалы. А для увеличения силикатности используют тонкозернистый белый кварцевый песок, отходы от кварцевого песка, образующиеся при обогащении каолина и т. д.

В кремнеземистом и глинистом сырье содержание Fe_Os и Ti_02 не должно превышать 1% и 0,8% соответственно.

Марки цемента, их особенности, свойства и различия

Цемент производится из гипса и клинкера в результате их измельчения и последующего смешивания в однородную массу. Гипс – это обычный минерал, а вот клинкер – специально подготовленная смесь, которая изготавливается из глины и известняка в соотношении 25 к 75 (25 частей глины и 75 частей известняка).

Читайте так же:
Рецепт раствора для цементной стяжки

На фото – клинкерный транспортер

Производство цемента

Смесь глины и известняка нагревается до 1450 °С, в результате чего образуются отдельные гранулы клинкера, которые в дальнейшем будут смешиваться с гипсом, образуя цемент. В него могут добавляться минеральные компоненты, которые снижают стоимость конечного строительного материала, улучшают его устойчивость к кислотам, холоду и другим видам воздействия.

Даремский замок. Англия, г.Дарем. Возведен в XI веке с использованием цемента

Виды цемента

Цемент разделяется на 6 видов:

1. Романцемент (Римский цемент) – цемент, в котором преобладает белит (силикат кальция). Он очень долго застывает, по причине чего в современном мире практически не используется и не производится.

2. Портландцемент – самый распространенный цемент, который чаще всего применяется в строительстве. Назван так в честь английского острова Портленд за свой цвет, который аналогичен цвету добываемых на этом острове камней.

3. Глиноземистый цемент – дорогостоящий строительный материал. Для него характерна высокая скорость затвердения и прочность. Используется для быстрого возведения построек, а также для создания строений стратегического и военного назначения.

4. Магнезиальный цемент (он же – Цемент Сореля). Назван так в честь французского физика и инженера Станисласа Сореля, который изобрел такой вид цемента в 1866 году. Характеризуется высокой скоростью затвердения и прочностью. Недостатки – быстро разрушается, особенно под воздействием воды.

5. Смешанный цемент – общее название всех цементов, смешанных со шлаками, пемзой, туфом и другими веществами. Для него характерны: быстрое затвердение, небольшая стоимость и низкая прочность.

6. Кислотоупорный цемент. В его состав входит натрий и кварцевый песок. Главная особенность – невосприимчивость к воздействию кислот. Используется в химической промышленности для возведения построек, крепления оборудования и облицовочных материалов.

На фото – цветной цемент

Марки цемента

Маркировка на упаковке с цементом позволяет заранее определить его свойства. Маркировка цемента состоит из трех частей: вид цемента, его прочность и свойства.

Что такое шлаковые цементы и где они применяются

Если измельчить и смешать цементный клинкер, гипс и гранулированный шлак в выверенной пропорции — получится гидравлическая вяжущая субстанция — шлаковый портландцемент. При создании данной смеси главное внимание уделяется не столько физической структуре исходного сырья, сколько его химическому составу. Правильно подобранные основные или кислые шлаки обеспечат качественный вяжущий гидравлический эффект и стабильное, полное застывание. Клинкер выступает в роли активизатора твердения шлаков при контакте с водой, благодаря наличию гидрата окиси кальция.

Шлаковый цемент

Существует также шлаковый бесклинкерный цемент — в нем отсутствует клинкер, а массовая доля шлака достигает 90%. Он дешевле, но и имеет более ограниченную область применения: к примеру, не подходит для работ с фундаментом.

Процесс производства состоит всего из двух этапов:

  1. Высушивание шлака до влажности меньше 1 %. его доля в общем соотношении компонентов не должна выходить за пределы диапазона 20-80 %.
  2. Измельчение с клинкером и гипсом в мельнице до состояния гомогенного тонкодисперсного порошка. Параллельно происходит и смешивание, доля гипса не должна превышать 5 %. При изготовлении минерального порошка для асфальтобетона используется такой же метод измельчения.

Портландцемент от шлакопортландцемента отличает отсутствие в смеси гипса. Свое название материал получил от острова Портленд — на нем ведется добыча природного камня, на который очень похож ПЦ, благодаря своему бледному серо-зеленоватому оттенку.

Схема производства цемента

Особенности шлакоцемента

Обладает такими достоинствами и недостатками:

  • низкая морозоустойчивость, уязвим к перепадам температур;
  • долгий период застывания — до 12 месяцев. На начальных этапах обладает крайне низкой прочностью, по мере застывания этот параметр возрастает. Итоговая прочность сравнима с цементом;
  • как следствие — требует особых условий или состава для успешного затвердевания. Преждевременное застывание приведет к потере прочности;
  • одно из главных преимуществ — устойчивость к воздействию пресных и сульфатных вод;
  • при застывании выделяет меньше тепла, чем классический цемент.

Преимущества и область применения

Шлакопордландцемент заслужено получил широкое распространение. Он идеально подходит для возведения строений, подвергающихся регулярному воздействию пресных и минеральных вод. Также хорошо зарекомендовал себя для многоэтажного строительства, массивных сооружений и цоколя фундаментов зданий.

Схватывание цементного порошка

Главное достоинство — это соотношение цена/качество. Будучи примерно на 10% дешевле обычного цемента, он часто превосходит его в практичности. При достаточном запасе времени можно сэкономить еще больше, выбрав смесь из гранулированного шлака — она застывает дольше, но и обходится дешевле.

Шлакоцемент также популярен при решении следующих задач:

  • возведение монолитных изделий и сборных конструкций. Для этого часто применяется тепловлажная обработка — для ускорения застывания без потери прочности;
  • редко можно встретить строение на фундаменте из такого цемента, однако внешнюю отделка цоколя часто делают из него;
  • изготовление кладочных и штукатурных растворов, а также бетона, железобетона и сухих строительных составов. Часто применяют в роли основного вещества в вышеуказанных смесях;
  • шлакобетон интенсивно используется при создании железобетонных труб, шпал и мостовых элементов.

Значительно более низкая себестоимость в сравнении с цементом: добавление шлака к клинкеру избавляет от необходимости обжига, а благодаря тому, что помол всех компонентов происходит одновременно, достигается экономия рабочей силы. Эти факторы позволяют использовать более дешевые заводы с более простым оборудованием.

Шлаковый раствор не рекомендуется использовать для возведения строений, подвергающихся поочередно замораживанию и оттаиванию. Также его нельзя укладывать при температурах ниже +10 о С без искусственного обогрева.

Состав шлакового ПЦ

Самым экономным вариантом является покупка навалом с самовывозом, самым дорогим — в биг-бегах на 1000 кг с доставкой. Для хранения лучше всего подходят герметичные бункеры или силосы, постарайтесь обеспечить сухое помещение без сильных перепадов температур. Остерегайтесь покупки портландцемента в мешках — в таком случае сложнее всего проверить производителя. Удостовериться в его качестве можно только с помощью химического анализа.

Параметр М означает прочность: чем выше — тем лучше. От пропорций и толщины помола гранул зависят характеристики. Разделение цемента на марки по критерию прочности:

  • М200 и М250;
  • М300;
  • М400 и М450;
  • М500;
  • М600.
Читайте так же:
Растворы цементные гост м100

Прочность ПЦ можно повышать искусственно: для этого отфильтровать крупные гранулы, а 1/5 часть самой мелкой фракции заменить песком.

Д — максимальное количество минеральных добавок (в процентах); рекомендуется выбирать цемент без добавок. Буква Б в названии означает быстрое затвердевание. Н — нормированный состав клинкера.

Как выбрать цемент

Данные о ценах в Москве представлены в таблице ниже:

НазваниеМарка по ГОСТ 10178-85Средняя стоимость за тонну опт/розница, рубли
ПЦ 500ДО-НМ500 Д04450/5000
ЦеМ I 42,5НМ500 Д03900/4500
ЦеМ I 32,5БМ400 Д03700/4400
ЦеМ II/А-Ш 32,5БМ400 Д203500/4200
ЦеМ III/А-Ш 32.5НМ300 Д03350/4000

Производство регулируется ГОСТами 31108-2003 и 10178-85: первый отвечает за класс, второй — за марку прочности. Лучшая гарантия выбора хорошего цемента — лабораторный анализ. Обратите внимание на следующие химические элементы и их пропорцию:

Цементный клинкер

Клинкер (в цементной промышленности) — промежуточный продукт при производстве цемента.

Содержание

Производство цемента

При нагревании извести и глины или других материалов сходного валового состава и достаточной активности до температуры 1450°С, происходит частичное плавление, и образуются гранулы клинкера. Для получения цемента клинкер перемешивают с несколькими процентами гипса и тонко перемалывают. Гипс управляет скоростью схватывания; его можно частично заменить другими формами сульфата кальция. Некоторые технические условия разрешают добавлять другие материалы при помоле. Типичный клинкер имеет примерный состав 67 % СаО, 22 % SiO2, 5 % Аl2О3, 3 % Fе2O3 и 3 % других компонентов.

Четыре главные фазы клинкера

Является наиболее важной составляющей всех обычных цементных клинкеров; содержание его составляет 50-70 %. Это трехкальциевый силикат, 3СаOSiО2 (C3S), состав и структура которого модифицированы за счет размещения в решетке инородных ионов, особенно Mg 2+ , Аl 3+ и Fе 3+ . Алит относительно быстро реагирует с водой и в нормальных цементах из всех фаз играет наиболее важную роль в развитии прочности; для 28-суточной прочности вклад этой фазы особенно важен.

Белит

Содержание белита для нормальных цементных клинкеров составляет 15-30 %. Это двукальциевый силикат 2СаOSiО2 (C2S), модифицированный введением в структуру инородных ионов и обычно полностью или большей частью присутствующий в виде β-модификации. Белит медленно реагирует с водой, таким образом слабо влияя на прочность в течение первых 28 суток, но существенно увеличивает прочность в более поздние сроки. Через год прочности чистого алита и чистого белита в сравнимых условиях примерно одинаковы.

Алюминатная фаза

Содержание алюминатной фазы составляет 5-10 % для большинства нормальных цементных клинкеров. Это трехкальциевый алюминат Са3Аl2O6, существенно измененный по составу, а иногда и по структуре, за счет инородных ионов, особенно Si 4+ , Fe 3+ , Nа + и К + . Алюминатная фаза быстро реагирует с водой и может вызвать нежелательно быстрое схватывание, если не добавлен контролирующий схватывание реагент, обычно гипс.

Ферритная фаза

Ферритная фаза составляет 5-15 % обычного цементного клинкера. Это — четырехкальциевый алюмоферрит Ca2AlFeО5, состав которого значительно меняется при изменении отношения Al/Fe и размещении в структуре инородных ионов. Скорость, с которой ферритная фаза реагирует с водой, может несколько варьировать из-за различий в составе или других характеристиках, но, как правило, она высока в начальный период и является промежуточной между скоростями для алита и белита в более поздние сроки.

В клинкере обычно присутствуют в небольших количествах и несколько других фаз, таких как щелочные сульфаты и оксид кальция.

См. также

  • Цемент

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое «Цементный клинкер» в других словарях:

цементный клинкер — (клинкер) продукт, получаемый обжигом до спекания или плавления сырьевой смеси надлежащего состава и содержащий, главным образом, высокоосновные силикаты и (или) высоко или низкоосновные алюминаты кальция. (Смотри: ГОСТ 30515 97. Цементы. Общие… … Строительный словарь

цементный клинкер — cemento klinkeris statusas T sritis chemija apibrėžtis Iki sukepimo išdegtas cemento žaliavų mišinys. atitikmenys: angl. cement clinker rus. цементный клинкер … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

Цементный клинкер — Продукт, получаемый обжигом до спекания или плавления сырьевой смеси надлежащего состава и содержащий, главным образом, высокоосновные силикаты и (или) высоко или низкоосновные алюминаты кальция … Словарь строителя

Клинкер — (цементный клинкер) – продукт, получаемый обжигом до спекания или плавления сырьевой смеси надлежащего состава и содержащий, главным образом, высокоосновные силикаты и (или) высоко – или низкоосновные алюминаты кальция. [ГОСТ 30515 97] Клинкер –… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Цементный — Цементный  топоним. Цементный  посёлок, административно подчинённый городу Магнитогорск (Челябинская область). Цементный  село в Саратовской области. Цементный  село в Карачаево Черкесии. Цементный  посёлок в Невьянском… … Википедия

ЦЕМЕНТНЫЙ — ЦЕМЕНТНЫЙ, цементная, цементное. 1. прил. к цемент в 1 знач. Цементный завод. Цементная промышленность. Цементная печь (печь для изготовления цементного клинкера). 2. Сделанный, состоящий из цемента. Цементная модель. Цементное основание.… … Толковый словарь Ушакова

Клинкер — Продукт равномерного обжига измельченной сырьевой смеси (известняка и глины). Используется при производстве цемента. Источник: Словарь архитектурно строительных терминов 1. применяемый для производства цемента спёкшийся продукт обжига сырьевой… … Строительный словарь

Клинкер цементный — –материал в виде кусков, получаемый путем обжига до спекания смеси природных глин, с преобладаниемсиликатов кальция. Применяют для изготовления портландцемента. [Справочник дорожных терминов, М. 2005 г.] Клинкер цементный – продукт,… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

КЛИНКЕР — (нем. Klinker) 1) металлургический твердый спеченный остаток после вельцевания. Клинкер перерабатывают для извлечения из него меди, серебра и других элементов;2) цементный полупродукт, получаемый (в виде гранул) при обжиге тонкоизмельченной смеси … Большой Энциклопедический словарь

КЛИНКЕР — (1) металлургический тугоплавкая спёкшаяся масса, получаемая в остатке при переработке руд и концентратов цинка, свинца, олова в трубчатых вращающихся печах; является сырьём для дальнейшей металлургической обработки цветных металлов; (2) К.… … Большая политехническая энциклопедия

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector