Rubber-way.ru

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

Методика физико-механических испытании ангидритового цемента

Методика физико-механических испытании ангидритового цемента

Для определения тонкости помола пользуются ситом, состоящим из цилиндрической обоймы с натянутой сеткой № 0085 (4900 отв/см 2 ), донышка и крышки. Все составные части сита плотно входят одна в другую.

Навеску ангидритового цемента в 50 г, высушенную при 110±5° в сушильном шкафу в течение часа, кладут на сито. Закрыв сито крышкой, цемент просеивают, встряхивая прибор в наклонном положении и постепенно поворачивая его на полный оборот вокруг вертикальней оси. В конце испытания контрольный просев производят на бумагу. Испытание считается законченным, когда в течение минуты через сито проходит не более 0,05 г цемента.

Тонкость помола выражают в процентах и определяют взвешиванием остатка цемента на сите № 0085 (4900 отв/см 2 ), который должен быть не более 15%.

2. Определение нормальной густоты цементного теста

Рис. 15. Прибор для определения нормальной густоты цементного тестаРис. 15. Прибор для определения нормальной густоты цементного теста Нормальную густоту цементного теста определяют в приборе, изображенном на рис. 15, который устроен следующим образом. Цилиндрический металлический стержень свободно перемещается в вертикальном направлении в обойме станины и закрепляется на желаемой высоте зажимным винтом. Стержень снабжен указателем для отсчета величины перемещения его по миллиметровой шкале, прикрепленной к станине. В нижнюю часть стержня вставляется металлический цилиндр диаметром 1 см. Допускаемое отклонение от указанного размера диаметра — не более +0,01 см. Поверхность цилиндра должна быть гладкой и чистой. Вес стержня вместе с цилиндром — 300±2 г.

Испытуемым тестом заполняют коническое эбонитовое, медное или стальное кольцо, под которое предварительно подкладывают стеклянную пластинку (бумагу подкладывать не следует). Верхний диаметр кольца в свету 7,5 см (±0,5 см), нижний — 6,5 см (±0,5 см) и высота 4 см (±0,5 см). Перед испытанием надо убедиться, свободно ли опускается стержень прибора и хорошо ли работает зажимной винт, а также проверить нулевое показание прибора, для чего измеритель густоты приводят в соприкосновение со стеклянной пластинкой.

Тесто затворяют вручную или в смешивающем аппарате. При затворении вручную отвешивают 400 г ангидритового цемента, помещают их в сферическую металлическую чашку (диаметр чашки 40 см, высота 10 см), делают в цементе углубление и вливают в это углубление 80—120 см 3 воды. Тотчас же после этого начинают осторожно перемешивать, а затем энергично растирать тесто лопаткой, округленной настолько, чтобы она вплотную подходила к стенкам чашки. Тесто растирают во взаимно перпендикулярных направлениях. Продолжительность перемешивания цемента с водой — 5 мин., считая с момента наполнения чашки водой.

До заполнения тестом кольцо и стеклянную пластинку протирают тряпкой, слегка пропитанной машинным маслом. Заполнив кольцо цементным тестом, 5—6 раз встряхивают кольцо, слегка ударяя для этого о край стола стеклянной пластинкой. Затем поверхность цементного теста выравнивают заподлицо с краями, срезая избыток его ножом, смоченным водой. Поставив кольцо с тестом на пластинку прибора, приводят измеритель густоты в соприкосновение с (поверхностью теста в кольце и закрепляют стержень винтом. Быстро отвернув винт, дают измерителю густоты свободно погрузиться в тесто, наблюдая за погружением по перемещению указателя вдоль шкалы прибора. Как только измеритель перестанет опускаться, стержень снова закрепляют винтом и делают отсчет по шкале.

Густота теста считается нормальной, если измеритель густоты не доходит до дна на 5—7 мм.

3. Определение сроков схватывания цементного теста

Определив нормальную густоту цементного теста, заменяют в этом приборе цилиндр иглой с площадью поперечного сечения 1 мм 2 , диаметром 1,1±0,04 мм и длиной 50 мм, а на верхнюю тарелку стержня добавляют до 300±2 г груза. Перед испытанием проверяют нулевое показание шкалы, приводя для этого иглу в соприкосновение со стеклянной пластинкой.

Проверив прибор, доводят иглу до соприкосновения с поверхностью теста и закрепляют стержень винтом. Затем, отвернув винт, дают игле свободно погрузиться в тесто. Только в начале испытания, пока тесто настолько жидко, что можно опасаться слишком сильного удара иглы о стеклянную пластинку, иглу слегка задерживают, чтобы она не погнулась. Когда же тесто загустеет настолько, что опасность повреждения иглы исключается, ей дают свободно погружаться. Во всяком случае, момент начала схватывания теста определяют при свободном погружении иглы.

Иглу погружают в тесто до начала схватывания через каждые 5 мин., а затем — через каждые 15 минут. При этом кольцо после каждого погружения иглы передвигают. После каждого погружения иглу вытирают чистой тряпочкой или фильтровальной бумагой. Воду, которая может выделяться во время испытания на поверхности теста или из-под кольца, удалять не следует.

В рабочем журнале отмечают температуру помещения, в котором производится испытание, причем эта температура должна составлять 20±5°.

За начало схватывания; принимается время, протекающее от начала затворения (момент приливания воды) до момента, когда игла не будет доходить до дна на 0,5 мм. За конец схватывания принимается время от начала затворения до момента, когда игла опускается в тесто не более чем на 1 мм.

При определении сроков схватывания надо ограждать кольцо с цементом от толчков и не переносить его с места на место.

Схватывание ангидритового цемента должно начинаться не ранее 30 мин. и заканчиваться не позднее 24 час. от начала затворения.

4. Определение равномерности изменения объема

Из теста нормальной густоты, для которого берут 450 г цемента, скатывают на ладони 6 шариков диаметром примерно 4 см и приготовляют из них цементные лепешки. Для этого шарики помещают на стеклянные пластинки, протертые вазелином или машинным маслом, и постукивают этими пластинками о твердую поверхность. При этом шарики расплываются в лепешки диаметром 7—8 см и толщиной в центре около 1 см. Поверхность лепешки сглаживают мокрым ножом. После выдерживания при комнатной температуре в течение 24 час. все лепешки помещают на стеклянных пластинках в термостат, в котором выдерживают их 2 часа при 115—120° (горячая проба).

Читайте так же:
Ремонт цементной стяжки кровли расценка смета

Ангидритовый цемент признается доброкачественным, если на лепешках после выдерживания в термостатах не обнаруживаются трещины, видимые невооруженным глазом и в лупу а также какие-либо искривления.

5. Испытание на растяжение

Рис. 16. Размеры образца, сформованного из цементаРис. 16. Размеры образца, сформованного из цемента Формы для образцов. Размеры образца цемента для испытания на растяжение указаны на рис. 16. Формы для теста должны быть разъемными, а для раствора — неразъемными. Формы делают из нержавеющего металла. Они должны быть настолько прочными, чтобы размеры их не изменялись и чтобы при уплотнении образцов они не раздвигались. Все формы должны быть пронумерованы.

Не реже одного раза в 6 месяцев формы надо выверять. Формы для теста перед наполнением протирают изнутри тряпкой, пропитанной машинным маслом. Формы для раствора маслом не смазывают. Вынув образец из формы, последнюю немедленно очищают.

Изготовление и хранение образцов из цементного теста. Образцы из цементного теста изготовляют следующим способом. Тесто приготовляют вручную или механическим способом. В первом случае его замешивают лопаточкой в металлической чашке, во втором — в мешалке (рис. 17).

Рис. 17. Бегунковая мешалка для перемешивания цементного тестаРис. 17. Бегунковая мешалка для перемешивания цементного теста При ручном способе затворяют тесто для шести образцов одновременно. Для этого берут 1000 г цемента и воду в количестве, обеспечивающем нормальную густоту теста. Продолжительность перемешивания — 5 минут.

Формы для наполнения их тестом помещают на стеклянную или металлическую доску. Тесто распределяют равными частями в шесть форм и вминают в них овальной металлической ложкой или ножом. Затем, чтобы удалить из образцов воду, формы встряхивают в течение 2 мин., постукивая доской о край стола со скоростью 100—120 встряхиваний в минуту. Через каждые полминуты доску поворачивают на 90°. Через 5 мин. после окончания встряхивания избыток теста срезают смоченным водой ножом. Если пузырьки воздуха не перестают выделяться, то формы продолжают встряхивать еще минуту.

Первые сутки после изготовления образцы хранят в формах, не снимая с доски, в ванне с гидравлическим затвором.

По истечении суток образцы освобождают из форм. При этом нельзя постукивать формами о стол или какой-либо другой твердый предмет. Если при извлечении образцов установлено, что они дали усадку, это обстоятельство необходимо отметить в рабочем журнале.

Образцы, вынутые из форм, устанавливают на ребро в один ряд, на расстоянии 2 см один от другого, для хранения в комнатных условиях в течение 4, 7 и 28 суток. До установки образцы нумеруют тушью.

Изготовление и хранение образцов из раствора 1:3. Раствор затворяют одновременно для 6 или 12 образцов. Для этого берут 300 г (или соответственно 600 г) цемента, 900 г (или 1800 г) нормального песка и воду в количестве, обеспечивающем нормальную густоту раствора. Затворение производится так же, как в случае приготовления раствора для определения нормальной густоты цементного теста.

Рис. 18. Копер для трамбования цементных образцовРис. 18. Копер для трамбования цементных образцов Готовый раствор распределяют равными частями по формам, отвешивая по 200 г смеси на каждый образец. Формы должны быть установлены на подставке копра (рис. 18), при помощи которого смесь трамбуют. Вес бабы должен быть равен 2 кг, высота ее падения — 0,25 м; число ударов — 36.

Утрамбовав смесь, формы с образцами помещают на стеклянные пластинки, протертые тряпкой, слегка пропитанной машинным маслом. Свободную поверхность образцов тщательно выравнивают ножом заподлицо с верхними гранями форм. Образцы вынимают из форм через сутки с момента изготовления.

Образцы из цементного раствора нумеруют и хранят так же, как образцы из цементного теста.

Рис. 19. Рычажный прибор для испытания цементных образцов на растяжениеРис. 19. Рычажный прибор для испытания цементных образцов на растяжение Методы испытаний. Определение предела прочности при растяжении производят на рычажном приборе (рис. 19). Разрушающим грузом служит равномерно падающая дробь диаметром до 2,5 мм. Скорость истечения дроби должна быть 100±10 г в секунду

Перед помещением образца в захваты прибора проверяют опорные призмы, и прибор устанавливают (без ведерка) так, чтобы верхняя поверхность верхнего рычага совпадала с имеющейся на приборе чертой. Вес ведерка не должен превышать 25 % от веса разрывающего груза, в противном случае прибор уравновешивается с ведерком.

Образец, вынутый из воды и обтертый сухой тряпкой, вставляют в захваты так, чтобы его плоские грани совпадали с плоскими поверхностями верхнего и нижнего захватов. При вкладывании образца в прибор на верхний рычаг в качестве противовеса помещают рейтер и поднимают рычаг на такую высоту, чтобы в момент разрыва верхняя его поверхность находилась по возможности на высоте черты. Между боковой поверхностью образца и захватами прибора не должно быть зерен песка, а на образце — заусенцев.

Выравняв образец и подвесив ведерко, снимают с верхнего рычага рейтер и нагружают ведерко дробью. Когда вес дроби и ведерка достигает разрывной величины, образец разрывается и ведерко, упав на педаль прибора для подачи дроби, прекращает выпуск последней.

Читайте так же:
Цемент для установки плит

Для определения предела прочности при растяжении ведерко с дробью взвешивают с точностью до 10 г. Чтобы получить разрывное усилие на 1 см2 площади наименьшего поперечного сечения образца, надо вес ведерка с дробью в килограммах умножить на 10, исходя из следующего расчета:

отношение плеч нижнего рычага 1:5, верхнего — 1:10, общее 1:(5Х10) = 1:50; площадь наименьшего поперечного сечения образца (средней его части) равна 5 см 2 .

На площадь в 5 см 2 действует сила, в 50 раз превышающая нагрузку на длинное плечо верхнего рычага; разрывное усилие на 1 см 2 составляет

где Р — вес ведерка с дробью.

Чтобы определить величину предела прочности при растяжении, разрывают 6 образцов и, выбрав из 6 полученных результатов 4 наибольших, вычисляют среднее арифметическое с точностью до 0,1 кг/см 2 .

Испытывая образцы из цементного теста, у которых при извлечении из форм была замечена усадка, необходимо определять размер шейки каждого образца и в тех случаях, когда отклонение площади поперечного сечения от нормальной больше ±2%, предел прочности при растяжении рассчитывать по отношению к действительной площади поперечного сечения шейки образца.

Если на образце стоит номер формы, то предел прочности необходимо также рассчитывать на действительную площадь поперечного сечения шейки данной формы.

6. Испытание на сжатие

Предел прочности при сжатии определяют на кубиках из раствора с нормальным песком (1:3).

Размер форм для кубиков 7,07X7,07X7,07 см, площадь грани — 50 см 2 .

Кубики приготовляют так же, как для определения нормальной густоты раствора. При ручном способе одновременно приготовляют раствор на два кубика, для чего берут 400 г цемента и 1200 г нормального песка и воду в количестве, обеспечивающем нормальную густоту раствора. При пользовании мешалкой раствор приготовляют на 6 кубиков, для чего берут 1200 г цемента и 3600 г нормального песка.

Для определения предела прочности при сжатии приготовляют 9 кубиков, из которых 3 испытывают через 3 суток, 3 — через 7 суток и 3 — через 28 суток после приготовления.

Кубики нумеруют и хранят так же, как и образцы, предназначенные для испытания на растяжение.

По истечении 3, 7 и 28 суток с момента приготовления раствора образцы испытывают на гидравлическом прессе, применяемом для нормальных испытаний каменных материалов и строительных растворов. Пресс не реже одного раза в год необходимо проверять для учета действующих на кубик сжимающих сил.

Перед испытанием сжимающие поверхности пресса должны быть очищены от грязи, песка и т. п. Кубик помещают на нижнюю поверхность так, чтобы основанием ‘Служили грани, параллельные направлению трамбования.

Предел прочности при сжатии определяют как частное от деления величины разрушающего груза на величину площади грани (50 см 2 ). Для получения среднего значения берут среднее арифметическое из двух наибольших результатов.

Если на кубике стоит номер формы, то предел прочности рассчитывают по действительному поперечному сечению данной формы.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Тонкость помола является очень важным показателем качества угольной пыли. Чем тоньше угольная пыль и чем равномерней ее фракционный состав, тем меньше потеря тепла от механического недожога, и, следовательно, тем более совершенно протекает процесс сгорания.  [1]

Тонкость помола для обоих видов цемента должна быть такой, чтобы прп просеивании его яерез сито № 008 проходило не менее 85 % просеиваемой пробы.  [2]

Тонкость помола : при просеивании через сито № 0085 должно проходить не менее 90 % веса пробы.  [3]

Тонкость помола оказывает существенное влияние на прочность цемента, так как чем тонкость помола выше, тем выше его скорость твердения.  [4]

Тонкость помола Должна быть такой, чтобы при просеивании сквозь сито № 008 ( размеры стороны ячейки в свету 0 08 мм) по ГОСТ 3584 — 73 проходило не менее 85 % от массы пробы.  [5]

Тонкость помола оценивают по количеству цемента, прошедшему через сито с сеткой № 008 ( размер ячейки в свету 0 08 мм); должно просеиваться не менее 85 % массы просеиваемой нробы. Значимой величиной в оценке тонкости помола служит удельная поверхность частиц цемента, определяемая с помощью поверхно-стомера.  [6]

Тонкость помола в дезинтеграторе зависит от величины загружаемых кусков материала, числа рядов пальцев-бил и скорости их вращения. Более тонкий помол достигается за счет увеличения числа рядов бил на роторе, увеличения числа оборотов ротора и уменьшения крупности подаваемого материала.  [7]

Тонкость помола гипсовых вяжущих оценивают по остатку при просеивании пробы, массой 50 г, на сите с отверстиями размером 0 2 мм. Тонкость помола определяют в процентах как отношение массы вяжущего, оставшегося на сите, к массе первоначальной пробы.  [8]

Тонкость помола оказывает сильное влияние как на красящую способность, так и на укрывистость.  [9]

Тонкость помола составляет 200 — 300 м2 / кг. При помоле добавляют 1 — 2 % бентонита от массы цемента для придания большей стабильности раствору.  [10]

Тонкость помола должна быть такова, чтобы остаток на сите № 06 ( 100 отв / смг) был не более 2 %, а на сите № 021 ( 900 отв / см2) — не более 10 % от взятой навески.  [11]

Тонкость помола определяется путем взвешивания остатков на ситах. Чем более тонко смолота правильно составленная по химическому составу сырьевая смесь, тем лучше происходит образование клинкерных минералов при обжиге ее во вращающейся печи. Но слишком тонкий помол сырьевой смеси связан с излишним расходом электроэнергии. Установлено, что для получения цемента хорошего качества необходима следующая тонкость помола шлама, характеризующаяся остатками на ситах: № 021 — от 0 4 до 0 8 % и на сите № 008 — от 5 до 8 % в зависимости от свойств сырья. Физические свойства размалываемых материалов оказывают большое влияние на производительность мельницы.  [12]

Читайте так же:
Расчет раствора цемента для стяжки

Тонкость помола влияет на свойства цемента и отношения равномерности изменения объема. Недоброкачественный клинкер при грубом помоле и вылеживании в течение одной недели не выдерживает пробы испытания на равномерность изменения объема при кипячении в воде, но тот же самый портландцементныи клинкер, смолотый до такой тонкости, чтобы все проходило без остатка через сито № 008, после вылеживания при тех же условиях показывает положительный результат при испытании кипячением на равномерность изменения объема. Более тонкий помол, увеличивая суммарную поверхность цемента, дает возможность влаге воздуха и углекислоте быстрее погасить свободную известь.  [13]

Тонкость помола является одним из эффективных способов повышения активности шлакопортланд-цемента. Нами были проведены исследования влияния тончайшего ( сверхтонкого) помола на активность и на некоторые строительно-технические свойства шлакопортланд-цемента.  [14]

Тонкость помола , выражаемая остатком на сите в процентах, определяется мокрым или сухим способом.  [15]

Тонкость помола цемента формула

Цементная промышленность характеризуется значительной потребностью в электроэнергии около 110 кВт∙ч на тонну цемента [1], причем 40 % из них потребляется на процесс помола цемента [2].

Известно, что при длительном помоле для получения тонкомолотых цементов удельная поверхность повышается до определенного момента, после чего за счет агломерации частиц, налипания их на поверхность мелющих шаров и бронефутеровки мельницы она начинает снижаться [3].

Шаровые мельницы все еще составляют 60 % парка всех мельниц на цементных заводах [4]. К числу факторов, за счет изменения которых можно сократить расход электроэнергии при заданных конструктивно-технологических характеристиках мельничных агрегатов, следует отнести применение технологических добавок химических веществ различной природы. Использование добавок позволяет при заданных параметрах производительности мельницы повысить тонину помола и прочность, как в начальные, так и поздние сроки твердения, или при неизменных характеристиках цемента повысить производительность мельницы на 10–20 % и тем самым снизить удельные энергозатраты на помол.

Механизм действия интенсификаторов помола основан на адсорбции молекул ПАВ на поверхности цементных частиц, что позволяет:

● снять электростатические заряды с поверхности частиц, что предотвращает агрегирование мелких частиц (coating), устраняет проблему налипания материала на шары и бронефутеровку мельниц;

● понизить твердость измельчаемых продуктов (эффект П.А. Ребиндера), тем самым снизить энергозатраты на помол;

● изменить коэффициент сцепления (трения) между мелющими телами, бронефутеровкой и материалом, тем самым повысить силу удара и истирающего воздействия;

● повысить скорость продвижения материала по мельнице и циркуляцию в поперечном сечении.

Технико-технологическая эффективность применения интенсификаторов помола:

– повышение производительности помольных агрегатов при заданной тонкости помола, что позволяет снизить удельные энергозатраты на помол на 2–10 кВт·ч/т цемента, затраты на обслуживание процесса помола;

– повышение гарантированной прочности при повышении тонкости помола при заданной производительности мельницы;

– изменение гранулометрического состава цемента, что может способствовать изменению таких свойств как водоотделение, сроки схватывания, ускорение набора ранней прочности;

– повышение эффективности работы сепараторов в замкнутом цикле из-за снижения доли агрегированных частиц;

– повышение текучести цемента. Особенно этот показатель важен при транспортировке цемента по аэрожелобам, выгрузке цемента из силосов;

– повышение насыпной плотности цемента на 10–12 %, что позволяет увеличить запас емкостей для хранения цемента.

Постановка задачи разработки классификации была обоснована необходимостью выявления и обоснования признаков, характеризующих группы технологических добавок при помоле цемента, с целью прогнозирования их свойств и разработки новых эффективных составов.

В научной литературе выдвинуто две версии механизма действия интенсификаторов помола:

1) эффект Ребиндера – снижение прочности измельчаемых материалов;

2) снятие электростатических зарядов с поверхности измельчаемых частиц, которые образуются в результате разрыва валентных связей кристаллических клинкерных минералов, трибоэлектри-
зации и пр.

В качестве основы реализации классификации технологических добавок был выбран алгоритм на основе разделяющих функций (рис. 1). При реализации алгоритма деления использовали сведения из технической и патентной литературы, позволяющие выявить классификационные признаки и распределить все применяемые или заявляемые в патентах составы в стройной иерархичес-
кой системе.

pic_31.tif

Рис. 1. Классификация технологических добавок при помоле

По функциональному назначению. Технологические добавки разделены на монофункциональные и полифункциональные. К монофункциональным отнесены интенсификаторы помола, которые способствуют повышению производительности мельниц при заданных характеристиках цемента или при той же производительности мельниц повышающих тонкость помола цемента и тем самым его прочность. Полифункциональные добавки одновременно способны повысить эффективность процесса помола и повлиять на физико-механические свойства цемента. В состав полифункциональных добавок входят интенсификаторы помола (grinding aids) и добавки, которые способны улучшить строительно-эксплуатационные свойства цемента.

Интенсификаторы помола. По происхождению интенсифицирующие добавки разделены на продукты химического синтеза и отходы промышленности.

По составу продукты химического синтеза разделены на две группы: однокомпонентные и многокомпонентные.

По классам химических соединений большинство органических соединений, предлагаемых в качестве интенсификаторов помола, относятся к аминам и гликолям.

Амины принадлежат к производным аммиака, в котором атомы водорода замещены углеводородными остатками [5].

Читайте так же:
Чистый цемент с жидким стеклом

В аминах у атома азота имеется неподеленная электронная пара, которая определяет дипольный момент связи С–N (

1,5·10–30 Кл·м или 0,45 D, где D (дебай) – единица дипольного момента, равная 3,34·10–30 Кл·м). Электроводородные свойства аминов характеризуются энергиями ионизации (ЭИ), равными для: C2H5NH2 – 8,9; (C2H5)2NH – 8,0; (C2H5)3NH – 7,5 эВ.

Амины легко реагируют с ионами различных металлов с образованием донорно-акцепторных комплексов, в которых амины выступают в качестве донора (лиганда с двумя электронами):

form_4.wmf

Гликоли относятся к группе гидроксилпроизводных углеводородов со связью C (sp3)-ОН-алканов, насыщенных одноатомных спиртов с двумя гидроксильными группами –ОН. Алканы являются полярными соединениями. Они содержат в молекуле две полярные связи: Сδ+–Оδ– и Оδ– ––Нδ+. Диполи связей С–О и О–Н направлены в сторону атома кислорода. Суммарный дипольный момент составляет 5,3–6,0·10–30 Кл·м или 1,6–1,8 D. Неподеленные электронные пары придают алканам слабые электродонорные свойства, которые характеризуются энергией ионизации (ЭИ), эВ [5].

Тонкость помола цемента формула

Сэндвич-панели производство и продажа

  • Контакты:

  • Материалы и комплектующие

Портландцемент

Портландцемент и его разновидности являются основным вяжущим материалом в современном строительстве. Портландцемент представляет собой порошкообразное гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе, состоящее главным образом из силикатов кальция. Получают портландцемент тонким измельчением клинкера с гипсом (3 . 7 %), допускается введение в смесь активных минеральных добавок (10 . 15 %). Клинкер — продукт обжига (до полного спекания) искусственной сырьевой смеси, состоящей приблизительно из 75 % карбоната кальция (обычно известняка) и 25 % глины. Основные свойства портландцемента обусловливаются составом клинкера.

Химический состав портландцемента. Портландцемент характеризуется довольно постоянным химическим составом. Содержание основных составляющих окислов в нем колеблется в сравнительно небольших пределах, %: СаО (64 . 67), SiО 2 (19 . 24), А l 2 О 3 (4 . 7), Fе 2 О 3 (2 . 6), MgO (не более 5), SО 3 (не менее 1,5 и не более З,5).

Минералогический состав портландцемента. В процессе обжига сырьевой смеси перечисленные окислы вступают в химическое взаимодействие:

Минералогический состав портландцемента

Минералогический состав портландцемента

Сырье для получения портландцемента. В качестве сырья иногда используют природные горные породы — мергели. В них содержатся необходимые для производства портландцементов количества каронатных (75 . 78 %) и глинистых пород (25 . 22 %). В большинстве случаев необходимое сочетание пород получается искусственным путем. В этом случае в качестве карбонатных пород используются известняки, мел, известковые ракушечники; в качестве глинистых — глины, глинистые сланцы, лёссы, доменные шлаки; кроме того, в состав сырьевой смеси вводятся различные корректирующие добавки, например гипс.

Гипс необходим для регулирования сроков схватывания. С увеличением количества гипса увеличиваются (замедляются) сроки схватывания. Однако максимальное количество вводимого гипса регламентируется химическим составом портландцемента.

Производство портландцемента. Производство портландцемента состоит из следующих процессов: добычи сырья и доставки его на завод; подготовки сырья и смеси; обжига смеси — получения клинкера; измельчения клинкера с добавками — получения цемента.

По характеру подготовки сырья и приготовления смеси различают мокрый и сухой способы изготовления цемента. При мокром способе сырье дробят и размалывают без дополнительной подсушки. Весьма часто помол осуществляют с добавлением воды, глину размешивают в специальных емкостях — болтушках. Смесь готовят тщательным перемешиванием жидких молотых смесей в шламбассейнах. В этом случае подготовленная смесь — цементный шлам — содержит до 40 % и более воды.

При сухом способе тонкое измельчение исходного сырья — помол — осуществляют в сухом состоянии. Тщательное смешивание производят в специальных смесителях. В строительстве наиболее распространен мокрый способ, при котором удается достичь хорошей гомогенности сырьевой смеси, что в конечном итоге обусловливает получение цемента с более высокими и стабильными качествами. В связи с созданием оборудования, обеспечивающего хорошую гомогенизацию в смеси тонкомолотых порошков, сухой способ как более экономичный (не требующий теплоты на испарение воды) и, следовательно, перспективный находит все большее применение. В РФ действует несколько крупных цементных комбинатов, работающих по сухому способу.

Обжиг смеси производится во вращающихся печах, представляющих собой металлические цилиндры, обложенные внутри огнеупорной футеровкой. Печь укладывают на специальные катки с небольшим уклоном к поверхности земли, за счет чего по мере вращения сырьевая смесь продвигается по печи от приподнятого конца к опущенному. Длина печи достигает 180 м, а иногда доходит до 250 м, диаметр — до 6 м. По мере продвижения смесь подсушивается, скатывается в шарики и под действием высокой температуры (1450 . 1500 ° С) спекается в гранулы размером 5 . 20 мм и более. Затем гранулы охлаждаются сначала в печи, в зоне охлаждения, впоследствии — в специальных устройствах — холодильниках.

Существует и достаточно прогрессивный способ обжига клинкера. В печи силикатный расплав заменен расплавом на основе хлористого кальция. Существенно снижается температура обжига (1100 . 1150 ° С), в 3 .. .4 раза облегчается помол, но в цементе появляется минерал — алинит, содержащий алюмохлоридсиликат кальция. Этот цемент быстрее твердеет в начальные сроки.

Остывший клинкер подвергают размолу чаще всего в шаровых мельницах, представляющих собой металлические цилиндры диаметром до 3,5 и длиной до 15 . 20 м, которые выложены изнутри бронированными плитами. Мельницы имеют 2 . 3 камеры, отделенные друг от друга металлическими перегородками с отверстиями для прохождения размалываемого материала.

Размол клинкера и постепенное продвижение размалываемого материала обеспечиваются при вращении за счет наклона мельницы. По выходе из шаровой мельницы портландцемент подают на склад в силосы, где он остывает и выдерживается некоторое время, достаточное для стабилизации. Необходимость выдержки обусловливается тем, что при помоле, особенно если осуществляется помол еще не совсем остывшего клинкера (максимальная температура клинкера, подаваемого в шаровую мельницу, не должна превышать 50 ° С), происходит дегидратация вводимого гипса, получаемый при этом цемент будет обладать нестандартными сроками схватывания (ложное
схватывание).

Читайте так же:
Цемент взялся камешками можно использовать

Свойства портландцемента. К основным техническим свойствам портландцемента относятся: истинная плотность, средняя плотность, тонкость помола, сроки схватывания, нормальная густота (водопотребность цемента), равномерность изменения объема цементного теста, прочность затвердевшего цементного раствора. Истинная плотность цемента находится в пределах 3000 . 3200 кг/м3, плотность в рыхлом состоянии — 900 . 1300 кг/м3, в уплотненном (слежавшемся) — 1200 . 1300 кг/м3.

Тонкость помола характеризуется остатком на сите № 08 или удельной поверхностью, проверяемой на специальном приборе ПСХ. Согласно ГОСТ через сито № 08 должно проходить не менее 85 % массы пробы, удельная поверхность при этом (поверхность зерен цемента общей массой 1 г) должна быть 2500 . 3000 см2/г.

Нормальная густота цементного теста (количество воды в % от массы цемента) определяется погружением пестика, укрепляемого на штанге прибора Вика, и колеблется в пределах 21 . 28 %. Она зависит от минералогического состава цемента и тонкости помола. Изучение процесса твердения цемента показало, что в зависимости от вида цемента, сроков и условий твердения он присоединяет воды 15 . 25 % от своей массы. При использовании цемента в растворах и бетонах расходуемое количество воды значительно больше (40 . 70 %), оно, в частности, зависит и от нормальной густоты цементного теста. Излишки воды со временем испаряются, оставляя поры, что ухудшает качество цементного камня, а следовательно, раствора и бетона.

Сроки схватывания проверяют прибором Вика на цементном тесте нормальной густоты. Согласно требованиям ГОСТ начало схватывания должно быть не ранее 45 мин; конец — не позднее 10 ч (нормально — 2 . 3 ч), однако по согласованию с потребителями эти сроки могут существенно отличаться. О равномерности изменения объема цементного теста в процессе твердения судят по характеру трещин на образцах-лепешках, изготовленных по методике, изложенной в ГОСТ.

Если в цементе в результате нарушений технологического процесса при изготовлении окажется много свободных осадков кальция и магния, то процесс их гашения при затворении цемента водой будет протекать замедленно (температура обжига клинкера значительно выше температуры обжига при получении извести-кипелки, процесс гашения которой протекает довольно быстро). Это явление может привести к разрушению уже затвердевшего цементного камня. Для предотвращения подобных явлений при оценке качества цемента и проводят испытание на равномерность изменения объема.

Одним из основных свойств цемента является прочность, которая определяется в положенные сроки испытанием образцов (балочек) размером 40 х 40 х 160 мм первоначально на изгиб, а затем половинок — на сжатие. Балочки готовят из раствора состава 1:3 (1 ч. по массе цемента, 3 ч.- нормального вольского песка) при водоцементном отношении (отношении количества воды к количеству цемента), равном 0,4. Водоцементное отношение в свою очередь проверяется, а при необходимости корректируется по расплаву конуса на встряхивающем столике. Расплыв усеченного конуса из растворной смеси, изготовленного в форме высотой 60 мм и основаниями верхним с внутренним диаметром 70 мм и нижним — 100 мм, после 30 встряхиваний должен быть в пределах 106 . 115 мм. При отсутствии встряхивающего столика испытания проводят на стандартной лабораторной виброплощадке. В этом случае после 20 секунд вибрирования расплыв должен быть (170 ± 5) мм.

Твердение цемента. Твердение портландцемента — сложный физико-химический процесс. При затворении цемента водой основные минералы, растворяясь, гидратируются по уравнениям:

Твердение цемента

Образующиеся новообразования отличаются от первоначальных меньшей растворимостью и, выпадая в осадок, выкристаллизовываются, что приводит к потере пластичности (схватыванию) и последующему твердению. Добавка гипса в самом начале процесса при растворении взаимодействует с трехкальциевым алюминатом, образуя гидросульфоалюминаты, которые, обволакивая цементные зерна, замедляют процесс растворения и гидратации. Однако в последующем эти оболочки разрушаются (чем меньше гипса, тем замедление короче по времени) и процесс твердения ускоряется. Но сами выкристаллизовывающиеся новообразования начинают препятствовать гидратации, поэтому значительная часть зерен цемента может гидратироваться при наличии водной среды весьма продолжительный срок, измеряемый даже годами.

Цемент твердеет тем быстрее, чем больше в нем алита (алитовые цементы) и трехкальциевого алюмината. С течением времени процесс твердения резко замедляется. Цементы, содержащие много белита (белитовые цементы), в раннем возрасте твердеют медленно; нарастание прочности продолжается длительно и равномерно. Процессы твердения и особенно схватывания сопровождаются выделением теплоты, которая тем интенсивнее, чем быстрее протекает процесс схватывания. Поэтому в массивных конструкциях, как правило, применяют белитовые цементы. Использование в таких конструкциях алитовых цементов может привести к интенсивности тепловыделению, разогреву до высокой температуры (70 . 80 ° С), появлению трещин и даже потере воды, что в итоге приведет к утрате цементным камнем своих качеств. В то же время применение алитовых цементов позволяет быстрее получить минимальную прочность, а интенсивное тепловыделение обеспечивает в некоторых случаях необходимую для твердения температуру в зимних условиях.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector