Федеральне агентство з освіти
Мінеральні гідравлічні в'яжучі речовини
(Реферат з архітектурного матеріалознавства)
Зміст
Введення
I. Гідравлічні в'яжучі речовини.
1. Портланд-цемент
2. Виробництво портланд-цементу
II. Гідравлічні в'яжучі - спеціальні
1. Швидкотвердіючий портландцемент
2. Пластифікований портландцемент
3. Гідрофобний портландцемент
4. Сульфатостійкий портландцемен
5. Алінітовий портландцемент
6. Кольорові портландцементи
7. Глиноземистий цемент
8. Водонепроникний цемент, що розширюється
9. Водонепроникний безусадочний цемент
10.Гіпсогліноземістий цемент, що розширюється
11. Розширюється портландцемент
12. Напружує цемент
13. Гипсоцементно-пуццоланового скорозшивач
14. Шлаколужні цемент
15. Кремнійорганічний силікатна кислототривкий
IV. Список літератури
Введення
Мінеральні в'яжучі речовини - це тонко подрібнені порошки, які при заутворі з водою утворюють пластичне тісто, а з часом переходять у камневидное стан.
В'яжучі матеріали - це мінеральні та органічні речовини, застосовувані для виготовлення бетонів і будівельних розчинів, скріплення (омонолічіванія) окремих елементів будівельних конструкцій, гідроізоляції (створення водонепроникних покриттів).
До мінеральних в'язким матеріалів відносяться порошкоподібні речовини, що утворюють при змішуванні з водою пластичну масу, яка поступово твердне, утворюючи міцне камневидное тіло. Розрізняють гідравлічні в'яжучі - матеріали, які після змішування з водою і попереднього затвердіння на повітрі зберігають свою твердість і продовжують упрочняться («набирати» міцність) у воді - це різновиди цементів, гідравлічне вапно. Повітряні в'яжучі - це речовини, які здатні тверднути і зберігати міцність лише на повітрі (гіпс, повітряне вапно, рідке скло).
Класифікація мінеральних в'яжучих речовин
I. Гідравлічні в'яжучі речовини
В'язкі гідравлічні - найчисленніша група в'яжучих. Здатні тверднути і зберігати твердість на повітрі і у воді. До них відносяться вапно гідравлічне, романцемент, портландцемент і деякі інші матеріали.
1. Портланд-цемент
Винайдено в 1824 році англійським каменярем.
Портланд-цемент-це гідравлічна терпка речовина, що отримується тонким помелом портланд-цементного клінкеру з невеликою кількістю гіпсу.
Портланд-цементний клінкер-це зерна сірого або зеленого кольору, діаметром від 5 до 30 мм, одержані випалюванням сировинної суміші, що складається з вапняків і глини (75% CaCO 3, 25% глини).
Гіпс у кількості до 5% додають до клінкеру для регулювання термінів схоплювання.
Хімічний і мінералогічний склад портланд-цементу:
CaO-57-63% вапняк
SiO 2 - 25-30% складова глини
Al 2 O 3 - 4-10% складова глини
Fe 2 O 3 - 4-8% складова глини
Мінерали:
3CaO * SiO 2 або C 3 S-Аліт (45-60%)
2CaO * SiO 2 або C 2 S-двукальціевий силікат (білить, 20-30%)
3CaO * Al 2 O 3 або C 3 A-трехкальциевого силікат (4-10%)
4CaO * Al 2 O3 * Fe 2 O 3 іліC4AF - 10-20%
де R-міцність, t-час.
2. Виробництво портланд-цементу
Процес виробництва портланд-цементу:
1. Видобуток вапняку і глини
2. Приготування сировинної суміші (дроблення, помел, коректування складу сировини)
3. Випал
4. Помел клінкера спільно з гіпсом
5. Магазинуванням
У залежності від способу підготовки сировини існує три способи виробництва цементу:
1. Сухий
2. Мокрий
3. Комбінований
Сухий спосіб виробництва портланд-цементу.
Вапняк і глина подрібнюються при вологості 2-4%. Подрібнення проводиться в кульових дробарках (кульових млинах).
Мокрий спосіб.
Вапняк і глину подрібнюють в мокрому стані при вологості 50-60%
Комбінований спосіб.
Сировинні компоненти подрібнюються в мокрому стані, а перед випаленням висушуються.
Випал сировинної суміші.
Здійснюється в обертових печах довжиною 70-240 метрів і діаметром 3-4 метри.
Стадії твердіння.
1. Розчинення компонентів цементу в воді
2. Освіта пересиченого розчину або гелю
3. Кристалізація
При твердінні цементу утворюються:
· Гідросилікати
· Гідроаллюмінати
· Гідроферритами кальцію
· Гідроксид кальцію
Різновиди портланд-цементу.
1. Швидкотвердіючий пртланд-цемент (БТЦ, ОБТЦ)
Відмінності від звичайного цементу:
· Підвищений вміст C 3 S (> 60%)
· Підвищена тонкість помелу
· Підвищена питома поверхня S = 3500 см 2 / г (у звичайного S = 2500 см 2 / г)
Має нормовану міцність на третю добу.
2. Пластифікований портланд-цемент.
Володіє зниженою водопотребою за рахунок введення невеликої кількості (до 3%) пластифікуючих добавок.
Добавки: ССБ-сульфітно-спиртова барда
· ЛСТ-лігніт-сульфанати технічний
· Продукти переробки деревини на ЦПК
3. Гідрофобний портланд-цемент
Гідрофобні добавки:
· Асидолу
· Милонавт
· Олеїнової кислоти
4. Томпонажний портланд-цемент
Для гідроізоляції нафтових і газових свердловин.
5. Білий і кольорові портланд-цементи.
Білий цемент отримують шляхом випалу беложгущихся глин.
Ділиться на три сорти по білизні:
· Білий
· Менш білий
· Ще менш білий
На основі білих цементів можна отримати кольорові шляхом введення лугостійких пігментів.
Кольорові цементи використовуються для виготовлення підлог.
6. Пуцолановий портланд-цемент.
Містить до 60% активних мінеральних добавок (АМД).
Активні мінеральні добавки пов'язують гідрат окису кальцію в нерозчинні з'єднання.
Такий цемент краще працює під водою, ніж на повітрі.
7. Шлако-портланд-цемент.
Містить до 40% тонкомолотого доменного гранульованого шлаку.
8. Розширюється портланд-цемент.
9. Напружувані портланд-цемент.
10. Безусадочний портланд-цемент
Корозія цементу.
У процесі експлуатації цементний камінь може досить швидко руйнуватися під впливом розчинів кислот, солей, агресивних газів і інших активно-які впливають хімічної до сполук.
Види корозії:
1. Руйнування відбувається за рахунок вимивання складових цементу, в основному гідроксиду кальцію, м'якими водами.
2. Руйнування цементу під впливом розчинів кислот і солей з утворенням легко розчинних сполук.
3. Утворюються сполуки, кінцевий обсяг яких у кілька разів перевищує сумарний обсяг вихідних компонентів.
При корозії третього виду треба використовувати сульфатостійкий портланд-цемент.
II. Гідравлічні в'яжучі - спеціальні
До спеціальних цементів, що відрізняється від цементів, виготовлених на основі портландцементного клінкеру, відносяться: глиноземистий цемент і комплексні в'яжучі (змішані цементи) - розширюються і безусадочний, гипсоцементно-пуццоланові і шлаколужні в'яжучі речовини, кислототривкий цемент.
1. Швидкотвердіючий портландцемент
Різновидом шлакопортландцементу є швидкотверднучий шлакопортландцемент марки 400 (зміст гранульованого шлаку до 50% і більш висока тонкість помелу), що характеризується інтенсивним наростанням міцності на початку твердіння.
Швидкотвердіючий портландцемент (БТЦ) марок 400 і 500 відрізняється більш інтенсивним наростанням міцності в перші три доби твердіння за рахунок підвищеного вмісту клінкерних мінералів (С3S + С3А) до 60-65%, а також більш високою тонкощі помолу з питомою поверхнею часток 3500-4000 см2 / м.
При помелі допускається введення до 15-20% активних мінеральних добавок, БТЦ застосовується для зменшення тепловологісної обробки цементних бетонів, виготовлення збірних високоміцних, звичайних і заздалегідь напружених залізобетонних конструкцій, прискорення темпів будівництва, зимового бетонування.
Різновидом БТЦ є особливо швидкотверднучий портландцемент (ОБТЦ) марок 600 і 700, характеризується великою швидкістю твердіння й високою міцністю, що дозволяє відмовитися від пропарювання виробів з нього і скорочує витрату цементу. Клінкер у цьому цементі містить до 60-65% і не більше 8% С3А. При помелі не допускається введення мінеральних добавок, тонкість помелу становить 4000-4500 см2 / г. Найбільш доцільно використання цих цементів при зведенні будинків і споруд з монолітного бетону, а також при ремонтних роботах.
2. Пластифікований портландцемент
Пластифікований портландцемент (ППЦ) отримують тонким подрібненням портландцементного клінкеру спільно з гіпсом і пластифікуючої добавкою сульфітно-дріжджової бражкою (СДБ) в кількості 0,25% маси цементу. Додання розчинових і бетонних сумішей підвищеної пластичності знижує витрату цементу на 5-8%.
3. Гідрофобний портландцемент
Гідрофобний портландцемент (ГПЦ) отримують помелом портландцементного клінкеру спільно з гіпсом і 0,1-0,2% гідрофобізуючої (водовідштовхувальним) добавки: милонафта, асидолу, синтетичних жирних кислот, окисленого петролатуму та інших поверхнево-активних органічних речовин.
Гідрофобний портландцемент підвищує рухливість бетонних сумішей, що призводить до збільшення їх водостійкості, водонепроникності і морозостійкості. Застосовують гідрофобний і пластифікований цемент нарівні зі звичайним портландцементом, в тому числі для конструкцій, що працюють в умовах циклічного заморожування і відтавання, а також при перевезенні бетонних та розчинних сумішей на великі відстані.
4. Сульфатостійкий портландцемен
Сульфатостійкий портландцемент (СПЦ) (ГОСТ 22266-76 *) марки 400 має нормований мінералогічний склад клінкеру: C3S - не більше 50%, С3А - не більше 5%, C3A + C4AF - не більше 22%, MgO - 5%. Введення в цемент інертних та активних мінеральних добавок не допускається.
Сульфатостійкий портландцемент застосовують для виготовлення конструкцій гідротехнічних та інших споруд, що піддаються агресивному впливу сульфатних вод і працюючих в умовах багаторазового заморожування і відтавання в прісній і слабомінеральной воді.
Випускаються різновиди сульфатостійкого портландцементу з мінеральними добавками і cульфатостойкій шлакопортландцемент, що мають нормований мінералогічний склад.
5. Алінітовий портландцемент
Алінітовий портландцемент отримують з сировини, аналогічного портландцементу з добавкою в суміш СаСl2. Клінкер після випалу подрібнюють спільно з гіпсом (2,5-3,5% маси цементу). Допускається введення при помелі 10-30% активних мінеральних добавок або 30-50% доменного гранульованого шлаку. Одним з основних мінералів клінкеру є Аліна (хлорсілікат кальцію 60-80%) і хлоралюмінат кальцію. Активність алінітового цементу 40-50 МПа.
Перевагою алінітового цементу перед портландцементом є знижена витрата енергії при випалюванні сировини (температура випалу 1100 ° С проти 1400 ° С для портландцементу), а також прискорення в 3-4 рази розмелювання клінкеру. До недоліків його ставиться дещо знижена морозостійкість бетонів і корозія арматури під впливом іонів хлору.
6. Кольорові портландцементи
Білий (ГОСТ 965-78) і кольорові (ГОСТ 15825-80) портландцементи виготовляють шляхом сумісного помелу білого малозалізистого клінкеру, мінеральних добавок і гіпсу. Білий клінкер отримують випаленням на беззольному (газовому) паливі чистих вапняків, мармурів і білих глин.
Білий портландцемент має марки 400 і 500 і за ступенем білизни ділиться на три сорти: БЦ-1, БЦ-2, БЦ-3.
Кольорові цементи отримують спільним помелом клінкеру білого портландцементу з щелоче-і світлостійким пігментами (природними - 15% або синтетичними - 0,3%), активної мінеральної добавки (білого діатоміту) і гіпсу. Випускається він трьох марок: 300 400, 500, жовтого, рожевого, червоного, коричневого, зеленого, блакитного і чорного кольорів. Застосовують білий і кольорові портландцементу як в'яжучі для архітектурно-оздоблювальних робіт, облицювального шару великих панелей і блоків, скульптурних робіт і для виготовлення штучного мармуру. Для водних малярних складів, виготовлення цементних і полімерцементних фарб і шпаклівок білий і кольорові портландцементу використовуються в якості сполучного і наповнювача.
До спеціальних цементів, що відрізняється від цементів, виготовлених на основі портландцементного клінкеру, відносяться: глиноземистий цемент і комплексні в'яжучі (змішані цементи) - розширюються і безусадочний, гипсоцементно-пуццоланові і шлаколужні в'яжучі речовини, кислототривкий цемент.
7. Глиноземистий цемент
Глиноземистий цемент (ГОСТ 969-77) - швидкотвердіюче і високоміцне гідравлічне в'яжуче, що отримується тонким подрібненням клінкеру після випалу до плавлення або спікання сировинної суміші, багатої глиноземом (боксити і вапняки). Мінералогічний склад глиноземистого цементу характеризується великим змістом низькоосновних алюмінатів кальцію, головним чином СаО.А12О3.
Твердіння глиноземистого цементу відбувається швидко і супроводжується великим тепловиділенням, він має високу міцність і хімічну стійкість. Колір глиноземистого цементу сіро-зелений, коричневий або чорний, щільність у пухкому стані 1000-1300, а в ущільненому - 1600-1800 кг / м 2, тонкість помелу вище, ніж в портландцементу, початок схоплювання не раніше 30 хв, кінець - не пізніше 12 ч. Марки глиноземистого цементу 400, 500 і 600, встановлюються у віці трьох діб. Застосовується він для отримання швидкотверднучих і жаростійких бетонів і розчинів, а також при термінових аварійних і ремонтних роботах і зимовому бетонуванні. Бетони на глиноземному цементі водонепроникні, стійки в умовах прісних і сульфатних вод і морозостійкі.
Застосування цього цементу обмежене його високою вартістю. Не рекомендується використовувати його в масивних спорудах, піддавати пропарювання, змішувати з портландцементом.
8. Водонепроникний цемент, що розширюється
Водонепроникний цемент, що розширюється (ВРЦ) - що швидко і швидкотвердіюче гідравлічне в'яжуче, що отримується шляхом сумісного помелу або змішування глиноземистого цементу, гіпсу і високоосновні гідроалюмінат кальцію. Розширює вплив надає мінерал еттрінгіт (ЗСаО.А12О3.3CaSO4.31H2O), що утворюється при взаємодії цементу з водою. Цемент характеризується швидким схоплюванням: початок - не раніше 4 хв, кінець - не пізніше 12 хв, через 25 діб має марку 500. Схоплювання цементу можна уповільнювати добавками СДБ, оцтової кислоти, бури та ін ВРЦ застосовують для закарбування і гідроізоляції швів тюбінгів, розтрубів труб, замонолічування стиків і тріщин в залізобетонних конструкціях, закладення фундаментних болтів і підливи під устаткування. Не рекомендується застосовувати ВРЦ в конструкціях, що експлуатуються при температурі вище 80 ° С.
9. Водонепроникний безусадочний цемент
Водонепроникний безусадочний цемент (ВВЦ) має властивості і область застосування, аналогічні ВРЦ, але відрізняється складом. У ньому гідроалюмінат кальцію при змішуванні компонентів замінений гашеним вапном.
10. Гіпсогліноземістий цемент, що розширюється
Гіпсогліноземістий цемент, що розширюється (ГГРЦ) отримують спільним помелом високоглиноземисті клінкеру (70%) і природного гіпсу (30%). Він має більш зручні для виробництва строки тужавлення: початок - не раніше 20 хв, кінець - не пізніше 4 ч. Застосовують для отримання безусадочних і розширювальних розчинів, бетонів, штукатурок, для гідроізоляції шахт, підвалів, закладення різних швів і т. п.
11. Розширюється портландцемент
Розширюється портландцемент (РПЦ) - продукт спільної помелу портландцементного клінкеру (60-65%), високоглиноземисті шлаку або глиноземистого клінкеру (5-7%), гіпсу (7-10%) і активної мінеральної добавки. Застосування добавки дозволяє прискорити утворення кристалів еттрінгіта до схоплювання цементу, що забезпечує розширення тесту і розчинів у пластичному стані. По міцності РПЦ має марки 400, 500 і 600, початок схоплювання - не раніше 30 хв, кінець - не пізніше 12 год, застосовують для високоміцних бетонних і залізобетонних конструкцій, безусадочних розширюються бетонів і розчинів.
12. Напружує цемент
Напружує цемент (НЦ) отримують спільним помелом портландцементного клінкеру (65-70%), глиноземистого цементу (13-20%) і гіпсу (6-10%). Початок схоплювання складає 4-7 хв, кінець - 4-7 хв. Сповільнювачі схоплювання: СДБ і винно-кам'яна кислота. Застосовується для виготовлення попередньо напружених залізобетонних виробів. Натяг арматури відбувається одночасно з розширенням самого цементного каменю.
13. Гипсоцементно-пуццоланового скорозшивач
Гипсоцементно-пуццоланового скорозшивач (ГЦПВ) отримують шляхом змішування будівельного або високоміцного напівводного гіпсу (50-75%), портландцементу (15-25%) і мінеральної добавки (10-25%).
Замість портландцементу в суміші можливе застосування пуцоланового портландцементу з активною добавкою або шлакопортландцементу. ГЦПВ має марки 100 і 150, характеризується швидким твердненням і підвищеною водостійкістю. Міцність бетонів на ГЦПВ через 2-3 год після їх приготування сягає 30-40% марочної, коефіцієнт розм'якшення 0,6-0,8, морозостійкість 25-50 циклів. ГЦПВ застосовують для виготовлення панелей підстави підлоги, санітарно-технічних кабін, вентиляційних блоків та інших конструкцій.
14. Шлаколужні цемент
Шлаколужні цемент представляє собою гідравлічне в'яжуче, що отримується шляхом тонкого подрібнення гранульованого шлаку разом з малогигроскопична лужним компонентом або затвором меленого шлаку розчинами сполук лужних металів (натрію, літію або калію). Важливою властивістю шлаколужних цементу є можливість одержання високоякісних розчинів з місцевими некондиційними заповнювачами, що містять до 20% пилуватих і 5% глинистих частинок: щебінь слабких порід, відходи каменепереробки, відвальні шлаки, дрібні місцеві піски, супіски, легкі суглинки. Міцність такого цементу перевищує в 1,5-2 рази міцність портландцементу. Шлаколужне цемент володіє підвищеною водостійкістю, водонепроникністю, морозостійкістю, стійкістю в багатьох корозійних середовищах, біостійкість, здатністю тверднути при негативних температурах, гарну адгезію до сталі, жаростійкістю. Застосовують для виготовлення збірних бетонних та залізобетонних виробів, у гідротехнічному і дорожньому будівництві.
15. Кремнійорганічний силікатна кислототривкий цемент
Кремнійорганічний силікатна кислототривкий цемент (КСКЦ) отримують змішуванням або спільним помелом рівних часток кремнійоргсіліката і кварцового піску з додаванням в'яжучого - рідкого натрієвого або калієвого скла (10% загальної маси). В якості каталізатора та прискорювача твердіння застосовують кремнефтористий натрій, кремнефтористий алюміній або етилсилікати-32 (ефір ортокремніевой кислоти).
Кремнійоргсілікат, що входить до складу КСКЦ, являє собою продукт гідролізу рідкого скла і тетраетоксісілана у співвідношенні 1:1. Замість наповнювача - кварцового піску можуть використовуватися порошки маршалліта, андезиту, діабазу, кварциту.
Кислототри цемент застосовують для виготовлення кислотостійких розчинів, бетонів, замазок.
Бетон з застосуванням кислотостійких, заповнювачів (кварцовий пісок, граніт, андезит) має міцність при стисненні 50-60 МПа. Вироби з нього стійкі в середовищі мінеральних та органічних кислот (крім фтористо-водневої, кремнефтористом-водневої і фосфорної), але втрачають міцність у воді, а в їдких лугах руйнуються.
Список літератури
1. Новіков В.У. "Полімерні матеріали для будівництва". М., "Вища школа", 1995р.
2. Протвінеев І.В. та інші "Гідроізоляційні, покрівельні та герметизуючі матеріали". М., 1963 р.
3. Бондар К.Я., Єршов Б.Л., Соломенко М.Г. "Полімерні будівельні матеріали". Довідковий посібник. М., Стройиздат, 1974 р.
4. Рибьев І.А. "Технологія гідроізоляційних матеріалів". М., "Вища школа", 1964р.
5. Бурмістров Г.Н "Покрівля". М., Стройиздат, 1980 р.
Мінеральні гідравлічні в'яжучі речовини
(Реферат з архітектурного матеріалознавства)
Зміст
Введення
I. Гідравлічні в'яжучі речовини.
1. Портланд-цемент
2. Виробництво портланд-цементу
II. Гідравлічні в'яжучі - спеціальні
1. Швидкотвердіючий портландцемент
2. Пластифікований портландцемент
3. Гідрофобний портландцемент
4. Сульфатостійкий портландцемен
5. Алінітовий портландцемент
6. Кольорові портландцементи
7. Глиноземистий цемент
8. Водонепроникний цемент, що розширюється
9. Водонепроникний безусадочний цемент
10.Гіпсогліноземістий цемент, що розширюється
11. Розширюється портландцемент
12. Напружує цемент
13. Гипсоцементно-пуццоланового скорозшивач
14. Шлаколужні цемент
15. Кремнійорганічний силікатна кислототривкий
IV. Список літератури
Введення
Мінеральні в'яжучі речовини - це тонко подрібнені порошки, які при заутворі з водою утворюють пластичне тісто, а з часом переходять у камневидное стан.
В'яжучі матеріали - це мінеральні та органічні речовини, застосовувані для виготовлення бетонів і будівельних розчинів, скріплення (омонолічіванія) окремих елементів будівельних конструкцій, гідроізоляції (створення водонепроникних покриттів).
До мінеральних в'язким матеріалів відносяться порошкоподібні речовини, що утворюють при змішуванні з водою пластичну масу, яка поступово твердне, утворюючи міцне камневидное тіло. Розрізняють гідравлічні в'яжучі - матеріали, які після змішування з водою і попереднього затвердіння на повітрі зберігають свою твердість і продовжують упрочняться («набирати» міцність) у воді - це різновиди цементів, гідравлічне вапно. Повітряні в'яжучі - це речовини, які здатні тверднути і зберігати міцність лише на повітрі (гіпс, повітряне вапно, рідке скло).
Класифікація мінеральних в'яжучих речовин
| Повітряні | Застосування | Гідравлічні | Застосування | Автоклавного твердіння | Застосування |
| Гіпсові в'яжучі речовини Повітряне вапно Магнезіальні в'яжучі речовини Кислототри цемент | Будівництво будинків | Силікатна цемент Алюмінатного цемент Гідравлічна вапно Роман-цемент | Будівництво мостів, тунелів | Вапняно-кремнеземисті в'яжучі речовини Вапняно-шлакові в'яжучі речовини Нефеліновий цемент | Виробництво цегли |
I. Гідравлічні в'яжучі речовини
В'язкі гідравлічні - найчисленніша група в'яжучих. Здатні тверднути і зберігати твердість на повітрі і у воді. До них відносяться вапно гідравлічне, романцемент, портландцемент і деякі інші матеріали.
1. Портланд-цемент
Винайдено в 1824 році англійським каменярем.
Портланд-цемент-це гідравлічна терпка речовина, що отримується тонким помелом портланд-цементного клінкеру з невеликою кількістю гіпсу.
Портланд-цементний клінкер-це зерна сірого або зеленого кольору, діаметром від 5 до 30 мм, одержані випалюванням сировинної суміші, що складається з вапняків і глини (75% CaCO 3, 25% глини).
Гіпс у кількості до 5% додають до клінкеру для регулювання термінів схоплювання.
Хімічний і мінералогічний склад портланд-цементу:
CaO-57-63% вапняк
SiO 2 - 25-30% складова глини
Al 2 O 3 - 4-10% складова глини
Fe 2 O 3 - 4-8% складова глини
Мінерали:
3CaO * SiO 2 або C 3 S-Аліт (45-60%)
2CaO * SiO 2 або C 2 S-двукальціевий силікат (білить, 20-30%)
3CaO * Al 2 O 3 або C 3 A-трехкальциевого силікат (4-10%)
4CaO * Al 2 O3 * Fe 2 O 3 іліC4AF - 10-20%
де R-міцність, t-час.
2. Виробництво портланд-цементу
Процес виробництва портланд-цементу:
1. Видобуток вапняку і глини
2. Приготування сировинної суміші (дроблення, помел, коректування складу сировини)
3. Випал
4. Помел клінкера спільно з гіпсом
5. Магазинуванням
У залежності від способу підготовки сировини існує три способи виробництва цементу:
1. Сухий
2. Мокрий
3. Комбінований
Сухий спосіб виробництва портланд-цементу.
Вапняк і глина подрібнюються при вологості 2-4%. Подрібнення проводиться в кульових дробарках (кульових млинах).
Мокрий спосіб.
Вапняк і глину подрібнюють в мокрому стані при вологості 50-60%
Комбінований спосіб.
Сировинні компоненти подрібнюються в мокрому стані, а перед випаленням висушуються.
Випал сировинної суміші.
Здійснюється в обертових печах довжиною 70-240 метрів і діаметром 3-4 метри.
Стадії твердіння.
1. Розчинення компонентів цементу в воді
2. Освіта пересиченого розчину або гелю
3. Кристалізація
При твердінні цементу утворюються:
· Гідросилікати
· Гідроаллюмінати
· Гідроферритами кальцію
· Гідроксид кальцію
Різновиди портланд-цементу.
1. Швидкотвердіючий пртланд-цемент (БТЦ, ОБТЦ)
Відмінності від звичайного цементу:
· Підвищений вміст C 3 S (> 60%)
· Підвищена тонкість помелу
· Підвищена питома поверхня S = 3500 см 2 / г (у звичайного S = 2500 см 2 / г)
Має нормовану міцність на третю добу.
2. Пластифікований портланд-цемент.
Володіє зниженою водопотребою за рахунок введення невеликої кількості (до 3%) пластифікуючих добавок.
Добавки: ССБ-сульфітно-спиртова барда
· ЛСТ-лігніт-сульфанати технічний
· Продукти переробки деревини на ЦПК
3. Гідрофобний портланд-цемент
Гідрофобні добавки:
· Асидолу
· Милонавт
· Олеїнової кислоти
4. Томпонажний портланд-цемент
Для гідроізоляції нафтових і газових свердловин.
5. Білий і кольорові портланд-цементи.
Білий цемент отримують шляхом випалу беложгущихся глин.
Ділиться на три сорти по білизні:
· Білий
· Менш білий
· Ще менш білий
На основі білих цементів можна отримати кольорові шляхом введення лугостійких пігментів.
Кольорові цементи використовуються для виготовлення підлог.
6. Пуцолановий портланд-цемент.
Містить до 60% активних мінеральних добавок (АМД).
Активні мінеральні добавки пов'язують гідрат окису кальцію в нерозчинні з'єднання.
Такий цемент краще працює під водою, ніж на повітрі.
7. Шлако-портланд-цемент.
Містить до 40% тонкомолотого доменного гранульованого шлаку.
8. Розширюється портланд-цемент.
9. Напружувані портланд-цемент.
10. Безусадочний портланд-цемент
Корозія цементу.
У процесі експлуатації цементний камінь може досить швидко руйнуватися під впливом розчинів кислот, солей, агресивних газів і інших активно-які впливають хімічної до сполук.
Види корозії:
1. Руйнування відбувається за рахунок вимивання складових цементу, в основному гідроксиду кальцію, м'якими водами.
2. Руйнування цементу під впливом розчинів кислот і солей з утворенням легко розчинних сполук.
3. Утворюються сполуки, кінцевий обсяг яких у кілька разів перевищує сумарний обсяг вихідних компонентів.
При корозії третього виду треба використовувати сульфатостійкий портланд-цемент.
II. Гідравлічні в'яжучі - спеціальні
До спеціальних цементів, що відрізняється від цементів, виготовлених на основі портландцементного клінкеру, відносяться: глиноземистий цемент і комплексні в'яжучі (змішані цементи) - розширюються і безусадочний, гипсоцементно-пуццоланові і шлаколужні в'яжучі речовини, кислототривкий цемент.
1. Швидкотвердіючий портландцемент
Різновидом шлакопортландцементу є швидкотверднучий шлакопортландцемент марки 400 (зміст гранульованого шлаку до 50% і більш висока тонкість помелу), що характеризується інтенсивним наростанням міцності на початку твердіння.
Швидкотвердіючий портландцемент (БТЦ) марок 400 і 500 відрізняється більш інтенсивним наростанням міцності в перші три доби твердіння за рахунок підвищеного вмісту клінкерних мінералів (С3S + С3А) до 60-65%, а також більш високою тонкощі помолу з питомою поверхнею часток 3500-4000 см2 / м.
При помелі допускається введення до 15-20% активних мінеральних добавок, БТЦ застосовується для зменшення тепловологісної обробки цементних бетонів, виготовлення збірних високоміцних, звичайних і заздалегідь напружених залізобетонних конструкцій, прискорення темпів будівництва, зимового бетонування.
Різновидом БТЦ є особливо швидкотверднучий портландцемент (ОБТЦ) марок 600 і 700, характеризується великою швидкістю твердіння й високою міцністю, що дозволяє відмовитися від пропарювання виробів з нього і скорочує витрату цементу. Клінкер у цьому цементі містить до 60-65% і не більше 8% С3А. При помелі не допускається введення мінеральних добавок, тонкість помелу становить 4000-4500 см2 / г. Найбільш доцільно використання цих цементів при зведенні будинків і споруд з монолітного бетону, а також при ремонтних роботах.
2. Пластифікований портландцемент
Пластифікований портландцемент (ППЦ) отримують тонким подрібненням портландцементного клінкеру спільно з гіпсом і пластифікуючої добавкою сульфітно-дріжджової бражкою (СДБ) в кількості 0,25% маси цементу. Додання розчинових і бетонних сумішей підвищеної пластичності знижує витрату цементу на 5-8%.
3. Гідрофобний портландцемент
Гідрофобний портландцемент (ГПЦ) отримують помелом портландцементного клінкеру спільно з гіпсом і 0,1-0,2% гідрофобізуючої (водовідштовхувальним) добавки: милонафта, асидолу, синтетичних жирних кислот, окисленого петролатуму та інших поверхнево-активних органічних речовин.
Гідрофобний портландцемент підвищує рухливість бетонних сумішей, що призводить до збільшення їх водостійкості, водонепроникності і морозостійкості. Застосовують гідрофобний і пластифікований цемент нарівні зі звичайним портландцементом, в тому числі для конструкцій, що працюють в умовах циклічного заморожування і відтавання, а також при перевезенні бетонних та розчинних сумішей на великі відстані.
4. Сульфатостійкий портландцемен
Сульфатостійкий портландцемент (СПЦ) (ГОСТ 22266-76 *) марки 400 має нормований мінералогічний склад клінкеру: C3S - не більше 50%, С3А - не більше 5%, C3A + C4AF - не більше 22%, MgO - 5%. Введення в цемент інертних та активних мінеральних добавок не допускається.
Сульфатостійкий портландцемент застосовують для виготовлення конструкцій гідротехнічних та інших споруд, що піддаються агресивному впливу сульфатних вод і працюючих в умовах багаторазового заморожування і відтавання в прісній і слабомінеральной воді.
Випускаються різновиди сульфатостійкого портландцементу з мінеральними добавками і cульфатостойкій шлакопортландцемент, що мають нормований мінералогічний склад.
5. Алінітовий портландцемент
Алінітовий портландцемент отримують з сировини, аналогічного портландцементу з добавкою в суміш СаСl2. Клінкер після випалу подрібнюють спільно з гіпсом (2,5-3,5% маси цементу). Допускається введення при помелі 10-30% активних мінеральних добавок або 30-50% доменного гранульованого шлаку. Одним з основних мінералів клінкеру є Аліна (хлорсілікат кальцію 60-80%) і хлоралюмінат кальцію. Активність алінітового цементу 40-50 МПа.
Перевагою алінітового цементу перед портландцементом є знижена витрата енергії при випалюванні сировини (температура випалу 1100 ° С проти 1400 ° С для портландцементу), а також прискорення в 3-4 рази розмелювання клінкеру. До недоліків його ставиться дещо знижена морозостійкість бетонів і корозія арматури під впливом іонів хлору.
6. Кольорові портландцементи
Білий (ГОСТ 965-78) і кольорові (ГОСТ 15825-80) портландцементи виготовляють шляхом сумісного помелу білого малозалізистого клінкеру, мінеральних добавок і гіпсу. Білий клінкер отримують випаленням на беззольному (газовому) паливі чистих вапняків, мармурів і білих глин.
Білий портландцемент має марки 400 і 500 і за ступенем білизни ділиться на три сорти: БЦ-1, БЦ-2, БЦ-3.
Кольорові цементи отримують спільним помелом клінкеру білого портландцементу з щелоче-і світлостійким пігментами (природними - 15% або синтетичними - 0,3%), активної мінеральної добавки (білого діатоміту) і гіпсу. Випускається він трьох марок: 300 400, 500, жовтого, рожевого, червоного, коричневого, зеленого, блакитного і чорного кольорів. Застосовують білий і кольорові портландцементу як в'яжучі для архітектурно-оздоблювальних робіт, облицювального шару великих панелей і блоків, скульптурних робіт і для виготовлення штучного мармуру. Для водних малярних складів, виготовлення цементних і полімерцементних фарб і шпаклівок білий і кольорові портландцементу використовуються в якості сполучного і наповнювача.
До спеціальних цементів, що відрізняється від цементів, виготовлених на основі портландцементного клінкеру, відносяться: глиноземистий цемент і комплексні в'яжучі (змішані цементи) - розширюються і безусадочний, гипсоцементно-пуццоланові і шлаколужні в'яжучі речовини, кислототривкий цемент.
7. Глиноземистий цемент
Глиноземистий цемент (ГОСТ 969-77) - швидкотвердіюче і високоміцне гідравлічне в'яжуче, що отримується тонким подрібненням клінкеру після випалу до плавлення або спікання сировинної суміші, багатої глиноземом (боксити і вапняки). Мінералогічний склад глиноземистого цементу характеризується великим змістом низькоосновних алюмінатів кальцію, головним чином СаО.А12О3.
Твердіння глиноземистого цементу відбувається швидко і супроводжується великим тепловиділенням, він має високу міцність і хімічну стійкість. Колір глиноземистого цементу сіро-зелений, коричневий або чорний, щільність у пухкому стані 1000-1300, а в ущільненому - 1600-1800 кг / м 2, тонкість помелу вище, ніж в портландцементу, початок схоплювання не раніше 30 хв, кінець - не пізніше 12 ч. Марки глиноземистого цементу 400, 500 і 600, встановлюються у віці трьох діб. Застосовується він для отримання швидкотверднучих і жаростійких бетонів і розчинів, а також при термінових аварійних і ремонтних роботах і зимовому бетонуванні. Бетони на глиноземному цементі водонепроникні, стійки в умовах прісних і сульфатних вод і морозостійкі.
Застосування цього цементу обмежене його високою вартістю. Не рекомендується використовувати його в масивних спорудах, піддавати пропарювання, змішувати з портландцементом.
8. Водонепроникний цемент, що розширюється
Водонепроникний цемент, що розширюється (ВРЦ) - що швидко і швидкотвердіюче гідравлічне в'яжуче, що отримується шляхом сумісного помелу або змішування глиноземистого цементу, гіпсу і високоосновні гідроалюмінат кальцію. Розширює вплив надає мінерал еттрінгіт (ЗСаО.А12О3.3CaSO4.31H2O), що утворюється при взаємодії цементу з водою. Цемент характеризується швидким схоплюванням: початок - не раніше 4 хв, кінець - не пізніше 12 хв, через 25 діб має марку 500. Схоплювання цементу можна уповільнювати добавками СДБ, оцтової кислоти, бури та ін ВРЦ застосовують для закарбування і гідроізоляції швів тюбінгів, розтрубів труб, замонолічування стиків і тріщин в залізобетонних конструкціях, закладення фундаментних болтів і підливи під устаткування. Не рекомендується застосовувати ВРЦ в конструкціях, що експлуатуються при температурі вище 80 ° С.
9. Водонепроникний безусадочний цемент
Водонепроникний безусадочний цемент (ВВЦ) має властивості і область застосування, аналогічні ВРЦ, але відрізняється складом. У ньому гідроалюмінат кальцію при змішуванні компонентів замінений гашеним вапном.
10. Гіпсогліноземістий цемент, що розширюється
Гіпсогліноземістий цемент, що розширюється (ГГРЦ) отримують спільним помелом високоглиноземисті клінкеру (70%) і природного гіпсу (30%). Він має більш зручні для виробництва строки тужавлення: початок - не раніше 20 хв, кінець - не пізніше 4 ч. Застосовують для отримання безусадочних і розширювальних розчинів, бетонів, штукатурок, для гідроізоляції шахт, підвалів, закладення різних швів і т. п.
11. Розширюється портландцемент
Розширюється портландцемент (РПЦ) - продукт спільної помелу портландцементного клінкеру (60-65%), високоглиноземисті шлаку або глиноземистого клінкеру (5-7%), гіпсу (7-10%) і активної мінеральної добавки. Застосування добавки дозволяє прискорити утворення кристалів еттрінгіта до схоплювання цементу, що забезпечує розширення тесту і розчинів у пластичному стані. По міцності РПЦ має марки 400, 500 і 600, початок схоплювання - не раніше 30 хв, кінець - не пізніше 12 год, застосовують для високоміцних бетонних і залізобетонних конструкцій, безусадочних розширюються бетонів і розчинів.
12. Напружує цемент
Напружує цемент (НЦ) отримують спільним помелом портландцементного клінкеру (65-70%), глиноземистого цементу (13-20%) і гіпсу (6-10%). Початок схоплювання складає 4-7 хв, кінець - 4-7 хв. Сповільнювачі схоплювання: СДБ і винно-кам'яна кислота. Застосовується для виготовлення попередньо напружених залізобетонних виробів. Натяг арматури відбувається одночасно з розширенням самого цементного каменю.
13. Гипсоцементно-пуццоланового скорозшивач
Гипсоцементно-пуццоланового скорозшивач (ГЦПВ) отримують шляхом змішування будівельного або високоміцного напівводного гіпсу (50-75%), портландцементу (15-25%) і мінеральної добавки (10-25%).
Замість портландцементу в суміші можливе застосування пуцоланового портландцементу з активною добавкою або шлакопортландцементу. ГЦПВ має марки 100 і 150, характеризується швидким твердненням і підвищеною водостійкістю. Міцність бетонів на ГЦПВ через 2-3 год після їх приготування сягає 30-40% марочної, коефіцієнт розм'якшення 0,6-0,8, морозостійкість 25-50 циклів. ГЦПВ застосовують для виготовлення панелей підстави підлоги, санітарно-технічних кабін, вентиляційних блоків та інших конструкцій.
14. Шлаколужні цемент
Шлаколужні цемент представляє собою гідравлічне в'яжуче, що отримується шляхом тонкого подрібнення гранульованого шлаку разом з малогигроскопична лужним компонентом або затвором меленого шлаку розчинами сполук лужних металів (натрію, літію або калію). Важливою властивістю шлаколужних цементу є можливість одержання високоякісних розчинів з місцевими некондиційними заповнювачами, що містять до 20% пилуватих і 5% глинистих частинок: щебінь слабких порід, відходи каменепереробки, відвальні шлаки, дрібні місцеві піски, супіски, легкі суглинки. Міцність такого цементу перевищує в 1,5-2 рази міцність портландцементу. Шлаколужне цемент володіє підвищеною водостійкістю, водонепроникністю, морозостійкістю, стійкістю в багатьох корозійних середовищах, біостійкість, здатністю тверднути при негативних температурах, гарну адгезію до сталі, жаростійкістю. Застосовують для виготовлення збірних бетонних та залізобетонних виробів, у гідротехнічному і дорожньому будівництві.
15. Кремнійорганічний силікатна кислототривкий цемент
Кремнійорганічний силікатна кислототривкий цемент (КСКЦ) отримують змішуванням або спільним помелом рівних часток кремнійоргсіліката і кварцового піску з додаванням в'яжучого - рідкого натрієвого або калієвого скла (10% загальної маси). В якості каталізатора та прискорювача твердіння застосовують кремнефтористий натрій, кремнефтористий алюміній або етилсилікати-32 (ефір ортокремніевой кислоти).
Кремнійоргсілікат, що входить до складу КСКЦ, являє собою продукт гідролізу рідкого скла і тетраетоксісілана у співвідношенні 1:1. Замість наповнювача - кварцового піску можуть використовуватися порошки маршалліта, андезиту, діабазу, кварциту.
Кислототри цемент застосовують для виготовлення кислотостійких розчинів, бетонів, замазок.
Бетон з застосуванням кислотостійких, заповнювачів (кварцовий пісок, граніт, андезит) має міцність при стисненні 50-60 МПа. Вироби з нього стійкі в середовищі мінеральних та органічних кислот (крім фтористо-водневої, кремнефтористом-водневої і фосфорної), але втрачають міцність у воді, а в їдких лугах руйнуються.
Список літератури
1. Новіков В.У. "Полімерні матеріали для будівництва". М., "Вища школа", 1995р.
2. Протвінеев І.В. та інші "Гідроізоляційні, покрівельні та герметизуючі матеріали". М., 1963 р.
3. Бондар К.Я., Єршов Б.Л., Соломенко М.Г. "Полімерні будівельні матеріали". Довідковий посібник. М., Стройиздат, 1974 р.
4. Рибьев І.А. "Технологія гідроізоляційних матеріалів". М., "Вища школа", 1964р.
5. Бурмістров Г.Н "Покрівля". М., Стройиздат, 1980 р.