Учебное пособие: Портландцемент
Выполнил:
студент 633 гр.
Комаров Роман
Проверил:
Сумасшедший Погостнов
Луганс 2008
Лекция 8. ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ
8.1 Сырье и технология изготовления портландцемента
Портландцемент – гидравлическое вяжущее, получаемое тонким измельчением портландцементного клинкера и небольшого количества гипса (1,5...3 %). Клинкер получают обжигом до спекания сырьевой смеси, обеспечивающей в портландцементе преобладание силикатов кальция. К клинкеру для замедления схватывания цемента добавляют гипс. Для улучшения некоторых свойств и снижения стоимости портландцемента допускается введение минеральных добавок.
Производство. Основные операции при получении портландцемента: приготовление сырьевой смеси, обжиг ее до получения цементного клинкера и помол его совместно с добавками. Клинкер имеет следующий химический состав(%): СаО – 62...68, SiO2 – 18...26, А12 О3 – 4...9, Fе2 О3 – 2...6. Чаще используют известняк и глину в соотношении 3:1. В сырьевую смесь вводят корректирующие добавки и промышленные отходы, обеспечивающие требуемый состав клинкера.
Тщательно подготовленную сырьевую смесь (рис.8.1.) подают на обжиг во вращающуюся печь, диаметром до 7 м и длиной до 185 м. Изнутри печь выложена огнеупорным кирпичом. Печь установлена под небольшим (3...4˚) углом к горизонту и вращается (0,8...1,3 мин-1 ), благодаря этому сырьевая смесь перемещается в ней от верхнего конца к нижнему, куда подается топливо. Максимальная температура обжига 1450° С. При таких высоких температурах оксид кальция СаО, образовавшийся в результате разложения известняка, взаимодействует с оксидами SiO2 , А12 О3 и Fе2 О3 , образующимися при разложении глины. Продукты взаимодействия, частично плавясь и спекаясь друг с другом, образуют портландцементный клинкер – плотные твердые гранулы серого цвета. В состав портландцементного клинкера входят четыре основных минерала (табл. 8.1) и небольшое количество стеклообразного вещества.
Таблица 8.1. Минеральный состав портландцементного клинкера
| Минерал | Формула | Количество, % |
|
Трехкальциевый силикат (алит), C3 S Двухкальциевый силикат (белит), C2 S Трехкальциевый алюминат, C3 A Четырехкальциевый алюмоферрит, C4 AF |
3CaO · SiO2 3CaO · SiO2 3CaO · AL2 O3 4CaO · Al2 O3 · Fe2 O3 |
42…65 12…35 4…14 10…18 |
Примечание: В скобках сокращенное обозначение клинкерных минералов.
Портландцементный клинкер (на 60…80%) состоит из силикатов кальция, из-за чего портландцемент называют силикатным цементом.
Для получения портландцемента клинкер размалывают в трубных или шаровых мельницах с гипсом и другими добавками. Свойства портландцемента зависят от его минерального состава и тонкости помола клинкера. При взаимодействии с влагой воздуха активность портландцемента падает, поэтому его предохраняют от действия влаги. Портландцемент хранят в силосах, а транспортируют в специальных вагонах, автомобилях-цементовозах.
8.2 Твердение и свойства портландцемента
Твердение. При смешивании с водой частицы портландцемента начинают растворяться, причем одновременно может происходить гидролиз (разложение водой) и гидратация (присоединение воды) продуктов растворения с образованием гидратных соединений. По этой схеме взаимодействуют с водой главные компоненты клинкера алит С3 S и белит С2 S:
2(3СаО · SiO2 ) + 6Н2 O → ЗCаО · SiO2 · 3Н2 О + 3Са(ОН)2
2(2СаО· SiO2 ) + 4Н2 О → 3СаО · SiO2 · 3Н2 О + Са(ОН)2
Трехкальциевый силикат С3 S взаимодействует с водой намного активнее, чем С2 S; при взаимодействии силикатов кальция с водой выделяется растворимый в воде компонент Са(ОН)2 –создающий щелочную реакцию в твердеющем цементе; С3 S выделяет Са(ОН)2 в 3 раза больше, чем С2 S; общее количество Са(ОН)2 достигает 15 % от массы цементного камня.
--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--