Портландцемент

Сегодня во многих странах применяется вид , который получил свое название от английского городка Портленда (Portland). Портландцемент - представляющий собой вяжущий гидравлический материал. Производство - достаточно сложный процесс. Его получают путем совместного измельчения гипса с портландцементным клинкером и добавлением активной минеральной добавки. Высокая стойкость к действию сульфатосодержащих вод и прочное схватывание цементного теста - основные свойства портландцемента.

Состава портландцемента. Цементный клинкер для портландцемента получают путем обжига. Для этого необходимо довести до спекания природное сырье или искусственные смеси (мела, глины, известняка и др.), которые обеспечивают в цементе большое количество силикатов кальция. Чтобы регулировать сроки схватывания, необходимо ввести при измельчении клинкера 1,5-3,5% гипса. При этом важен пересчет на ангидрид серной кислоты (SO3). Активные минеральные добавки (до 15%) вводят для того, чтобы улучшить некоторые свойства и снизить его стоимость.

Важно знать

История портландцемента

В 1924 г. Джозеф Аспдин, английский каменщик, впервые запотентовал вяжущее гидравлическое вещество - портландцемент. В России, однако, год спустя из печати вышла книга Егора Чалиева. Он был начальником военно-инженерной команды г. Москвы. В своей книге Чалиев описал свойство и технологию получения нового вяжущего гидравлического материала. В отличие от цемента Аспидина, описанный в книге материал по своим свойствам более походил на нынешний портландцемент.

Позднее в развитие теории и практики производства цемента в России большой вклад внесли многие ученые. Одним из них был А.Р. Шуляченко (1841-1903гг.) - профессор Военно-инженерной академии. Благодаря его работе высококачественный русский цемент практически вытеснил цемент иностранных производителей. Вместе с академиком А.А.Байковым А.Р. Шуляченко основал теорию твердения портландцемента.

Прозводство портландцемента

Чтобы получить портландцемент используют дозированные искусственным путем смеси глины с мелом или известняком, а также природные мергели. Вместо глин можно использовать доменные шлаки. В большинстве случаев в смесь вводятся корректирующие добавки: терпел, кварцевый песок, железистые соединения. Химический состав цементного клинкера выглядит так: 62-67% CaO; 20-24% SiO2; 4-8% Al2O3; 2-6% Fe2O3. Количество MgO при этом не должно превышать 4,5%. Помимо вышеперечисленных элементов в небольших долях процента содержатся примеси SO3, K2O, TiO2и др.

Процесс и способы производства

включает в себя несколько процессов. Для начала необходимо добыть и подготовить сырьевые компоненты для сырьевой смеси. Затем путем обжига получают клинкер. Завершающий процесс получения представляет собой измельчение в порошок уже готового обожженного продукта и добавок.

Для изготовления портландцемента применяют мокрый и сухой способы.

  • Мокрый способ приготовления заключается в добавлении воды при измельчении сырьевых компонентов в специальных мельницах. Содержание воды в полученном шламе составляет 35-42%.
  • Сухой способ состоит предварительном высушивании составляющих и последующем их измельчении и смешивании. При этом получается «сырьевая мука».

Выбор способа приготовления портландцемента зависит от многих причин, и главным образом от свойств сырьевых материалов. Мокрый способ считается более распространенным, но современные данные говорят о большей экономичности и перспективности сухого способа.

Свойства портландцемента

Основные технические свойства портландцемента заключаются в плотности и объемной насыпной массе, тонкости помола, сроках схватывания, равномерном изменении объема цементной массы и прочности затвердевшего цемента.

Тонкость помола - это показатель степени измельчения цемента. Она устанавливается путем ситового анализа, то есть просеивания через определенное сито. Более точную характеристику тонкости помола можно определить по удельной поверхности цемента, то есть по поверхности всех зерен, которые содержатся в 1 кг цемента. Тонкость помола оказывает большое влияние на повышенную прочность цемента.

Плотность портландцемента

Плотность составляет 3,0-3,2 г/см3. В рыхлом состоянии насыпная масса находится в пределах 900-1100 кг/мг, в уплотненном - 1700кг/мг.

Требование ГОСТа 10178-62 определяет тонкость помола. Через сито № 008 должно проходить не менее 85% от всего количества навески портландцемента. Поверхность обычного портландцемента составляет 2000-3000 см2/г. Для высокопрочных и быстротвердеющих видов цемента удельная поверхность составляет 3000-5000 см2/г.

Было установлено, что нерационально измельчать цемент до поверхности более 6000 см2/г. Из-за перекристаллизции гидратных образований при очень тонком измельчении может уменьшиться прочность цементного камня.

Тонкость помола, водопотребность цемента и минералогический состав влияют и на срок схватывания цементного теста (цемента и воды). Водопотребность - это количество воды, определяемое в процентах от массы цемента (24-28%). Она необходима для того, чтобы получить тесто нормальной густоты (определенной подвижности).

Прочность портландцемента

В соответствии с указанным ГОСТом начало схватывания должно наступать не ранее 45 мин, а конец - не позднее 12 ч. За начало схватывания принимают время, прошедшее от начала затворения цемента водой до начала загустевания цементного теста; а за конец - время от начала затворения теста до полной потери им пластичности.

ГОСТом было определено, что начало схватывания должно наступить не раньше, чем 45 минут, а конец должен завершиться до 12 часов. Начало схватывания определяется временем, которое прошло от начала соединения цемента с водой и до момента, когда цементное тесто начнет загустевать. Конец схватывания определяется началом затвердения теста и завершается окончательной потерей им пластичности.

При повышенной температуре процесс схватывания цемента ускоряется, при ее понижении - замедляется. После завершения схватывания цементное тесто в течении продолжительного времени превращается в цементный камень.

Наш адрес: г. Москва
Наши телефоны: +7 (495) 646-15-97
e-mail: savasnab@inbox.ru