|
Цемент (переводится с латыни как «битый камень») — собирательное название искусственно получаемых порошкообразных вяжущих веществ,
состоящих из клинкерных минералов – силикатов кальция (портландцементы), алюминатов кальция (глиноземистые цементы), а также безклинкерных
на основе извести и добавок. При смешивании с водой цемент способен образовывать пластическую массу, приобретающую затем камневидное состояние.
Цемент играет ключевую роль как строительный материал уже более 180 лет.
Портландцемент.
Наиболее широко применяемым во всех странах видом цемента является портландцемент. Свое название портландцемент получил от города Портленд (Portland) в Англии.
Портландцемент получают тонким измельчением обожженной до спекания сырьевой смеси известняка и глины, обеспечивающей преобладание в клинкере силикатов кальция. Спекшийся продукт в виде зерен размером до 40 мм из которого изготовляют портландцемент, называется клинкером; от качества его зависят важнейшие свойства цемента: прочность и скорость ее нарастания, долговечность, стойкость в различных эксплуатационных условиях. Для изменения времени затвердевания в обычных цементах марок 300-500 при измельчении к клинкеру добавляют гипс не менее 1,0% и не более 3,5% от массы цемента в пересчете на ангидрид серной кислоты, а в цементах высокомарочных и быстротвердеющих — не менее 1,5% и не более 4,0%. Портландцемент изготавливают без добавок или с активными минеральными добавками.
ГОСТом предусмотрено изготовление трех видов портландцемента:
ДО — портландцемент без добавок;
Д5 — портландцемент с введением до 5% активных минеральных добавок всех видов;
Д20 - портландцемент в который можно вводить свыше 5%, но не более 20% добавок, в том числе до 10% активных минеральных добавок осадочного происхождения (кроме глиежа) или до 20% доменных и электро-термофосфорных гранулированных шлаков, глиежей и прочих активных минеральных добавок.
Твердение цемента - сложное явление, обусловленное физико-химическими и физико-механическими процессами гидратации клинкерных минералов и структурообразованием в цементном тесте и цементном камне. Несмотря на то, что над теорией твердения цемента идет работа уже около 100 лет, на данный момент еще нет полной теории твердения минеральных вяжущих веществ. Существуют кристаллизационная теория твердения портландцемента Ле Шателье, коллоидная теория В. Михаэлиса и теория А.А. Байкова, объединившая обе теории.
Согласно теории А.А. Байкова портландцемент проходит три стадии твердения:
1. Растворение, когда минералы клинкера, которые могут растворятся, при взаимодействии с водой, образуют водные соединения, создавая перенасыщенные неустойчивые системы.
2. Коллоидация, или схватывание, когда новообразования превращаются в коллоидную систему в виде геля.
3. Кристаллизация, или твердение, когда гель кристаллизуется и портландцемент приобретает прочность, которая постепенно нарастает.
Когда цемент твердеет, малопрочная гидросульфоалюминатная структура упрочняется продуктами силикатного твердения, по ходу образования которых, прочность цемента растет.
Цемент транспортируют навалом, в закрытых вагонах, в бумажных мешках, в железных контейнерах и автоцементовозами.
Узнать портландцемент можно по внешнему виду - это зеленовато-серый порошок. Как и все цементы, если к нему добавить воду, он при высыхании принимает камнеобразное состояние и не имеет существенных отличий по своему составу и физико-химическим свойствам от обычного цемента. Существуют следующие виды портландцемента: быстротвердеющий, пластифицированный, гидрофобный, сульфатостойкий, дорожный, белый и цветной, с умеренной экзотермией, с поверхностноактивными органическими добавками.
Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) — портландцемент с добавлением минеральных добавок, набирающий высокую прочность через трое суток твердения.
Его изготавливают марками М400 и М500. Быстротвердеющий портландцемент обладает более интенсивным, чем простой, увеличением прочности в начальный период твердения.
Это происходит за счет более тонкого помола цемента (до величины удельной поверхности 3500 - 4000 см2/г), а также увеличением содержания трехкальциевого
силиката и трехкальциевого алюмината (60...65%). В остальном свойства его такие же как и у портландцемента. Быстротвердеющий портландцемент применяют для изготовления
железобетонных конструкций, а также при бетонировании в условиях низких температур. Из-за увеличенного выделения тепла БТЦ не стоит применять для изготовления
тяжелых конструкций.
Сульфатостойкий портландцемент используют для получения бетона, который будет находится в минерализованной и пресной воде.
Вырабатывается он из клинкера нормированного минералогического состава. Применение инертных и активных минеральных добавок не разрешается.
Сульфатостойкий цемент, который можно назвать белитовым, медленно твердеет в начальные сроки и выделяет мало тепла.
По характеристикам прочности этот цемент классифицируется на три марки: 400, 500 и 600. В остальном характеристики у него такие же, как и у обычного портландцемента.
Сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками изготавливают марок М400 и М500. Как минеральная добавка используется
гранулированный доменный шлак (10 - 20%) или электротермофосфорный шлак или активные минеральные добавки осадочного происхождения (кроме глиежа).
Клинкер для производства сульфатостойкого портландцемента с минеральными добавками содержит не более 5% СзА и MgO, а сумма СзА и C4AF не должна превышать 22%.
Сульфатостойкий шлакопортландцемент изготавливают марок М300 и М400. Он получается совместным тонким помолом клинкера и гранулированного доменного
шлака в количестве 21-60% и небольшого количества гипса. В этом цементе содержание в клинкере СзА ограничивается до 8%, MgO — до 5%.
Пуццолановый портландцемент изготавливают марок М300 и М400. Он получается путем перемешивания помола клинкера и 25 - 40% от массы цемента активных минеральных добавок и гипсового камня. Клинкер для пуццоланового цемента не должен содержать более 8% СзА и не более 5% MgO. В остальном свойства его такие же, как и у портландцемента.
Белый портландцемент получают из сырья, имеющего небольшое содержание красящих оксидов (железа, марганца, хрома).
Как сырьё применяют «чистые» известняки или мраморы и белые каолиновые глины, а как топливо — газ или мазут,
которые не загрязняют клинкер золой. Помол цемента производят более тонкий: остаток на сите с сеткой № 008 должен быть не более 12%.
Основной характеристикой белого цемента, определяющей его декоративные свойства, является степень белизны.
По этой характеристике белый цемент подразделяется на три сорта: I, II и III. По прочности белый цемент изготавливают марок М400 и М500.
Портландцемент высшей категории качества должен обладать стабильными показателями прочности при сжатии, коэффициент вариации прочности портландцемента М400 не
более 5%, а М500 не более 3%. Начало схватывания белого цемента должно наступать не ранее 45 мин, конец — не позднее 12 ч. Тонкость помола портландцемента
должна быть такой, чтобы при просеивании сквозь сито с сеткой № 008 проходило не менее 88% массы просеиваемой пробы.
Перевозка и хранение белого портландцемент осуществляется только в закрытой таре.
Цветные портландцементы изготавливают путем совместного помола клинкера белого цемента со свето- и щелочестойкими минеральными красителями, такими как:
охра, железный сурик, ультрамарин, оксид хрома, сажа. П. И. Боженов предложил для изготовления цветных цементов добавлять в сырьевую смесь
окрашивающие оксиды металлов (0,05...1,0%). Неплохой результат показывают оксиды хрома (желто-зеленый цвет), марганца (голубой или бархатно-черный),
кобальта (коричневый). В данном случае получаются цементы редких цветов, которые трудно получить с помощью пигментов.
Цветные цементы получают следующих марок: М300, М400 и М500.
Белый и цветной цемент применяется в тех случаях, когда необходимы их декоративные свойства: для цветных бетонов, растворов отделочных смесей и цементных красок.
Тампонажный портландцемент получают при измельчении портландцементного клинкера и гипса с добавками или без них. Тампонажные цементы, изготавливаемые из
портландцементного клинкера по своему составу в зависимости от количества и вида добавок разделяются на: тампонажный портландцемент бездобавочный,
тампонажный портландцемент с минеральными добавками и тампонажный портландцемент со специальными добавками. Тампонажный цемент используют для бетонирования
нефтяных, газовых и специальных скважин. Тампонажный портландцемент бездобавочный используют при нормальных и умеренных температурах ( от 15 до 100°С)
и средней плотности цементного теста (1650 - 1950 кг/м3). Требования противодействию агрессивным пластовым водам и объемным деформациям
при твердении не предъявляются. К портландцементам с минеральными добавками или со специальными добавками, или в совокупности с минеральными и специальными
добавками предъявляются требования по температуре применения, по средней плотности цементного теста и устойчивости тампонажного камня к
агрессивности пластовых вод (сульфатная, кислая, углекислая, сероводородная, магнезиальная и полиминеральная).
купить цемент >>> |
