Материалы производства цемента


1.2 Требования к химическому составу сырьевых материалов, используемых для производства цемента.

Цементная промышленность - одна из наиболее материалоемких отраслей экономики. Ежегодно ею перерабатывается свыше 70 млн. т сырья. Стоимость сырья и основных материалов составляет около 1/4 себестоимости цемента [2].

Разнообразные виды сырья, применяемого при производстве портландцементного клинкера, должны обеспечить получение в результате обжига продукта, содержащего в качестве основных фаз силикаты, алюминаты и алюмоферриты кальция в определенном соотношении. Для высокотемпературного синтеза этих фаз сырьевые компоненты должны содержать преимущественно оксиды Ca, Si, Al, Fe при минимальных количествах вредных примесей. В природных видах сырья данные оксиды могут входить в состав различных минералов:

СаО – в кальцит, доломит, анкерит, полевые шпаты, гипс, волластонит и др.;

SiO2 – в кварц, халцедон, опал, полевые шпаты, глинистые минералы, слюда и др.;

Al2O3 – в глинистые минералы, полевые шпаты, гидроксиды алюминия (гиббсит, бемит, диаспор) и др.;

Fe2O3 – в железняк, магнетит, гетит, лимонит, сидерит, слюды, глинистые минералы, пирит и другие .

К вредным примесям относятся оксиды Mg, S, P, Ti, K, Na.

Сырьевые материалы для производства портландцементного клинкера, портландцемента и его разновидностей можно разделить по своему назначению на следующие группы: материалы для получения портландцементного клинкера и материалы, применяемые в качестве добавок при помоле цемента.

К материалам для получения портландцементного клинкера относят:

  • основное сырье - карбонатный и алюмосиликатный компонент цементной сырьевой смеси;

  • добавки, корректирующие химический состав цементной сырьевой смеси;

  • добавки - интенсификаторы измельчения сырьевой смеси, разжижители шлама, активизаторы грануляции сырьевой смеси, повышающие механическую и термическую прочность сырьевых гранул;

  • добавки - интенсификаторы минералообразования клинкера, регулирующие процессы кристаллизации составляющих его минералов (минерализаторы, катализаторы и модифицирующие вещества).

Основное количество минерального сырья расходуется в виде карбонатного и алюмосиликатного компонентов и корректирующих добавок к цементной сырьевой смеси, а также активных минеральных добавок при производстве цемента. Доля остальных материалов в общем балансе сырья, расходуемого при производстве клинкера, портландцемента и его разновидностей, весьма мала.

Цементная промышленность располагает разведанными запасами карбонатных и глинистых пород, обеспечивающими в основном выпуск портландцемента [5].

Карбонатные породы. Для производства портландцемента можно применять различные виды карбонатных пород: известняк, мел, известняк-ракушечник, известковый туф, мергель и т.п.

Во всех этих горных породах наряду с углекислым кальцием главным образом в виде кальцита, могут содержаться примеси глинистых веществ, доломита, кремнезема, гипса и ряда других. Полезны примеси тонкодисперсного глинистого вещества и аморфного кремнезема при равномерном распределении их в карбонатной породе. Содержание MgO и SO3 в известняковых породах должно быть ограничено.

Для производства портландцемента пригодны карбонатные породы при содержании не менее 40-43% СаО; 3,2-3,7% MgO. Желательно, чтобы сумма Na2O и K2O не превышала 1%, а содержание SO3 - 1,5-1,7%. В производстве портландцемента большое значение имеют и физические свойства известняковых пород, главным образом твердость, определяющая выбор того или иного дробильного и помольного агрегата [2].

Глинистые породы. Из глинистых пород используют обычную глину, суглинок, глинистый сланец, мергелистую глину, лесс, лессовидный суглинок. В них наиболее распространены минералы: каолинит - Al2(Si2O5)(OH)4 , галлуазит - Al4(Si4O10)84(h3O), монтмориллонит - m{Mg3[Si4O10](OH)2} p{[AlFe3+)2 Si4O10} (OH)2 nh3O, при m:p - 0,8-0,9, монотермит и иллит K

studfiles.net

Производство цемента, его виды и применение

07.01.201602.04.2016

Какое строительство может обойтись без цемента? Это один из самых необходимых стройматериалов, применяемых как для дачного домика, так и для гигантского завода или небоскреба. Перед планированием бюджета строительства или ремонта нужно разобраться, какой вид цемента и в каких количествах может понадобиться.

Производство цемента

Производство цемента

В настоящее время повсеместно используется портландцемент, на основе которого составляются другие цементные смеси. Упрощенно производство цемента выглядит следующим образом:

  1. Получение первичного сырья: из глины и перемолотого известняка смешивается шлам, в котором 1/4 глины и 3/4 известняка.
  2. Получение клинкера: обжиг шламовой смеси при t 1500 градусов. В процессе обжига смесь спекается в твердую массу – клинкер, которая затем измельчается.
  3. Получение цемента: в готовый клинкер добавляется гипс и минеральные присадки, придающие цементу необходимые свойства. Мы также для наглядности разместили фото цемента в статье.

Состав цемента

Спрос на цемент огромен и добываемое сырье может варьироваться в зависимости от места разработки. Представляем вам несколько вариантов состава материала:

  • известняк, мергель, мел и другие карбонатные породы;
  • различные глины, включая лесс и глинистый сланец;
  • минеральные присадки: глиноземы, кремнеземы, фосфогипс, гипс, апатит, плавиковый шпат, флюорит.

Виды цемента

Виды цемента

Всвязи с запросом рынка, производители выпускают разные виды цемента, отличающиеся свойствами и сферой применения и, конечно, ценой:

  1. Портландцемент. Тот самый основной вид, который используется при любом строительстве. Это самый распространенный вид.
  2. Быстротвердеющий цемент. У него более короткое время отвердевания, что позволяет ускорить строительство.
  3. Белый и цветной цемент. Эти виды отличаются не только цветом, но и коротким временем отвердевания, стойкостью к осадкам и ультрафиолету (не выгорают, не желтеют). При добавлении красителей (минеральных или органических) отлично подходят для декоративной отделки фасадов и интерьеров, имитации натурального камня.
  4. Напрягающий цемент. Благодаря входящим в его состав алюминатам, при наборе прочности расширяется, заполняя трещины, пустоты, стыки и т.д. Из него изготавливают самонапряженные ЖБ конструкции, применяемые для участков с повышенными требованиями к гидроизоляции и морозостойкости.
  5. Расширяющийся цемент получают путем добавления гипса в цементную смесь. Он не отличается хорошей гидроизоляцией, но и не дает усадки во время застывания.
  6. Водонепроницаемый безусадочный цемент подойдет для производства и ремонта конструкций для участков с повышенной влажностью как гидроизолирующий слой при изготовлении емкостей для воды.
  7. Гидрофобный цемент используется при повышенной влажности, а также для изготовления водонепроницаемого бетона.
  8. Глиноземистый цемент получают из сырья с большим содержанием оксида кальция, алюмината кальция и глинозема, без дополнительных минеральных добавок. Быстро твердеет, выделяя большое количество тепла, не дает сильной усадки, отличается повышенной твердостью и морозостойкостью.
  9. Фосфатные цементы. Изготавливаются с добавлением ортофосфорной кислоты и оксидов: диоксида титана, оксида меди, оксида магния. Общее свойство фосфатных цементов – использование в качестве покрытий по металлу и высокая сопротивляемость удару.
  10. Шлаковые цементы. Добавление шлаков позволяет удешевить готовые конструкции, но и ограничивает область применения. Изделия требуют дольше времени на схватывание и твердение.
  11. Сульфатостойкий цемент. Используется в постройке гидротехнических сооружений, не страдает от грунтовых и речных вод.
  12. Тампонажный цемент применяется в нефте- и газодобывающей промышленности.

Области применение цемента

Области применение цемента

Теперь узнаем, в каких областях применяется цемент:

  • Общестроительные работы: от использования в малоэтажном строительстве для внутренних работ или возведения различных типов фундамента – до сборных и монолитных железобетонных конструкций крупных сооружений.
  • Дорожно-промышленное строительство: возведение мостов, взлетно-посадочных полос, гидротехнических сооружений (причалов, дамб), несущих элементов крупных многоэтажных зданий.
  • Сооружения в агрессивных и сложных средах: сваи и опоры мостов, повышенный уровень сульфатов в грунтовых водах, повышенный уровень кислот, многократное замораживание и оттаивание.
  • Добывающая промышленность: тампонирование нефтяных и газовых скважин, укрепление технических сооружений.

Прочность цемента

Прочность цемента

Прежде чем начнется работа с цементом, необходимо определить, какие параметры будут ключевыми в данном строительстве. Прочность цемента определяется сопротивляемостью на сжатие (изгиб) и удар.

Марки цемента

Также полезно будет знать, на какие марки подразделяется цемент.

    1. ГОСТ 2003 г. Маркировка цемента включает:
      • обозначение состава: ЦЕМІ – цемент без добавок (чистый), ЦЕМІІ – с различными добавками;
      • процентное содержание добавок для ЦЕМІІ: А – от 6 до 20% примесей, Б – от 21 до 35% примесей;
      • буквенное обозначение типа добавки для ЦЕМІІ: П – пуццолан, Ш – шлак;
      • показатель прочности через 28 суток после заливки, от 22,5 до 52,5;
      • буквенный показатель прочности через 2-7 суток после заливки, Н – нормальноотвердевающий, Б – быстроотвердевающий.

Пример маркировки: ЦЕМІІ/Б-П 42,5Н – нормальноотвердевающий портландцемент, с пуццолановой добавкой от 21 до 35%.

  1. ГОСТ 1985 г. Маркировка:
    • буквенное обозначение состава: ПЦ (портландцемент) или ШПЦ (шлакопортландцемент);
    • показатель прочности кг/см^2, от 300 до 600;
    • наличие (Д) и процентное содержание (число от 10 до 20) добавок в смеси;
    • маркировка типа цемента: Б – быстроотвердевающий, Н – нормированный, БЦ – белый цемент, СС – сульфатостойкий, ВРЦ – водонепроницаемый, ПЛ – с добавлением пластификаторов (гидрофобный).

Пример маркировки: ПЦ 500 Д10 ПЛ – гидрофобный портландцемент с прочностью до 500 кг на квадратный сантиметр, с содержанием пластификаторов 10%.

Приготовление цемента

Приготовление цемента

Приготовить цементный раствор для строительства или ремонта не сложно. Делается он либо в бетономешалке, либо в обычном ведре с помощью строительного миксера. Рассмотрим состав раствора цемента и последовательность его приготовления:

  1. Вода. При определении количества воды необходимо исходить из нужного количества раствора: воды пойдет немного меньше, чем планируемый конечный объем.
  2. Песок. Сначала закладывается половина нужного объема песка и тщательно перемешивается. Для качественной кладки песок должен быть чистым, без примесей глины. Визуально песок должен быть очень светлым, почти белым.
  3. Цемент. В емкость засыпается необходимое количество цемента и делается это не частями, а в один прием.
  4. Песок. После полного перемешивания цемента необходимо добавить оставшуюся половину песка и снова перемешать.

Напоследок нужно отметить, что для хорошего ремонта или строительства нужен качественный цемент. Определить визуально, насколько он хорош, не получится. Лучше полагаться на добросовестных производителей и рекомендации знакомых, отбросив в сторону подозрительно дешевые варианты.

Цемент – видео про работу с данным материалом

Несколько полезных советов по использованию цемента

  • Храните цемент только в защищенном месте от ветра и влажности.
  • Старайтесь хранить материал не дольше 3 месяцев, а если вам требуется больше времени, то плотно накройте мешки с ним брезентом – так вы перекроете доступ к влажному воздуху.
  • Если мешок с цементом открыт, то данный материал в таком случае храните не более 1 недели при сухой погоде и не более суток при сырой.
(Всего: 1, средний 5,00 из 5) Loading...

mybuilding.tips

Производство цемента

Цемент широко применяется в строительстве. Все знают что это такое и для чего он нужен. Но мало кто из нас знает как же он производится и самое главное из чего.

В этой статье вы сможете узнать об изготовление цемента. Давайте рассмотрим его производство на примере самого распространенного вида цементов — портландцемент.

Портландцемент — представляет собой искусственное минеральное гидравлическое вяжущее, получаемое посредством тонкого измельчения клинкера, создаваемого посредством обжига сырьевой смеси до спекания.

Для производства цемента берут сырьевую смесь, состоящую из трех частей известняка (носитель основного окисла — окись кальция) с одной частью глины, содержащей окислы кремния, алюминия, железа.

Иногда такие смеси встречаются в природе — это так называемые известковые мергели-натуралы. Однако такие месторождения чрезвычайно редки. Гораздо чаще встречаются известняки, которые содержат большее или меньшее количество глины, чем это требуется.

Поэтому к ним приходится добавлять чистый известняк (например мел), либо глину.

На большинстве цементных заводов пользуются искусственными смесями. Иногда вместо глины используют диатомит, трепел, глинистые сланцы, мергелистую глину, лесс, а также доменные шлаки или золу горючих сланцев,которые близки по своему химическому составу к глине!

Производство портландцемента складывается из трех основных производственных процессов: приготовления смеси, ее обжига и размола обожженного продукта (клинкера) в порошок.

В настоящее время существуют два основных способа производства: мокрый и сухой. Мокрый — более применим. Приготовление по мокрому способу осуществляется измельчением и смешением исходного сырья с водой.

В результате получается сметанообразная жидкость — шлам с содержанием воды 32—45%. По сухому способу исходные материалы предварительно высушивают и смешивают. Полученный порошок называют сырьевой мукой.

Читайте также:  Типы фундаментов

Сырьевая смесь по мокрому способу обжигается во вращающихся печах, по сухому — как во вращающихся печах,так и в шахтных. Вращающаяся обжиговая печь представляет собой металлический цилиндр длиной около 150 м и около 4 м в диаметре.

Цилиндр установлен горизонтально, с небольшим наклоном в сторону от входного отверстия. С одной стороны в эту печь подается шлам (или сырьевая мука), с другой мощной форсункой, действующей сжатым воздухом, в печь (непрерывно подается топливо — нефть, угольная пыль или горючий газ.

Благодаря наклону и вращению печи смесь известняка и глины под действием своей тяжести непрерывно движется навстречу огню, все больше нагреваясь. При этом по мере продвижения вдоль печи смесь претерплевает следующие изменения. При 100 градусах (в зоне подсушивания) она теряет свободную влагу.

Когда она проходит через зону с температурой 450 — 500° (зону подогрева), из нее выгорают органические примеси — вещества органического или растительного происхождения, а также (удаляется химически связанная влага, содержащаяся в глине. При температуре около 900 градусов (в зоне кальцинирования) начинается разложение известняка.

Затем при 1100 — 1200 начинается соединение окиси кальция с окислами кремния, алюминия, железа (происходят реакции в твердых фазах) с образованием кальциевых алюминатов и ферритов некоторых других соединений. Избыточная окись кальция при этом остается свободной. Эта реакция является экзотермической, поэтому участок печи называется экзотермической зоной.

Наконец, при 1400 — 1450° начинается спекание, т. е. частичное плавление сырьевой смеси, а также заканчивается соединением окиси кальция с другими окислами.

В этой зоне (зоне спекания) процесс спекания сопровождается частичным плавлением материала. По окончании обжига образуется спекшаяся твердая масса — клинкер, зерна зеленовато-серого или темно-серого цвета величиной с орех или горошину. Но это еще не цемент, а лишь его полуфабрикат. Далее клинкер охлаждают. Для этого рядом с печами устанавливают особые вращающиеся барабаны — холодильники.

В них клинкер охлаждается встречной струей воздуха. Пройдя холодильники, он поступает на склад,а оттуда на мельницу,где измельчается чугунными шарами в мелкий порошок. При помоле к клинкеру добавляют до 3% гипсового камня и до 5% гидравлических добавок. Эти добавки улучшают качество цемента и делают его производство дешевле.

Читайте также:  Выбираем кафельную плитку

P.S. В строительстве клинкером еще называется особый вид кирпича большой прочности. Его применение — главным образом для мощения дорог, улиц и полов в цехах промышленных зданий.

Посмотрите видео: Производство цемента

alina-sharapova.ru

Технология производства цемента

Технология производства цемента сводится к получению цементного клинкера из сырьевой смеси , получаемого двумя способами : сухим и мокрым.

Виды цементов и область их использования.

Производство цемента для строительных нужд характеризуется следующими основными видами цемента: Портландцемент, шлакопортландцемент, гидрофобный и другие виды.

Для получения цемента используют цементный клинкер, которого получают путем обжига в печах сырьевой смеси из породы известняка и глины при высоких температурах. В зависимости от присутствия в сырьевой смеси наличия необходимых компонентов, таких как оксид кальция и алюмосиликатов,в состав водят различные добавки.

Все добавки водят с целью усиления важных строительных свойств цементного клинкера. Сырьевую смесь из глины и известняка приготавливают мокрым способом или в сухом виде из расчета на одну часть глины добавляют три части известняка. Для повышения качества сырьевого состава и уменьшения расходов на топливо в смесь добавляют поверхностно-активные добавки.Из всех выпускаемых промышленностью видов цементов наиболее важное значение имеет портландцемент. ♣ Портландцемент и получение цементного клинкера

♦  Портландцемент это гидравлическое вяжущее которое способно твердеть в воде и на воздухе.Получают путем тонкого помола клинкера с добавлением соответствующих добавок.Клинкер представляет спекшуюся сырьевую смесь известняка и глины в виде зерен размером до 40 мм. Важнейшие свойства цемента,которые перечислены ниже, зависят на прямую от качества клинкера:

♦ Прочность а также скорость ее нарастания при твердении цемента,стойкость в различных условиях во время эксплуатации,долговечность.Во время помола к клинкеру в целях регулирования сроков схватывания вводят  1.5…3.5% гипса от массы цемента,в пересчете на ангидрид серной кислоты SO3.Портландцемент выпускают без добавок или с активными минеральными добавками в количестве до 15% от массы цемента.Технология получения портландцемента в основном сводится к следующим операциям:

Изготовлению сырьевой смеси надлежащего состава, ее обжига до спекания и помола. Для получения качественного портландцемента в клинкере должны содержаться следующие важнейшие оксиды (химический состав):

1.CaO-62…..68%,

2.SiO2-18…26%,

3/Al2O3 -4…9 %,

4/Fe2O3 -0.3….6 %.

♦ Другими словами можно сказать что для производства портландцемента следует использовать сырьевые материалы с большим содержанием оксида кальция и алюмосиликатов,такие как известняки и глины.В известняках преобладают карбонат кальция а в глинах различные водные алюмосиликаты (галлаузит, монтмориллонит, каолинит и другие), имеющие следующую химическую формулу: Al2O3 * nSiO2 * mh3O.Кроме этого в глинах могут содержаться диоксид кремния в виде тонкого кварцевого песка и оксида железа.

♦ Необходимый химический состав цементного клинкера можно получить при соотношении глины и известняка 1 : 3 по массе.Известняк и глину могут заменить и другие материалы,например мергели (природная смесь известняка и глины).Мел может заменить известняк.Кроме этого в сырьевую смесь можно ввести корректирующие добавки,пиритные огарки или железную руду,если в исходной глине мало оксидов железа.Если необходимо повысить содержание диоксида кремния в смеси вводят кварцевый песок.

Классификация клинкеров в зависимости от содержания основных минералов

Классификация клинкеров в зависимости от содержания основных минералов

Производство цемента

♦ Для получения цементного клинкера сырьевую смесь приготовляют сухим или мокрым способом.Каждый способ имеет свои достоинства и недостатки.При мокром способе легче достигается тонкое измельчение исходных материалов и получение их гомогенной смеси.Но,зато возрастает расход топлива на обжиг который значительно больше чем при сухом способе.Получаемая при мокром способе суспензия сырьевых материалов содержит 32…45 % воды.Для повышения производительности печей и уменьшения расхода  топлива,нужно стремиться к уменьшению влажности сырьевого шлама без ухудшения его текучести за счет использования поверхностно-активных добавок (ПАВ).

Рисунок-1. Вращающаяся печь размером 5 х 185 м.

1-течка для подачи шлама, 2- фильтр-подогреватель, 3-цепная завеса, внутрипечной теплообменник, 5-бандаж, 6-венцовая шестерня, 7-привод печи, 8-корпус печи, 9-огнеупорная футеровка, 10 устройство для охлаждения корпуса печи, 11- уплотнения горячего и холодного концов печи, головка печи, холодильник, 14-роликоопоры.

♦ Сырьевой шлам для обжига поступает во вращающуюся печь .Печь представляет собой длинный цилиндр (например длина-185 м с диаметром 5 метров),который медленно вращается вокруг своей оси.печь имеет наклон к горизонту а сырьевой шлам (сырьевая смесь) загружается в верхнюю часть и потом постепенно перемещается к нижнему концу печи.Из нижнего конца печи вдувается топливо в виде природного газа или пылевидного угля.При сжигании топлива,горячие газы двигаются навстречу сырьевой смеси,которая перемещаясь к нижнему концу печи претерпевает сначала физические превращения а затем существенные химические превращения.Происходит это следующим образом:

♦ В начале печи сырьевая смесь  подсушивается и передвигается дальше попадая в зону с температурой 550…800 °С.Здесь происходит дегидратация водных алюмосиликатных глины.Процесс сопровождается образованием соединений, которые характеризуются сильно разрыхленной структурой частиц.при этом внутренняя энергия вещества возрастает и повышает его реакционно-способность.После этого сырьевая смесь попадает в зону с температурой 900…1000 °С,где происходит диссоциация карбоната кальция и образование его оксида.При этом реакции протекают в твердом состоянии между продуктами дегидратации глины (которые содержат оксиды алюминия и диоксид кремния) и оксидом кальция.

♦ При этом оксид кальция с оксидом алюминия образуют однокальциевый алюминат CaO * Al2O3.Оксид кальция одновременно реагирует с диоксидом кремния и образуют в больших количествах двухкальциевый силикат 2CaO*SiO2.Передвигаясь далее сырьевая смесь нагревается до температуры 1200…1250 °С, а протекании реакций в твердом состоянии усиливается.Завершается образование двухкальциевого силиката,а уже имеющийся однокальциевый алюминат насыщается далее оксидом кальция и образует некоторое количество еще более основного трехкальциевого алюмината 3CaO* Al2O3.Но часть оксида кальция все еще остается в свободном виде.

Рисунок-2. Нарастание прочности минералов клинкера портландцемента

♦ Передвигаясь еще дальше, сырьевая смесь нагревается до температуры 1450°С, где происходит частичное плавление материала и завершается реакция образования силикатов и алюминатов кальция.материал спекается образуя цементный клинкер  размером 4…20 мм.После этого,выходящий из печи цементный  клинкер быстро охлаждают в специальном холодильнике.При охлаждении удается избежать образование крупных кристаллов в клинкере и сохранить вместе с тем в не кристаллизованном виде стекловидную фазу.Если клинкер не охлаждать ,получиться цемент с пониженной реакционной способностью с водой.

♦ Цементный клинкер размалывают в порошок при этом добавляют небольшое количество двуводного гипса для регулирования сроков схватывания цемента.Чем выше тонкость помола,тем сильнее возрастает активность цемента .Средний размер зерен портландцемента составляет примерно 40 мкм.Толщина гидратации зерен через 6…12 мес. твердения не превышает 10…15 мкм.Таким образом можно сказать, что при обычном помоле портландцемента примерно 40…40 % клинкерной части не участвует в твердении и формировании структуры камня.

Степень гидратации клинкерных минералов во времени от полной гидратации,%

Степень гидратации клинкерных минералов во времени от полной гидратации

♦ С увеличением тонкости помола цемента увеличивается и степень гидратации цемента,возрастает также и содержание клеящих веществ (гидратов минералов) и повышается прочность цементного камня.Исходя из вышесказанного, можно сказать ,что цементы должны иметь тонкость помола характеризуемую остатком на сите № 008 не более 15 %.Обычно она равна 8…12 %.Тонкость помола цемента характеризуется также величиной удельной поверхности (см²/г)-суммарной поверхностью зерен в одном грамме цемента.Удельная поверхность цементов составляет 2500…3000 см²/г).Считается что прирост удельной поверхности цемента на каждые 1000 см²/г повышает его активность на 20…25 %.

Читай далее производство портландцемента

♣ Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ)

Является портландцементом с минеральными добавками,от обычного отличается более интенсивным нарастанием прочности в начальный период твердения.Достигается это путем более тонкого помола цементного клинкера (до удельной поверхности 3500…4000 см²/г), а также повышенным содержанием трехкальциевого алюмината (60…65 %).Быстротвердеющий портландцемент выпускают марок М-400 и М-500.используется широко при зимних бетонных работах а также в производстве железобетонных конструкций.Так как цемент издает повышенное тепловыделение,его не используют в массивных конструкциях.

♣ Пуццолановый портландцемент

Получают путем совместного помола клинкера,25…40 % от массы цемента активных минеральных добавок и гипсового камня (ГОСТ 4013-82).Клинкер для этого вида цемента должен содержать не более 8%трехкальциевого алюмината и не более 5% оксида и марганца.В остальном свойства пуццоланового портландцемента не отличаются от свойств портландцемента.выпускается марок М-300 и 400.

♣ Вяжущее низкой водопотребности (ВНВ)

Это новое эффективное вяжущее на основе портландцементного клинкера.Обладает минимальной водопотребностью среди всех существующих сегодня минеральных вяжущих.Нормальная густота ВНВ составляет 16%,а обычного портландцемента -24…30%.Получают ВНВ по более новой технологии которая заключается в совместном помоле (механохимической активации) клинкера  портландцемента и суперпластификатора С-3.ВНВ получают трех видов:

1.ВНВ-100-без минеральных добавок;

2.ВНВ-50-совместным помолом компонентов следующего состава:(50 % портландцемента марки М-400,50 % активной минеральной добавки,С3;

3.ВНВ-30-состоит из 30 % портландцемента М-400,70% активной минеральной добавки,С3.

В качестве активной минеральной добавки используют гранулированные шлаки,золу-унос,диатомиты,туфы,песок и другие.Прочность ВНВ существенно зависит от количества вводимой минеральной добавки.Удельная поверхность ВНВ 4800…5200 см ²/г.Морозостойкость бетонных образцов на основе ВНВ,составляет более 500 циклов.Сроки схватывания ВНВ можно широко регулировать от 30 минут до 24 часов при нормальных условиях твердения.Прочность при сжатии для ВНВ -100 составляет 90…100 МПА,для ВНВ-50 составляет-60 МПА,для ВНВ-30 прочность при сжатии составляет 40…50 МПА.

♣ Цветной портландцемент

♦ Цветной портландцемент выпускается следующих марок: М 300,400 и 500 -светло-желтого,желто-золотистого светло-розового,оранжевого,розового,светло-коричневого,красного,голубого,зеленого и черного цветов.Получают такой цемент путем совместного помола белого и цветного клинкеров с добавлением минеральных и органических красителей,минеральных добавок и гипса.В цветном портландцементе должно содержаться не более 15 % красковой руды,минеральных, синтетических или природных пигментов.

♦Для того чтобы расширить палитру таких цементов вводят в их состав органические красители.В результате получают подкрашенные цементы с разнообразной по тону окраске. Пигменты вводимые в состав цветных цементов должны иметь тонкость помола не менее 3000 см²/г, а их количество вместе с разбеливающими добавками не должно снижать активность цемента.

Содержание пигментов в цветном цементе для наглядности представлены в таблице

Содержание пигментов в цветном цементе

♣ Сульфатостойкий портландцемент

♦Получают такой цемент из клинкера которого нормируют минералогическим составом.Содержание в этом цементе трехкальциевого силиката должно быть не более 50%, трехкальциевого алюминия -не более 5% и сумма трехкальциевого алюмината и четырех кальциевого алюмоферрита не более 22%.

♦Введение активных и инертных минеральных добавок не допускается.Этот цемент,являясь по существу белитовый ,способен несколько замедлить твердение в начальные сроки и обладает низким тепловыделением.Сульфатостойкий портландцемент выпускается М400,используют активно для получения бетонов используемых в пресных  и в минерализованных водах.

♣ Белый портландцемент

♦Белый портландцемент (ГОСТ 965-78) получают из сырьевых материалов,которые имеют минимальное содержание окрашивающих оксидов (железа,хрома,марганца).Сырьем для получения белого портландцемента служат мраморы и ” чистые ” известняки а также белые каолиновые глины.Производят более тонкий помол цементного клинкера с остатком на сите № 008 не более 12 %.Степень белизны является основным критерием или свойством при определении качества белого цемента.Выпускается белый портландцемент следующих марок М400 и 500.По степени белизны белый портландцемент бывает трех сортов:

1.При коэффициенте яркости по BaSO4 не менее 80%-первый сорт,

2.При коэффициенте яркости по BaSO4 не менее 75%-второй сорт,

3.При коэффициенте яркости по BaSO4 не менее 68%-третий сорт.

♣ Алинитовый цемент

♦ Алинитовый цемент (ТУ 21-20-53-83) получают на основе алинитового клинкера низко термального синтеза (обжигом при температуре 1000…1200 °С), который содержит  хлорид кальция (хлорид магния).Содержание хлорида кальция в клинкере обеспечивает преимущественное содержание высокоосновного хлор силиката кальция(алинит), а также хлоралюмината, ортосиликата, хлорферита кальция .

В качестве каталитической добавки для синтеза цементного клинкера используют хлорид кальция,который позволяет снизить температуру обжига на 200…300 градусов.Снижение температуры позволяет уменьшить затраты топлива на 20…30%, и повысить производительность агрегатов на 30-40 %. Так как цементный клинкер  для производства алинитового цемента получают путем обжига при относительно низких температур  (обжиг при температуре 1000…1200 °С), это позволяет значительно снизить энергозатраты и себестоимость цемента.

Алинитовый портландцемент получают совместным измельчением алинитового кальция и гипса.В цементе допускается содержание минеральных добавок до 10…15 % и гранулированных доменных шлаков до 20%.Алинитовый цемент выпускается марок -М 550,500 и 400.Предел прочности при изгибе от 5.5 до 6.2 МПа.Начало схватывания не ранее- 45 минут,конец не позднее- 10 часов с момента затворения.Алинитовый портландцемент не используется в железобетонных конструкциях с напрягаемой арматурой,во влажных условиях эксплуатации, и в условиях эксплуатации при котором строительные конструкции из такого цемента подвергаются знакопеременным и динамическим нагрузкам.

У алинитового цемента по сравнению с портландцементом более интенсивный набор прочности в ранние сроки.Используется активно в гидротехническом строительстве для облицовки каналов,для монолитного домостроения и цементирования скважин.В качестве добавки для синтеза цементного клинкера используют хлорид кальция, который позволяет снизить температуру обжига на 200…300 градусов.Снижение температуры позволяет уменьшить затраты топлива на 20…30%,и повысить производительность агрегатов на 30-40 %.

♣ Шлакопортландцемент

Является гидравлическим вяжущим веществом,получаемое путем совместного помола портландцементного клинкера,гипса и доменного гранулированного шлака. Шлакопортландцемент можно также получить путем тщательного смешивания этих же компонентов предварительно измельченных раздельно.Качество полученного шлакопортландцемента в первом случае несколько выше .Так как при раздельном измельчении  и последующим смешиванием компонентов,не удается добиться получения конечного продукта такой же однородности, как в первом случае.Содержание гранулированного доменного  шлака в шлакопортландцементе должно быть в пределах -21% и не более 60% от всей массы.Допускается не более 10% шлака заменять природными гидравлическими добавками(трепелом ,диатомитом и др.).

♣ Сульфатостойкий шлакопортландцемент

Изготавливают методом совместного помола небольшого количества гипса с цементным клинкером (в процентах от 21 до 60%) и гранулированного доменного шлака.В таком цементе ограничивают содержание в клинкере оксида марганца до 5% и трехкальциевого алюмината (3CaO* Al2O3) до 8%.Выпускается марок М 400 и 300.

♣ Низкощелочной гидротехнический портландцемент (НГЦ).

Это гидравлическое вяжущее вещество которое отличается от обычного цемента своим минералогическим составом.Для получения цементного клинкера в сырьевую смесь часть глины заменяют на диатомит.Таким образом получают цементный клинкер следующего минералогического содержания:

C3S-не менее 50%,C2S-25…27%,C3A-менее 5%,C4AF-15…18,Na2O-0.6%,MgO-не более 3.5%.Теплота гидратации цемента через семь суток -не более 251 Дж/г,Количество SO3 должно быть не более 3.5%, а остаток на сите № 008,то есть тонкость помола не более 15%.По остальным показателям цемент отвечает требованиям ГОСТ 10178-76*.Для производства цемента расходуется 330 кг диатомита на одну тону цементного клинкера.выпускается марок М 400 и используется в гидротехническом строительстве.

♣ Напрягающийся цемент

Представляет собой быстросхватывающееся и быстротвердеющее вяжущее вещество.Цемент получают путем тонкого измельчения смеси из портландцемента (65…75%),гипса (6…10%) и глиноземистого цемента (13…20%).В цементе должно содержаться SO3 не менее 3.5% и не более 7%.Цемент используется для производства самонапрягающего железобетона,который во время твердения в зависимости от вида используемого цемента имеет свойство расширяться в объеме от 2 до 2.5%.В процессе расширения бетон передает арматуре и конструкции предварительное напряжение,без использования каких либо механических или термических способов натяжения арматуры.Напрягающие цементы различают :

1.Нц-20 с малой энергией само напряжения (не менее 2 МПа),

2.НЦ-40 со средней энергией само напряжения (до 4 МПа),

3.Нц-60 с высокой энергией само напряжения (до 6 МПа).

Начало схватывания напрягающего цемента не ранее 30 минут,конец -не позднее чем через 4 часа после затворения.Прочность на сжатии через 1 сутки для НЦ-20 и НЦ-40 должно быть 15 МПа.Через 28 суток прочность на сжатии для НЦ-20 и НЦ-40 должно быть 50 МПа.Относительное линейное расширение через 28 суток для НЦ-20 должно быть не более 2%,а для НЦ-40 – не более 2.5%.Использование такого цемента обеспечивает газонепроницаемость,водонепроницаемость и бензонепроницаемость конструкциям и значительно  повышает их трещиностойкость.Используется цемент активно для изготовления резервуаров для воды,напорных железобетонных труб,при строительстве спортивных комплексов,а также при строительстве дорог и аэродромов.

♣ Водонепроницаемый расширяющийся цемент

Представляет собой быстросхватывающееся и быстротвердеющее вяжущее вещество.Цемент получают двумя методами:

1. Путем помола глиноземистого цемента,гипса и высокоактивного алюмината кальция.

2.Путем смешивания в шаровой мельнице тонко измельченных тех же самых  компонентов.

Важную роль в приобретении цемента своих основных свойств в данном случае имеет высокоосновный алюминат кальция 4CaO*Al2O3.Его получают путем гидротермической обработки в течении 5…6 часов смеси состоящей из воды до 30%,извести и глиноземистого цемента,( в пропорциях 1: 1),при температуре 120 …150°С.полученный в результате такой обработки продукт высушивают и измельчают.При этом цемент должен приобрести следующие свойства:

Начало схватывания цемента -не ранее 4 минут,конец схватывания -не позднее 10 минут.Схватывание цемента можно замедлить путем добавки в смесь следующих компонентов:

Добавка СДБ,уксусной кислоты и буры.Линейное расширение через 1 сутки твердения цемента должно быть не менее 0.2% и не более 1%.Цемент используют активно при восстановлении разрушенных бетонных и железобетонных конструкций,в подземном и подводном строительстве при создании водонепроницаемых швов и в других видов работ.

♣ Глиноземистый цемент

♦Глиноземистый цемент является быстротвердеющее гидравлическое вяжущее вещество.Получают путем тонкого измельчения обожженной до плавления сырьевой смеси извести и бокситов с преобладанием в готовом продукте низкоосновных алюминатов кальция.Глиноземистые цементы выпускают с добавками ( до 2 % различных веществ), улучшающие определенные свойства цемента, и снижающие его стоимость,а также без добавок.Согласно требованиям ГОСТ 969-77 производят глиноземистые цементы трех марок: М 400,500 и 600.

Бетоны изготовленные на глиноземистом цементе разрушаются в щелочных водах, но зато отличаются стойкостью в условиях пресных и сульфатных вод. Бетоны изготовленные на глиноземистом цементе имеют значительную плотность и высокую морозостойкость.Глиноземистый цемент превосходит по своим физико-химическим свойствам (стойкость в различных средах,скорость твердения и др.) все другие вяжущие вещества, но его себестоимость в 3-4 раза выше, чем для портландцемента.Поэтому его использование ограниченно.

Используют в основном при  срочных восстановительных работах (ремонт плотин, мостов, дорог). Химическая стойкость этого цемента позволяет его использование для тампонирования нефтяных и газовых скважин, на предприятиях пищевой промышленности,на травильных и красильных предприятиях, для футеровки шахтных колодцев и туннелей.Кроме этого глиноземистый цемент обладает стойкостью против действия высоких температур( 1200-1400 °С ) и выше.Это свойство позволяет изготовить на его основе жаростойкие бетоны которые используются при футеровки тепловых аппаратов.

♣ Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент

♦ Представляет собой быстротвердеющее вяжущее,которое получают в результате совместного помола природного двуводного гипса и высокоглиноземистого доменного шлака в следующих соотношениях:  Природный гипс-0,3 частей по массе,высокоглиноземистый доменный шлак-0.7 частей по массе.При этом содержание SO3 не должно быть более 17%.Такой состав создает условия для кристаллизации эттрингита в виде коротких и широких игл.

♦ Согласно ГОСТ 11052-74 гипсоглиноземистый расширяющийся цемент должен отвечать следующим основным требованиям:Начало схватывания цемента не ранее чем через 10 минут после затворения.Конец схватывания-не позднее 4 часов после затворения.Тонкость помола, то есть остаток на сите  № 008 не более 10 % от всей массы пробы.Предел прочности при сжатии через 3 суток образцов из раствора  1 : 3 должен быть не менее 30 МПА.

Цемент используется для получения расширяющихся и безусадочных водонепроницаемых бетонов,гидроизоляционных штукатурок,используется для заделки стыков сборных и железобетонных конструкций,зачеканки швов и раструбов водопроводных линий при рабочем давлении до 1,1 МПа.

♣ Белитошламовый цемент

Белитошламовый цемент (БШЦ)-не содержит 3CaO * SiO2 (трехкальциевый силикат),который наиболее подвержен коррозии в цементном камне.БШЦ является быстротвердеющим вяжущим состоящий из белита( двукальциевого силиката 2CaO * SiO2), и гипса.Белит наиболее стоек к воздействию агрессивных сред.Вяжущее получают методом совместного помола обожженного при 650…700 °С  белого шлама (отход металлургического производства) и гипса в количестве 12…17 %.К недостаткам белитошламового цемента относят неоднородность его состава и свойств.Поэтому его использование в строительстве ограничено.

♣Шлакощелочные вяжущие

Получают на основе смешанного щелочно-щелочноземельного алюмосиликатного состава.По сравнению с портландцементом для такого вида вяжущего характерны:

1. Более низкие (2-3 раза) экзотермия и контракция

2. Более высокая активность и быстрый набор прочности,

3.Стойкость в ряде агрессивных сред,

4. Низкая температура начала морозной деструкции (-50°С),

5. Более высокие пределы прочности на растяжение, 6. Способность твердеть при отрицательных температурах (-5…-15 °С).

Расход компонентов (т на 1 т шлакощелочного вяжущего) в зависимости от щелочного компонента и марки вяжущего.

Таблица расхода компонентов входящие в состав шлакощелочного вяжущего

♦В зависимости от щелочного компонента и шлака,шлакощелочные вяжущие изготавливают следующих типов:

Высокопрочные,жаростойкие,быстротвердеющие,сульфатостойкие,безусадочныетампонажные.В таблице ниже вы можете посмотреть составы шлакощелочных вяжущих.Для шлакощелочных вяжущих основными продуктами гидратации являются низкоосновные гидросиликаты кальция тоберморитовой группы.А также щелочные и щелочно-щелочноземельные гидроалюмосиликаты (аналоги природных породообразующих минералов-цеолитов и слюд),кремниевая кислота,кальцит и другие.

♦В них отсутствует гидроферриты кальция, свободная известь , гидроалюминаты и высокоосновные гидросиликаты. Отсутствии в их составе высокоосновных гидратов и низкая основность продуктов гидратации шлакощелочных вяжущих определяют высокие физико-механические свойства бетонов.Шлакощелочные бетоны относят к классам В 10…В 110 и превосходят бетоны на портландцементе по плотности, долговечности, прочности на сжатие и растяжение, однородности, а также по предельной сжимаемости и растяжимости.

♦Эти бетоны характеризуются высокими показателями морозостойкости (F300….F 1000),атмосферостойкостью и водонепроницаемостью (W8…W30).Преимущества в таких важных эксплуатационных свойствах позволило использовать бетоны на основе шлакощелочных вяжущих в особо ответственных конструкциях и в конструкциях специального назначения.

Читай также виды цемента

Просмотров: 742

stroivagon.ru


Смотрите также