33. 34 35 Портландцемент: основные свойства и область применения.

Гидравлические вяжущие вещества — группа вяжущих материалов.

Портландцемент — это продукт тонкого измельчения портландцементного клинкера и гипса (от 1,5-5% от массы клинкера). Гипс добавляют для регулирования сроков схватывания портландцемента.

Портландцементный клинкер — это продукт спекания (1450 оС) сырьевой смеси из карбонатных горных пород (СаСО3, MgСО3 ≈ 75%) и глины ( 25%). В качестве сырья использоватся природный материал – мергель, доменный гранулированный шлак, корректирующие добавки. В результате подобранной и обожженной смеси образуются минералы портландцементного клинкера, придающие портландцементу вяжущие свойства:

1. Алит (3CaO · SiO₂);

2. Белит (2CaO · SiO₂);

3. Трехкальциевый алюминат (3CaO · Al₂O₃)

4. Четырехкальциевый алюмоферрит (4СаО· Al₂O₃· Fe₂O₃)

При затворении водой эти минералы образуют нерастворимые соединения. Технология производства портландцемента зависит от способа его изготовления:

1. Сухой (измельчение сырья без воды).

2. Мокрый (измельчение сырья в присутствии воды).

3. Комбинированный (смешанный) – измельчение сырьевых компонентов в присутствии воды и последующее ее отфильтровывание.

Дорогой и важный процесс при изготовлении портландцемента  это обжиг. Он осуществляется во вращающихся печах. Подготовка сырьевых компонентов (дробление, измельчение); обжиг (максимальная температура 1450 ^оС); охлаждение клинкера; помол клинкера с гипсом; складирование портландцемента. Хранение портландцемента осуществляется в железобетонных банках (силосах), диаметром 8-15м., высотой 25-30метров. Свойства портландцемента:

1. Тонкость помола (2800-3800 г/см²);

2. Водопотребность (необходимое количество воды в процентах от массы цемента, для получения цементного теста нормальной густоты);

3. Сроки схватывания (определяются с момента затворения портландцемента водой и до того момента, когда соответствующие приборы зафиксируют начало и конец схватывания);

4. Прочность портландцемента на сжатие и изгиб;

5. Активность и марка портландцемента: R = Р / S,

где R – прочность, МПа/см²;

Р – разрушающие усилие, МПа;

S – площадь поверхности испытываемого образца, см².

Основные виды портландцемента:

- быстротвердеющий цемент (БТЦ);

- высокопрочный цемент ВПЦ.

- Шлакопортландцемент ШПЦ;

- Сульфатостойкий портландцемент СПЦ;

- Пуццолановый портландцемент ППЦ;

- Расширяющийся портландцемент РПЦ;

- Белый портландцемент БПЦ;

- На основе белого цветной ПЦ.

Портландцемент применяют:

- в бетонных и железобетонных конструкциях (блоки, стеновые, фундаментные и т.д.).

- для бетонирования поверхностей;

- для замоноличевания стыков;

- для заделки различных скважин (нефтяных, газовых) и др.

36. 37 Бетон: классификация и основные сырьевые материалы.

Бетон – искусственный каменный материал, полученный в результате твердения рационально подобранной и тщательно перемешанной сырьевой смеси, состоящей из вяжущего материала, крупного и мелкого заполнителей, воды и необходимых добавок.

Технология производства тяжелого бетона включает следующие основные технологические переделы: Подготовка сырьевых материалов (промывка крупного и мелкого заполнителя, рассев по фракциям крупного и мелкого заполнителя, приготовление водных растворов добавок; перемешивание сырьевых компонентов (перемешивание осуществляется в смесителях различного типа); формование (естественное - без дополнительных внешних воздействий и с дополнительными механическими воздействиями на бетонную смесь); твердение (в естественных условиях при повышенной влажности и температуре 18 ÷ 22 ^оС, в течение 28 суток; для ускорения твердения применяют тепловлажностную обработку изделий  пропаривание или запаривание); Тепловлажностная обработка (пропаривание Т90-100 ^оС , Р = 1 атм. (пропарочная камера); запаривание Т175-200 ^оС , Р = 8-10 атм. (автоклав). Режим ТВО – представляет скорость набора температуры, время, в течение которого происходит подъем, изотермическая выдержка и время снижения температуры); распалубка изделий, маркировка, складирование (специально оборудованные поста, на складе готовой продукции).

Классификация бетона осуществляется по следующим признакам:

1. По плотности:

- особо тяжелый, (_m свыше 2500 кг/м³⁾;

- тяжелые бетоны (ρ_m в пределах 1800 ÷ 2500 кг/м³);

- легкие бетоны на пористых заполнителях, ячеистые бетоны (ρ_m = 500 - 1800 кг/м³);

- особо легкие бетоны ( ρ_m = 500 кг/м³).

2. По виду вяжущего бетоны подразделяются на:

- цементные бетоны;

- силикатные бетоны;

- шлакощелочные бетоны;

- гипсовые вяжущие;

- полимербетоны;

- бетоны на смешанных видах вяжущих и др.

3. По крупности используемого заполнителя бетоны бывают:

- крупнозернистые бетоны;

- мелкозернистые бетоны;

- крупнопористые бетоны;

- малощебеночные бетоны.