64.Портландцемент,технологічні особливості його виробництва.

Портландцемент – порошкоподібний матеріал, який складається з штучних (клінкерних) мінералів. Ці мінерали мають високу хімічну активність і здатні взаємодіяти з водою. В результаті реакцій гідратації суспензія портландцементного порошку у воді утворює тверде тіло.

Мінерали, що складають портландцемент, утворюються в результаті високотемпературного випалювання суміші оксидів, які вміщуються у певному співвідношенні. Хімічний склад портландцементу досить стабільний:

• оксид кальцію, CaO (негашене вапно) – (64–68) %;

• оксид кремнію, SiO₂ (кремнезем) – (19–23) %;

• оксид алюмінію, Al₂O₃ (глинозем) – (4–8) %;

• оксид заліза, Fe₂O₃ (гематит) – (3–6) %.

Крім цих чотирьох головних оксидів, до складу портландцементу входять деякі інші оксиди у вигляді домішок: оксиди магнію (MgO), калію (K₂O), натрію (Na₂O), тітану (TiO₂) та ін., які здебільшого погіршують якість портландцементу, тому їхня кількість обмежується.

Загальна схема виробництва портландцементу включає видобуток сировини (або доставку у випадку застосування промислових відходів), приготування сировинної суміші (дроблення, подрібнення, дозування, гомогенізацію), випалювання сировинної суміші, подрібнення випаленого продукту (клінкеру) в тонкий порошок з одночасною домішкою деяких речовин. (Клінкер - це штучний камінь, який утворився в результаті спікання при високій температурі спеціально підібраної суміші деяких природних матеріалів).

65.Властивості тампонажного порошку

1 Густина. Під густиною тампонажного цементу, що містить у своєму складі частинки різної густини, розуміють середньозважену густину речовин, які входять до його складу.

За густиною можна наближено визначити вид цементу. Тампонажний портландцемент, який не містить у собі домішок, має густину (3100-3200) кг/м³. Якщо в цементі містяться мінеральні домішки, його густина зменшується до (2800-2900) кг/м³, а при більшому вмістові мінеральних домішок (більше 20 %) густина може знизитись до 2700 кг/м³.

Застосовують різні способи визначення густини твердих мінералів. Для порошкоподібних матеріалів одним з найпростіших методів є визначення густини з допомогою волюметра Ле-Шательє-Кандло (рисунок 11.4). Точніше густину цементу та інших матеріалів можна визначити пікнометричним способом.

2 Дисперсність або так званий ступінь подрібнення (тонкість помелу) - важлива характеристика цементного порошку. Від неї залежить величина поверхні, на якій проходить реакція гідратації.

Існує багато різних способів визначення дисперсності порошку. До найпростіших належить ситовий аналіз, при якому порошок розсіюється з допомогою набору сит на ряд фракцій з вужчим діапазоном частинок і визначається процентний вміст цих фракцій. Вадою цього методу є складність поділу на окремі фракції частинок розміром менше 0,05 мм.

При виробництві цементу для характеристики тонкості помелу не застосовують повний ситовий аналіз, а проводиться просів цементу на дві фракції через сито з розміром отворів 0,08 мм. Виробничий контроль за тонкістю помелу ведеться за одним параметром – залишком фракцій на ситі розміром 008, який не має перевищувати (10–15) % для різних типів цементу.

3 Питома поверхня порошку - це сумарна поверхня всіх частинок, які є в одиниці маси порошку. Питома поверхня тампонажних матеріалів залежить від тонкості подрібнення (гранулометричного складу), речовинного складу, способу подрібнення і способу виміру питомої поверхні. Величина питомої поверхні тампонажних портландцементів, заміряної методом повітропроникності (за величиною опору при проходженні повітря через шар порошку), коливається в широких межах залежно від вмісту добавок.

Згідно з ДСТУ Б В.2.7-88–99 питома поверхня для різних типів цементу має бути не менша: 270 м²/кг – ПЦТ типів І і ІІ для низьких і нормальних температур; 250 м²/кг – ПЦТ типів І і ІІ для помірних і підвищених температур; 230 м²/кг – ПЦТ типу ІІІ поважчені для помірних і підвищених температур.

Від питомої поверхні твердої фази залежить водоутримувальна здатність, рухомість та багато інших властивостей цементного розчину.

4 Об’ємна (насипна) маса - це маса порошку, який вміщується в ємності об’ємом 1 м³. Ця величина не постійна і залежить від складу, ступеня дисперсності (тонкості помелу) і ступеня ущільнення.

З допомогою насипної маси можна розрахувати кількість матеріалу (його масу) при об’ємному дозуванні, наприклад, кількість матеріалу (масу) у стандартному паперовому мішку або бункері цементозмішувальної машини. Об’ємна маса може бути визначена як у пухкому стані, так і в ущільненому. Для визначення об’ємної маси використовують прилад, зображений на рисунку 11.5.

Стандартний тампонажний портландцемент має насипну масу в пухкому стані (1000-1200) кг/м³, а в ущільненому – (1500-1800) кг/м³.