014

Процес руйнування матеріалу починається з виникнення в ньому мікротріщин, що під дією навантаження розвиваються до критичного розміру, від чого матеріал руйнується. Максимальна напруга, при якій матеріал руйнується під дією зростаючого навантаження, називається межею міцності. При тривалому прикладанні, а також багаторазовому повторенні навантаження, руйнування можливе і при напруженнях, менших межі міцності. Міцність залежить також від температури, характеру середовища і виду напруженого стану (стиску, розтягу, вигину, зрізу, крутіння чи комбінованого впливу). Міцність матеріалів зменшується зі збільшенням їхньої пористості, що приводить до зниження кількості зв’язків між структурними елементами і нерівномірного розподілу навантаження.

У лабораторних умовах міцність визначають руйнуванням контрольних зразків за допомогою гідравлічних пресів, розривних і інших випробувальних машин. Для крихких матеріалів основними міцнісними характеристиками є границя міцності при стиску (Rст) і при згині (R3), а для пластичних – при розтягу (Rр). Границю міцності при стиску і розтягу визначають за формулою:

R = αPmax ,

F0

де Рmах – максимальне навантаження, Н; F0 – початкова площа поперечного перерізу зразка, м2; α – перевідний коефіцієнт від міцності випробовуваних зразків до міцності зразків стандартної форми і розмірів. Для границі міцності при згині

Rз = WM ,

де М – найбільший згинальний момент, Н·м; W – момент опору перерізу зразка, м3.

Наприклад, при згині балки прямокутного перерізу й одному зосередженому зусиллі

Rз = 32Pbhmax2l ,

де l – відстань між опорами, м; b і h – ширина і висота поперечного перерізу зразка, м.

Прогресивними способами визначення міцності матеріалів безпосередньо у виробах і конструкціях є неруйнівні способи за допомогою ультразвукових, механічних і інших методів.

Опір матеріалів руйнуванню чи деформуванню в поверхневому шарі при місцевих силових впливах характеризує т в е р д і с т ь. Твердість матеріалів можна розглядати як їх міцність при вдавлюванні. Для визначення твердості використовуються методи вдавлювання наконечників різних типів і вимірювання відбитків. Відношення навантаження до площі поверхні відбитку нази-

21

вають числом твердості. Для приблизного визначення твердості гірських порід застосовують метод Мооса, заснований на дряпанні матеріалу еталонним мінералом. Першим у шкалі Мооса стоїть тальк, що має твердість 1, а останнім – алмаз із твердістю 10.

Для ряду матеріалів важливими властивостями є також стиранність і ударна міцність. С т и р а н н і с т ь характеризується втратами маси зразка, що віднесені до одиниці поверхні, і визначається на спеціальних приладах, а ударна (динамічна) міцність – роботою, витраченою на руйнування зразка при ударі, тобто при короткочасних навантаженнях високої інтенсивності.

Д е ф о р м а т и в н і в л а с т и в о с т і. Ця група механічних властивостей характеризує деформації матеріалу, тобто їхню здатність змінювати форму і розміри без зміни маси. Розрізняють пружні, або цілком оборотні, необоротні або пластичні, а також складні пружнопластичні чи пружнов’язкопластичні деформації.

П р у ж н і с т ь – властивість матеріалу відновлювати форму й об'єм після припинення дії деформуючих сил. Вона обумовлено прагненням часток, що складають матеріал, повернутися у вихідний стан. Найбільша напруга, при якій практично не виявляються залишкові деформації, називається границею пружності. В області пружних деформацій справедливий закон Гука – деформація матеріалу прямо пропорційна діючому напруженню σ:

ε = σE ,

де Е – модуль пружності при розтягу (модуль Юнга), що характеризує міцність міжатомних зв’язків у кристалічних ґратках. Модуль пружності зв’язаний з міцністю і твердістю матеріалів і змінюється зі зміною складу, температури й інших факторів.

Для природних і штучних кам’яних матеріалів, скла, металів пружна деформація незначна.

П л а с т и ч н і с т ь – властивість матеріалів змінювати під дією зовнішніх сил, не руйнуючись, свою форму і розміри і зберігати пластичні деформації після зняття навантажень. Пластичні деформації настають при напруженнях, що перевищують границю пружності. Здатність до пластичних деформацій без помітного збільшення навантаження називають текучістю. За певних умов для ряду матеріалів (бетону, металів, кераміки) характерна повзучість – безперервне повільне зростання деформації при постійному навантаженні.

Здатність матеріалів руйнуватися без помітної пластичної деформації називають крихкістю, а їх опір розвитку пластичних деформацій – в’язкістю. Один і той самий матеріал в залежності від вихідних умов: виду напруженого стану, температури, середовища, швидкості деформування – може знаходитися в крихкому чи пластичному стані. Наприклад, багато металів, асфальт і інші матеріали при нормальній температурі - пластичні, а при низькій – крихкі.

22

ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ 1.2 Мінеральні в'яжучі матеріали

Б у д і в е л ь н і в ’ я ж у ч і призначені в основному для отримання штучних матеріалів конгломератного типу, розчинів і бетонів. Їх прийнято розділяти на дві групи: неорганічні або мінеральні і органічні. До неорганічних в’яжучих відносять порошкоподібні або пастоподібні матеріали, здатні при взаємодії з водою або водними розчинами солей утворювати пластичну масу, яка в результаті фізико-хімічних процесів переходить у каменеподібне тіло.

В залежності від характеру середовища, в якому твердіють неорганічні в’яжучі, їх ділять на повітряні, гідравлічні і автоклавного твердіння. Повітряні в’яжучі твердіють і зберігають міцність лише на повітрі, а гідравлічні - як на повітрі, так і у воді. В’яжучі автоклавного твердіння ефективно твердіють тільки при гідротермальній обробці, тобто при підвищених температурі і тиску насиченої пари.

Повітряні в’яжучі речовини.

Основними представниками повітряних в’яжучих є гіпсові в’яжучі і повітряне вапно. До цієї групи матеріалів відносяться також магнезіальні в’яжучі і рідке скло. Повітряні в'яжучі використовуються в основному в загальнобудівельних роботах, для отримання розчинів і виробів, які не взаємодіють систематично з водою.

Г і п с о в і в ’ я ж у ч і р е ч о в и н и . Гіпсовими в’яжучими називають речовини, які складаються з напівводного гіпсу CaSО4·0,5H2O або ангідриту CaSO4, здатні при взаємодії з водою твердіти в повітряному середовищі. Їх отримують при тепловій обробці і подрібнені сировинних матеріалів, які складаються в основному з двоводного (CaSО4·2H20) або безводного гіпсу. Найбільш широко застосовують природний гіпс - гіпсовий камінь, який містить 70…95 % CaSO4·2H2O. Можуть застосовуватись в якості сировини також глинисто-гіпсові породи і сульфатні відходи хімічної промисловості.

Залежно від температури термічної обробки гіпсові в’яжучі поділяють на низьковипалювальні (110…180 ºС) і високовипалювальні (600…900 ºС). При отриманні низьковипалювальних гіпсових в’яжучих основним є процес часткової дегідратації гіпсу

CаS04·2H20 = CaS04·0,5Н20 + 1,5Н20

Отриманий напівводний гіпс або напівгідрат СаSО4·0,5Н2О має здатність швидко тужавіти і твердіти при замішуванні водою в результаті зворотної реакції – гідратації, яка супроводжується переходом напівгідрату в кристалічний двоводний гіпс.

При отриманні високовипалювальних в’яжучих іде більш глибоке зневоднення гіпсу. Ці в’яжучі складаються в основному з ангідриту CaSO4 і характеризуються повільним твердінням в присутності добавок-активізаторів.

23

Найбільше практичне значення має низьковипалювальне гіпсове в’яжуче

– будівельний гіпс – один з найстаріших в’яжучих матеріалів, який використовувався ще при спорудженні пірамід в Єгипті 3000…2500 років до н.е. Отримують будівельний гіпс випалом гіпсового каменю у варочних котлах або сушильних барабанах. При випалі у варочних котлах сировину попередньо висушують і подрібнюють в порошок, в сушильних барабанах випалюють куски, а тонкому подрібненню піддають напівгідрат. Є також і комбіновані схеми, коли oпeрації сушки, помелу і випалу двоводного гіпсу об’єднані. При випалі гіпсу в відкритих апаратах вода видаляється у вигляді перегрітої пари, і утворюються високодисперсні кристали β - СаS04·0,5Н2О (β- напівгідрат). При видаленні води в рідкому стані (наприклад, в автоклавах) утворюються більш крупні кристали α- напівгідрату, для якого характерна більш низька водопотреба.

Якість гіпсових в’яжучих визначається строками тужавлення, тонкістю помелу, водопотребою, границею міцності на стиск та згин. Залежно від строків тужавлення гіпсові в’яжучі ділять на три групи: швидкотвердіючі (А), нормальнотвердіючі (Б) та повільнотвердіючі (В). Для перших двох груп початок тужавлення повинен наставати не раніше відповідно 2 та 6 хвилин, кінець не пізніше 15 та 30 хвилин. Для гіпсових в’яжучих групи В початок тужавлення настає не раніше, ніж через 20 хвилин.

Тонкість помелу гіпсових в’яжучих оцінюється просіюванням на ситі з розміром отворів 0,2 мм. Для в’яжучих грубого (І), середнього (ІІ) та тонкого (ІІІ) помелу залишок на ситі повинен бути не більше відповідно 23, 14 та 2%.

Усі гіпсові в’яжучі діляться за міцністю на 12 марок (табл. 2.2.) (від Г2 до Г25), чисельне значення марки відповідає мінімальній границі міцності зразків на стиск у мегапаскалях. Для будівельного гіпсу найбільш характерними є марки Г4…Г7 з нормованою границею міцності на згин не менше відповідно

2…3,5 МПа.

24

В умовних позначеннях вказується марка гіпсового в’яжучого за міцністю, група по строкам тужавлення та тонкості помолу. Наприклад, Г-5 АІІ – гіпс марки Г5, швидкотвердіючий (А) середнього помелу (ІІ).

При транспортуванні та зберіганні гіпсові в’яжучі повинні бути захищені від зволоження та забруднення.

Для отримання гіпсового тіста нормальної густоти необхідно 50…70 % води, що приблизно в 3…4 рази більше, ніж вимагається для гідратації. При висушуванні міцність гіпсу підвищується і може досягати 20 МПа. Сушать гіпсові вироби при температурі не більше 60-70ºС. В перший період твердіння гіпс розширюється на 0,05…0,15 %, а при подальшому висиханні дає усадку. Здатність твердіючого гіпсу збільшуватися в об’ємі використовується при отриманні виливок різних архітектурних деталей. Для затверділого гіпсу характерні пластичні деформації під навантаженням (повзучість), особливо у зволоженому стані.

Будівельний гіпс застосовується для виробництва перегородкових плит і панелей, листів для обшивки стін і перекриттів (гіпсової сухої штукатурки), теплих звукоізоляційних плит. вентиляційних коробів, для штукатурних, ремонтних та опоряджувальних робіт і т.п. Гіпсові вироби можуть експлуатуватися при відносній вологості повітря не більше 60 %. Водостійкість гіпсових виробів підвищується з введенням 5…25 % вапна, гранульованого доменного шлаку, при додаванні деяких добавок, просоченні карбамідними смолами, кремнійорганічними рідинами і т.п. При змішуванні 50…70 % будівельного гіпсу, 15…20 % портландцементу і 10…25 % активної мінеральної добавки отримують г і п с о ц е м е н т о п у ц о л а н о в і (ГЦПВ) в ’ я ж у ч і, які об'є- днують найбільш цінні якості гіпсу і цементу – здатність швидко тверднути, характеризуватися водо-, сульфатостійкістю, низькою повзучістю. З ГЦПВ можна отримати бетони класів В10…В15 з морозостійкістю 25…50 циклів і коефіцієнтом розм’якшення 0,6…0,8, які досягають через 2…3 год. після приготування 30…40 % проектної міцності. Такі бетони успішно застосовують для виробництва панелей і об’ємних елементів санітарно-технічних кабін, покриттів підлог, стін малоповерхових будинків.

Б у д і в е л ь н е п о в і т р я н е в а п н о . Будівельним вапном називають продукт випалу кальцієвих і магнезіальних карбонатних порід до можливо повного видалення СО2. В залежності від умов твердіння розрізняють повітряне і гідравлічне будівельне вапно.

Повітряне вапно забезпечує твердіння будівельних розчинів і бетонів і збереження ними міцності в повітряно-сухих умовах. Для його отримання застосовують вапняки, крейду, доломіти, карбонатні відходи промислових підприємств, які містять не більше 8 % глинистих домішок. При більшому вмісті глинистих домішок утворюється гідравлічне вапно. В сировинних матеріалах не бажані гіпсові і залізисті домішки, які погіршують якість вапна.

Вапно розділяють на негашене і гашене (гідратне). В залежності від вмістів оксидів кальцію і магнію повітряне негашене вапно ділять на кальцієве

25

(МgО не більше 5 %), магнезіальне (МgО = 5...20 %) і доломітове (MgО = 20...40 %), Підвищення вмісту оксиду магнію сповільнює швидкість гашення вапна.

Вапно випускають в грудковому або тонкоподрібненому порошкоподібному вигляді. Негашене грудкове вапно (кипілка) отримують після випалу сировинних матеріалів в результаті декарбонізації вуглекислого кальцію

СаСО3 = СаО + С02↑.

Температура випалу вапняків в заводських умовах складає 1000…1200 °С. Для випалу вапна застосовують шахтні, обертові і інші печі. Найбільш поширені шахтні печі, основним елементом яких є шахта висотою до 28 м і діаметром до 6 м у вигляді циліндра чи конуса, захищеного всередині вогнетривкою футеровкою. Шахтні печі працюють безперервно: у верхню частину завантажують вапняк, який повільно опускається вниз, проходячи через зони сушки і підігріву, випалу і охолодження і перетворюється в грудкове вапно.

Поряд з шахтними пересипними печами застосовують шахтні печі з винесеними топками, де можна спалювати вугілля з підвищеним вмістом летких домішок. Обертові печі мають більш високу потужність, дозволяють забезпечити автоматизацію випалу і отримати вапно з крейди і інших м’яких карбонатних порід. Однак в них підвищені витрати палива і енергії.

Якість негашеного вапна визначається вмістом активних оксидів кальцію і магнію, здатних енергійно реагувати з водою – гаситись. Важливо не допустити “перевипалу” вапна, що призводить до перекристалізації і спікання оксидів кальцію і магнію. Це сповільнює їх гашення, викликає утворення тріщин у затверділих розчинах. Вимоги до негашеного кальцієвого вапна наведені в табл. 3.2. Грудкове вапно є напівфабрикатом для отримання порошкоподібного меленого або гідратного вапна, а також вапняного тіста.

Таблиця 2.3. Вимоги до негашеного кальцієвого і гідратного вапна

Подрібнення грудкового і отримання меленого негашеного вапна дозволяє прискорювати гашення і запобігти утворенню відходів непогашених частинок, випускати розчини і вироби більш високої міцності. Для підвищення водостійкості і покращання інших якостей вапняних розчинів при подрібнен-

26

ні вапна вводять активні мінеральні добавки: золи, шлаки. Можна вводити також кварцовий пісок, гіпс. Тонкість подрібнення вапна оцінюється просіюванням крізь сито з сітками №№ 0,2 і 0,08. Проходити повинно відповідно не менше 98,5 і 85 % маси просіюваної проби. Мелене негашене вапно без добавок так само, як і грудкове, ділиться на три сорти, з добавками – на два

(табл. 3.2).

Порошкоподібне вапно можна отримати не тільки його помелом, але й гашенням, взявши 0,6…0,8 частини води по масі на 1 частину негашеного вапна (кипілки):

СаО + Н2О = Са(ОН)2 + 65 кДж.

Час гашення для швидкогасного вапна – не більше 8хв., середньогасного

– не більше 25 хв. і повільногасного – більше 25 хв.

Отримане гашене (гідратне) вапно (пушонка) – готовий продукт, який при взаємодії з водою перетворюється в тісто. В упакованому вигляді його легше транспортувати і зберігати, ніж негашене вапно. Гідратне вапно також випускається з добавками і без добавок і ділиться на два сорти (див. табл. 3.2).

Негашене грудкове або мелене вапно частіше зразу гасять до утворення вапняного тіста. При цьому на 1 частину вапна по масі беруть 2…3 частини води.

Розчинні і бетонні суміші на основі вапна можуть тверднути по карбонатній, гідратній або гідросилікатній схемам. В розчинах на гашеному вапні при звичайній температурі і тиску іде карбонатне твердіння, яке включає одночасно два основних процеси: кристалізацію Са(ОН)2 з насиченого водного розчину і утворення карбонату кальцію по реакції:

Са(ОН)2 + СО2 + nН20 = СаСО3 + (n + 1)Н2О.

Розчини на гашеному вапні твердіють дуже повільно. Прискорити ріст їх міцності можна при гідратному твердінні, застосовуючи мелене негашене вапно. Гідратне твердіння іде в результаті розчинення меленого негашеного вапна в воді, утворення пересиченого розчину, виділення дрібних частин Са(ОН)2, їх взаємного зчеплення і зростання. Нормальне гідратне твердіння можливе при достатній тонкості подрібнення вапна, певному водовапняному відношенні, швидкому відведенні виділеної теплоти. Найбільш висока міцність вапняних розчинів і бетонів досягається при гідросилікатному твердінні, яке полягає у сполученні вапна з кремнеземом при тепловологісній обробці виробів в автоклавах насиченою парою під тиском 0,9…1,6 МПа і утворенні гідросилікатів кальцію, цементуючих зерна піску і інших заповнювачів. На гідросилікатному твердінні вапна основане одержання силікатної цегли і силікатних бетонів.

Головна позитивна особливість повітряного вапна – висока пластичність, яка надає розчинам і бетонам високу легковкладальність, а також водоутримуючу здатність та запобігає розшаруванню сумішей. Будівельне вапно застосовують для приготування кладочних і штукатурних розчинів, які працю-

27

ють в повітряно-сухих умовах, для виготовлення низькомарочних бетонів, змішаних гідравлічних в’яжучих, силікатних виробів.

Р о з ч и н н е т а р і д к е с к л о. Розчинне скло – скловидний сплав, що складається з лужних силікатів. Загальна формула його R2О.nSіО2, де R2О – лужний оксид (Nа2О, К2О), n- силікатний модуль. Значення силікатного модуля може змінюватися від 1 до 6,5. В будівництві найчастіше використовують натрійове розчинне скло з модулем 1,5…3. Калійове скло з модулем 4…4,5 використовують основним чином для отримання силікатних фарб. Випускають розчинне скло у вигляді твердого моноліту (силікат-глиби), який подрібнюють на куски, або дрібнозернистого продукту (силікат-грануляту). Для його отримання використовують шихту, що включає кремнеземистий та лужний компоненти, наприклад, пісок та соду або сульфат натрію. Шихту плавлять у скловарних печах при 1100....1400°С.

Силікат-глиба утворюється при повільному охолодженні розплаву на повітрі, силікат-гранулят - при охолодженні у проточній воді. Розчинення силі- кату-глиби у воді проводять в автоклавах під тиском 0,3...0,8 МПа. Гранулят можна розчинювати при атмосферному тиску і температурі 90... 100 °С.

Водний розчин силікатів лужних металів називають рідким склом. Його можна отримати як із розчинного скла, так і безпосередньо у автоклавах обробкою аморфних кремнеземистих продуктів у розчинах їдких лугів.

Рідке скло являє собою колоїдний розчин густиною 1,4...1,5 г/см3, у закритих посудинах воно може зберігатися дуже довго, на повітрі повільно затвердіває. Суть процесу твердіння полягає у випаруванні рідкої фази, підвищенні концентрації вільного колоїдного кремнезему та його наступній коагуляції та ущільненні. Вуглекислий газ повітря нейтралізує луги, що містяться у водному розчині та сприяє коагуляції кремнезему. Суттєво прискорює процес твердіння рідкого скла добавка кремнефтористого натрію та деякі інші речовини.

Характерна особливість рідкого скла - висока клеюча здатність, яка у З...5 разів вища, ніж у цементів та інших мінеральних в'яжучих. Завдяки цьому його широко використовують для склеювання картону, паперу, дерев'яних та силікатних виробів і т.п.

Для закріплення грунту під фундаментами, захисту від ґрунтових вод при проходженні шахт та тунелів використовують силікатизацію - нагнітання у грунт рідкого скла разом з розчинами добавок крізь систему перфорованих труб.

Рідке скло служить затворювачем кварцових кремнійфтористих кислототривких цементів - продуктів сумістного подрібнення або змішування кварцового піску та кремнійфтористого натрію. Виготовляють два типи таких цементів: І - для кислототривких замазок, ІІ - для бетонів та розчинів. Вони різняться вмістом кремнійфтористого натрію та строками тужавлення. Кислототривкі цементи використовуються для склеювання хімічно стійких матеріалів, футеровки різних апаратів та захисних покрить будівельних конструк-

28

цій. Кислототривкі цементи не можна використовувати в умовах дії лугів, фтористоводневої та кремнійфтористоводневої кислот, киплячої води та водяної пари.

Відмінною особливістю розчинів та бетонів на основі рідкого скла поряд з кислотостійкістю є також висока жаростійкість.

Гідравлічні в’яжучі речовини

В групу гідравлічних в’яжучих входять гідравлічне вапно і вапновміщуючі в’яжучі, романцемент, портландцемент, шлакопортландцемент, пуцолановий і глиноземистий цементи і їх різновиди. Для будівництва найбільше значення мають портландцемент і похідні від нього в’яжучі матеріали.

В а п н о в м і щ у ю ч і в ’ я ж у ч і . Першими гідравлічними в’яжучими були гідравлічне вапно і романцемент. Гідравлічне вапно отримують помірним випалом мергелистих вапняків, які містять 8…20 % глинистих домішок (романцемент – не менше 25 %). Його здатність повільно твердіти у воді обумовлена вмістом, крім вільних оксидів СаО і МgО, ще і міне- ралів-силікатів, алюмінатів, феритів (2СаО·SiО2, ЗСаО·Аl2О3, 2СаО·Fе2О3) та ін. Гідравлічне вапно розділяють на слабогідравлічне (СаО + МgО 40…65 %)

ісильногідравлічне (СаО + МgО 5…40 %). Границя міцності зразків через 28 діб твердіння для слабогідравлічного вапна повинна бути не менш: на стиск 1,7, на згин 0,4 МПа, для сильно-гідравлічного відповідно 5 і 1 МПа. Гашення гідравлічного вапна проходить повільно, пластичність розчинів на його основі нижча, ніж на основі повітряного.

Суміш повітряного чи гідравлічного вапна з гранульованим шлаком або золою виносу та іншими активними мінеральними добавками дає змішані гідравлічні в’яжучі. Вміст вапна в них в перерахунку на активні СаО + МgО повинен бути в межах 10…50 % за масою. Для них характерний початок тужавлення не раніше 25хв., кінець – не пізніше 24 год. від початку затворення. Марки цих в’яжучих, які визначаються границею міцності через 28 діб зраз- ків-балочок розмірами 40×40×160 мм з розчину складу 1:3 (по масі) з нормальним піском, – 50, 100, 150, 200. Розглянуті в’яжучі застосовуються в основному для приготування низькомарочних будівельних розчинів і бетонів.

По р т л а н д ц е м е н т - гідравлічна в'яжуча речовина, що твердіє у воді

іна повітрі. Його отримують шляхом сумісного тонкого помелу клінкеру, необхідної кількості гіпсу та інших добавок. П о р т л а н д ц е м е н т н и й к л і н к е р - продукт спікання сировинної суміші певного хімічного складу, що забезпечує після випалювання переважання силікатів кальцію.

Цементна промисловість випускає значну кількість цементів на основі портландцементного клінкеру, які умовно можна поділити на цементи загальнобудівельного і спеціального призначення.

Згідно державного стандарту, який діє на Україні (ДСТУ Б В.2.7-46-96), цементи загальнобудівельного призначення поділяють на 5 типів за речовинним складом і міцністю на стиск в 28-добовому віці:

29

Тип І - портландцемент (від 0 до 5% мінеральних добавок, марки 300,400, 500, 550, 600);

Тип II - портландцемент з добавками (від 6 до 35% мінеральних добавок),

марки 300,400, 500,550, 600;

Тип III - шлакопортландцемент (від 36 до 80% доменного гранульованого шлаку), марки 300,400, 500;

Тип IV - пуцолановий цемент (від 21 до 55% мінеральних добавок), марки

300, 400, 500;

Тип V - композиційний цемент (від 36 до 80% мінеральних добавок), мар-

ки 300, 400, 500.

За міцністю в ранньому віці (після двох або семи діб тверднення) цементи марок 400 і 500 поділяють на два види: цемент із звичайною міцністю в ранньому віці і швидкотверднучий.

При умовному позначенні цементу вказують його тип і спеціальні ознаки (висока міцність в ранньому віці - Р; пластифікація і гідрофобізація – ПЛ, ГФ, нормованість мінералогії – Н). Наприклад, портландцемент марки 400 з добавкою до 20% шлаку, пластифікований, швидкотверднучий позначається ПЦ-ІІ/А-Ш-400Р-ПЛ ДСТУ…

К л і н к е р – напівфабрикат для виробництва цементу. Його отримують випалом до спікання сировинної суміші певного хімічного складу.

Для портландцементу сировиною служать карбонатні і глинисті породи (крейда, вапняк, глини, суглинки та ін.) і їх природні суміші – мергелі. Застосовують також побічні продукти інших галузей промисловості – доменні шлаки, золи, нефеліновий шлам та ін. Склад сировинної суміші підбирається таким чином, щоб забезпечити в клінкері вміст оксидів в наступних межах, %:

CaO – 63…66; SiO2 – 21…24; Аl2О3 – 4…8; Fе2О3 – 2...4; МgО – 0,5…5; SO3 – 0,3…1; Na2O + K2O – 0,3…1; ТіО2 + Сr2О3 – 0,2…0,5; Р2О5 – 0,1…0,3.

Виробництво портландцементу полягає в добуванні, подрібненні і змішуванні сировинних матеріалів, випалі однорідної сировинної суміші до спікання, подрібненні отриманого клінкеру з гіпсом і, при необхідності, з іншими добавками до порошкоподібного продукту – цементу. Можливі два основних способи виробництва портландцементу – мокрий і сухий. При найбільш поширеному в нашій країні мокрому способі в процесі подрібнення сировинних матеріалів вводиться вода, і сировинна суміш поступає на випал у вигляді водяної суспензії – шламу вологістю 33…42 %. Введення води в сировинну суміш полегшує її помел, досягається висока однорідність, однак при цьому (в 1,5…2 рази) підвищується витрата палива. При сухому способі сировинні матеріали після подрібнення висушуються і поступають на випал в порошкоподібному або гранульованому вигляді. Цей спосіб завдяки високим технікоекономічним показникам отримує все більше поширення.

30