- •Кафедра «Производство строительных изделий и конструкций»
- •1. Введение
- •1.1. Общие сведения о вяжущих веществах, их значение для народного хозяйства
- •1.2. Краткие сведения о развитии производства вяжущих веществ
- •1.3. Классификация и номенклатура минеральных вяжущих материалов
- •2. Гипсовые и ангидритовые вяжущие
- •2.1. Сырье для производства гипсовых вяжущих
- •2.2. Дегидратация двуводного гипса и модификации водного и безводного СаSо4
- •2.3. Технология производства гипсовых вяжущих
- •2.4. Твердение гипсовых вяжущих
- •2.5. Свойства гипсовых вяжущих и их применение
- •2.6. Ангидритовые вяжущие вещества
- •3. Воздушная строительная известь
- •3.1. Разновидности строительной извести, ее состав
- •3.2. Сырьевые материалы для производства строительной воздушной извести
- •3.3. Технология производства строительной извести
- •3.4. Виды твердения воздушной строительной извести
- •3.5. Свойства строительной извести и ее применение
- •4. Магнезиальные вяжущие вещества
- •4.1. Сырье для производства магнезиальных вяжущих веществ
- •4.2. Производство каустического магнезита и каустического доломита
- •4.3. Твердение магнезиальных вяжущих веществ
- •4.4. Свойства магнезиальных вяжущих веществ
- •4.5. Применение магнезиальных вяжущих веществ
- •5. Гидравлическая известь
- •6. Портландцемент
- •6.1. Общая характеристика и вещественный состав портландцемента
- •6.2. Химический и минеральный состав клинкера
- •6.3. Сырьевые материалы для производства портландцемента
- •7. Технология производства портландцемента
- •7.1. Способы производства портландцемента
- •7.2. Добыча и транспортирование сырьевых материалов
- •7.3. Складирование сырья, добавок, топлива
- •7.4. Измельчение материалов и приготовление сырьевой смеси
- •7.5. Обжиг сырьевой смеси и получение клинкера
- •7.6. Помол клинкера и добавок и получение портландцемента
- •8. Физико-химические основы схватывания и твердения портландцемента. Структура цементного теста и камня
- •8.1. Взаимодействие цемента с водой и химический состав новообразований
- •8.2. Теория твердения портландцемента
- •8.3. Формирование структуры и свойств цементного теста
- •8.3. Структура цементного камня
- •10. Стойкость портландцемента к химической коррозии
- •11. Разновидностипортландцемента
- •11.1 Быстротвердеющий и высокопрочный портландцементы
- •11.2. Портландцемент с поверхностно-активными добавками
- •11.3. Сульфатостойкий портландцемент
- •11.4. Портландцемент с умеренной экзотермией
- •11.5. Портландцемент для дорожного строительства
- •11.5. Портландцемент для производства асбестоцементных изделий
- •11.6. Белый и цветные портландцементы
- •12. Многокомпонентные цементы с природными минеральными добавками
- •12.1. Активные минеральные добавки
- •12.2. Пуццолановый портландцемент
- •12.3. Известково-пуццолановое вяжущее вещество
- •12.4. Цементы с микронаполнителями
- •12.5. Композиционные гипсовые вяжущие
- •13. Шлаковые цементы
- •13.1. Шлаки и их свойства
- •13.2. Шлакопортландцемент
- •13.3. Извсстково-шлаковое вяжущее
- •13.4. Известково-зольное вяжущее
- •13.5. Сульфатно-шлаковые вяжущие
- •14. Цементы из специальных клинкеров
- •14.1. Глиноземистый цемент
- •14.2. Расширяющиеся и напрягающие цементы
- •14.3. Сверхбыстротвердеющие цементы
- •15. Органические вяжущие вещества
- •15.1. Полимерные вяжущие
- •15.2. Битумные и дегтевые вяжущие
- •15.3. Неорганические вяжущие с добавками полимерных веществ
11.5. Портландцемент для дорожного строительства
Бетонное покрытие автомобильных дорог и взлетно-посадочных полос аэродромов в процессе эксплуатации подвергается воздействию изгибающих нагрузок. В связи с этим оно должно обладать повышенной прочностью при изгибе и ударе, высокой деформативной способностью («мягко» воспринимать внешние нагрузки и внутренние напряжения, возникающие под действием изменений температуры или усадочных явлений без возникновения в бетоне напряжений, которые могут вызвать его разрушение). Такое покрытие должно иметь высокую плотность и морозостойкость, обладать малой усадкой и истираемостью.
Для дорожного строительства применяют портландцемент пластифицированный или гидрофобный портландцемент без минеральных добавок, изготовленный из клинкера нормированного (Н) состава, содержащего не более 8 % трехкальциевого алюмината. Начало схватывания такого цемента должно наступать не раньше 2 ч с момента его затворения. Для однослойных и двухслойных покрытий дорог и аэродромов используют цемент марок 400 и 500. В этот цемент вводят не более 15 % гранулированного доменного шлака; при этом остаток на сите № 008 должен быть меньше 12 %, а удельная поверхность — больше 280 м2/кг.
Для повышения морозостойкости и плотности бетона, снижения его водопотребности и расхода цемента в портландцемент при помоле или при изготовлении бетона с водой затворения вводят ПАВ (пластифицирующие или гидрофобизирующие, воздухововлекающие —нейтрализованная смола, мылонафт, асидол и т. д.), а также газовыделяющие пластифицирующие (ГКЖ-94). В последнее время для изготовления верхнего покрытия аэродромов и других дорог применяют напрягающий цемент, представляющий собой расширяющееся быстротвердеющее гидравлическое вяжущее, получаемое в результате совместного тонкого измельчения портландцементного клинкера, алюминатных или сульфоалюминатных материалов и гипса.
В отдельных случаях для дорожного строительства используют белый и цветные цементы, причем для их производства приготовляют клинкер требуемого нормативного химико-минералогического состава.
11.5. Портландцемент для производства асбестоцементных изделий
В связи с особенностями применения портландцемента в производстве асбестоцементных изделий в соответствии с ГОСТ 9835—77 к нему предъявляют специальные требования.
Портландцемент изготовляют из клинкера нормированного (Н) состава без минеральных добавок. Расчетное количество C3S в клинкере должно быть не менее 52 %, СзА в клинкере должно быть не менее 3 и не более 8 %, свободной извести (СаО)свобдолжно быть не более 1 %, a MgO — 5 %. Повышенное количество C3S ускоряет процесс гидратации и повышает прочность изделия. Присутствие повышенного количества С3А ухудшает фильтрационные свойства асбестоцементной массы и снижает производительность формовочных машин. Содержание повышенного количества СаО и MgO в цементе ухудшает прочность асбестоцемента при длительном его твердении.
Для асбестоцементных изделий применяют портландцемент марок 400 и 500 с соответствующим пределом прочности при изгибе 5,5 и 6 МПа, причем в 7-суточном возрасте предел прочности при изгибе для этих марок цемента должен быть не менее 4,3 и 4,7 МПа. Тонкость помола цемента должна быть не менее 2200 и не более 3200 см2/г, что приблизительно соответствует остатку на сите № 008 от 8 (не меньше) до 12 (не более) % массы просеянной пробы. Такие ограничения необходимы, чтобы зерна цемента прочно налипали на волокна асбеста, не выпадали в осадок из-за большой массы и чтобы зерна цемента не были очень мелкими, задерживались на пространственном каркасе из асбестового волокна, образующегося на техническом сукне, а не уносились с водой, отделяемой в сетчатых цилиндрах. Слишком тонкий помол цемента повышает его водопотребность, затрудняет процесс обезвоживания и уплотнения асбестоцементного наката. Цемент должен показывать равномерность изменения объема при испытании лепешек кипячением в воде. Начало схватывания цемента должно наступать не ранее, чем через 1 ч 30 мин, и не позднее, чем через 10 ч с момента затворения; SO3должно быть не менее 1,5 и не более 3,5 %.
В ряде случаев для изготовления асбестоцементных изделий могут применять белый и цветные цементы. Для их производства приготовляют клинкер требуемого нормированного химико-минералогического состава. Иногда для получения цветных асбестоцементных изделий применяют обычный серый портландцемент и в процессе приготовления вводят в асбестоцементную суспензию до 15 % минерального красителя, получая при этом окрашенные изделия в более темные тона по сравнению с тоном, получаемым при применении цветного цемента на основе клинкера белого цвета. В этом случае необходимо следить, чтобы при введении красителя не происходило снижения прочности и других показателей качества готовой продукции.
На некоторых предприятиях применяется технология производства асбестоцементных плиток и других изделий с применением в качестве вяжущего песчанистого портландцемента с содержанием в нем до 15 % кварцевого песка. Такой цемент используется с последующей обработкой отформованных изделий в автоклавах при давлении 4 МПа и более. В результате автоклавной обработки в атмосфере насыщенного пара при повышенной температуре происходит взаимодействие выделяющейся при гидратации клинкерных минералов извести и кремнезема из песка.