16. Портландцемент. Получение, свойства, применение.
Изобретен в 1824 году английским каменщиком.
Портланд-цемент- это гидравлическое вяжущее вещество, получаемое тонким помолом портланд-цементного клинкера с небольшим количеством гипса.
Портланд-цементный клинкер- это зерна серого или зеленого цвета, диаметром от 5 до 30 мм, получаемые обжигом сырьевой смеси, состоящей из известняков и глины (75% CaCO3, 25% глины)
Гипс в количестве до 5% добавляют к клинкеру для регулирования сроков схватывания.
Св-ва портландцемента:1) истинная плотность п/ц находится в пределах 3,05…3,15 г/см3. В среднем принимают=3,1 г/см3; 2) насыпная плотность зависит от степени уплотнения. Для рыхлого насыпного цемента она составляет 1,1 г/см3, сильно уплотненного – 1,6…2,0 г/см3, В расчетах принимают среднее значение =1,3 г/см3; 3) тонкость помола, т.е. степень измельчения,- важнейшая характеристика цемента, так как вместе с химико-минеральным и вещественным составами она определяет все его строительно-технические св-ва. Тонкость помола имеет свой рациональный предел до 6000 см2/г, дальнейшее увеличение тонкости помола неэкономично, снижает прочность вследствие повышения водопотребности цемента. 4)Водопотребность цемента отражает его способность адсобировать на поверхности частиц определенное кол-во воды. Ее характеризуют относительным кол-вом воды (%) для получения цементного теста нормальной густоты. Водопотр п/ц наход в пределах 22…28% и зависит от химико-минерального и вещественного составов цемента, тонкости помола, зернового состава. 5) сроки схватывания- начало и конец схватывания- отражают процесс гидратации цемента и начальный период формирования структуры теста нормальной густоты. Сроки схватывания определяют на приборе Вика по глубине погружения в цементное тесто стандартной стальной иглы. В соответствии с требованиями ГОСТ10178 – 85 начало схватывания – не ранее 45 мин., конец схватывания- не позднее чем через 10ч. 6) прочность. Для ее оценки использ стандартную характеристику цемента-марку. Марка цемента определяется пределом прочности при изгибе образцов-балочек размерами 40х40х160 мм и сжатии их половинок из раствора состава 1:3 (по массе) при водоцементном отношении 0,4, изготовленных и твердевших в соответствии с требованиями ГОСТ 310.1-76… 310.6-85 и испытанием через 28 суток с момента изготовления. При определении марки учитывают одновременно оба показателя-пределы прочности при сжатии и при изгибе.
П/ц применяют для изготовления бетонных и железобетонных конструкций и изделий для наземных и подводных сооружений, устройства бетонных дорожных и аэродромных покрытий, приготовления строительных растворов, укрепления грунтов. П/ц без минеральных добавок применяют для высокопрочных бетонов, в произ-ве сборного железобетона.
17. Химический и минералогический состав портландцемента.
Портландцемент – это гидравлический вяжущий материал, твердеющий как в воде, так и на воздухе и получающийся в результате тонкого измельчения клинкера совместно с определенным количеством гипсового камня и различными добавками.
Клинкер получают в результате обжига до спекания мергеля или искусственной сырьевой смеси известняка (75%) и глины (25%)
В результате обжига при высоких температурах окись кальция, соединяясь с другими окисями, образует различные клинкерные материалы, которые придают цементу различные свойства.
Химический состав цемента.
Химический и минералогический состав портланд-цемента:
CaO – 57-63% известняк
SiO2 – 25-30% составная глины
Al2O3 – 4-10% составная глины
Fe2O3 – 4-8% составная глины
0,5 – 4,5% MgO, SO3 до 2,5%, в небольших колическвах P2O5.
Минералогический состав цемента:
1. Алит – C3S – трехкальциевый силикат – 42-65%. Быстро вступает в реакцию с водой, твердеет с большим выделением тепла и основную прочность набирает на 28 сутки.
Применяется для дорожных цементов, ремонтных работ, нельзя применять в подводных и подземных сооружениях.
2. Белит – C2S – двухкальциевый силикат – 15-45%. Медленно твердеет с малым выделением тепла. Основную прочность набирает на 180 сутки.
Применяется для сооружения гидросооружений, массивных сооружений.
3. C3A – трехкальциевый алюминат – 3-15%. Самый первый вступает в реакцию с водой, твердеет только на воздухе. При твердении в воде образует гидроаллюминат кальция, который имеет глиноподобную структуру и неморозостоек.
4. Целит - С4АF – четырех кальциевый алюммоферрит – 10-25%. Быстро вступает в реакцию с водой. Прочность набирает в дальние сроки (свыше 28 суток до180 суток). Занимает промежуточное положение по набору прочности между алитом и белитом.
