Минералогический и химический состав портландцементного клинкера. Свойство клинкерных минералов.

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3

Химический состав процентах по массе: CaO 63 – 66, SiO₂ 21 – 24, Al₂O₃ 4 – 8, Fe₂O₃ 2 – 4,

Минералогический состав:

· Алит 3CaO SiO₂ 45 – 60 % самый важный минерал клинкера, определяющий быстроту твердение, прочность

· Белит 2CaO SiO₂20 – 30 % второй по важности и содержанию, медленно твердеет но достигает высокой прочности.

· Трехкальциевый алюминат C₃A 4 – 12 % очень быстро гидратируется и твердеет, но имеет небольшую прочность.

· Четырехкальциевый алюмоферрит C₄AF 10 – 20 % занимает промежуточное положение между алитом и белитом.

11. Свойства портландцемента и методы их определения.

Тонкость помола цемента оценивается путем просеивания (сито №008 0, 08 мм 85%массы)

Водопотребность цемента определяется количеством воды, которое необходимо для получения цементного теста нормальной густоты. Определяется прибором Вика, игла не доходит до пластины 5 – 7 мм. Водопотребность цемента 24 – 28 %.

Сроки сватывания определяютсяс помощью прибора Вика. Начало схатывания игла не доходит до пластины 1 – 2 мм, конец схатывания игла погружается на 1 – 2 мм.

Равномерность изменения объема. Причиной неравномерного изменения объема цементного камня являются местные деформации, вызванные расширением свободного CaO и периклаза MgO вследствии их гидратации. По стандарту изготовленные из теста нормальной густоты образцы - лепешки через 24 ч предварительного твердения выдерживаю в течение 3 ч в кипящей воде. Лепешки не должны деформироваться; на них не допускается радиальных трещин.

Активность портландцемента называют его придел прочности при осевом сжатии половины балочек, испытанных в возрасте 28 сут. Активность и марку ПЦ определяют испытанием стандартных образцов – призм размером 4х4х16 см, через 28 суток твердения.

Термохимические свойства ПЦ зависят от минерального состава клинкера и тонкости помола.

Режим обжига сырьевой смеси для производства цемента, процессы, происходящие при обжиге.

· Зона испарения 70 – 200 ^оС происходит высушивание сырьевой смеси.

· Зона подогрева 200 – 700 ^оС сгорают органические примеси, удаляется кристаллохимическая вода и образуется безводный каолинит Al₂O₃2SiO₂.

· Зона декарбонизации 700 – 1100 ^оС появляется значительное количество свободного оксида кальция. Термическая диссоциация CaCO₃ – это эндотермический процесс, идущий с большим поглощением теплоты. Происходит распад дегидратированных глинистых миниралов на оксиды ( SiO₂Al₂O₃, Fe₂O₃).

· Зона экзотермических реакций 1100 – 1250 ^оС происходят твердофазные реакции образования 3CaO Al₂O₃, 4CaO Al₂O₃ Fe₂O₃ и 2CaO SiO₂. Эти экзотермические реакции сопровождаются выделением большого количества тепла.

· Зона спекания 1300 – 1450 – 1300 ^оС частичное плавление материала и образование главного компонента минерала клинкера – алита.

· Зона охлаждения

Виды коррозии цементного камня и пути ее предотвращения.

Физическая коррозия. Выщелачивание Ca(OH)₂ происходит интенсивно при действии мягких вод, содержащих мало растворенных веществ (вода оборотного водоснабжения, конденсат, дождевая вода, вода горных рек, болотная вода). Для предотвращения ограничивают содержание алита до 50 %. Главным средством борьбы с выщелачиванием Ca(OH)₂ является введение в цемент активных минеральных добавок (диатомит, трепел, ) применение плотного бетона.

Химические коррозии:

· Углекислотная коррозия под действием воды содержащей свободный диоксид углерода, который разрушает CaCO₃

· Общекислотная коррозия - происходит под действием любых кислот, имеющих значение водородного показателя pH< 7

· Магнезиальная коррозия наступает при воздействии на гидроксид кальция магнезиальных солей, которые встречаются в грунтовых водах и морской вод.

· Органические кислоты. Большой агрессивностью уксусная, молочная и винная кислоты. В помещениях животноводческих комплексов, как правило, бывает влажная атмосфера и специфические коррозионные воздействия.

· Коррозия под действием минеральных удобрений

Сульфо – алюминатная коррозия возникает при действии на при действии на гидроалюминат цементного камня морской воды, грунтовых идругих минерализованных вод содержащих сульфатные ионы.

Глиноземистый цемент. Его свойства и характерные особенности.

По минеральному составу и техническим свойствам такой цемент сильно отличается от ПЦ. ГЦ – быстротвердеющее и высокопрочное гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем тонкого измельчения клинкера, содержащего преимущественно низкоосновные алюминаты кальция. Однокальциевый алюминат CaO Al₂O₃ определяет быстрое твердение и другие свойства ГЦ. В небольших количествах в нем также содержатся другие алюминаты кальция CaO 2Al₂O₃ и алюмосиликат кальция – геленит 2 CaO Al₂O₃ SiO₂. Силикаты кальция представлены небольшим количеством белита. Для получения клинкера ГЦ сырьевую смесь, составляют известника CaCO₃ боксита Al₂O₃ nH₂O. ГЦ обладает высокой прочностью если он твердеет при умеренной температуре. Замечательным свойством ГЦ является его необычно быстрое твердение, а сроки схватывания, почти такие же, как и ПЦ. Тепловыделение ГЦ при твердении примерно в 1, 5 раза больше тепловыделения ПЦ. ГЦ применяют в специальных сооружениях, при спешных ремонтах и монтажных работах, для изготовления жаропрочных бетонов и растворов.Кроме того он входит в состав многих расширяющихся цементов.

Характерные особенности шлакопортландцемента и пуццоланового цемента.

Шлакопортландцемент и пуццолановый портландцемент, имеющие сходные физико-механические свойства, получают тонким измельчением портландцементного клинкера с повышенным количеством активных минеральных добавок. Различие этих цементов определяется видом добавки: пуццолановый портландцемент получают тонким измельчением клинкера с природной активной минеральной добавкой, а шлакопортландцемент с доменными гранулированными шлаками. Прочность шлакопортландцемента и пуццоланового портландцемента несколько ниже прочности обыкновенного портландцемента. Активные минеральные добавки состоят, из веществ, легко вступающих в химическое взаимодействие с Са (ОН)₂, при этом образуются гидросиликаты и гидроалюминаты кальция, сходные по составу с продуктами гидратации клинкерных минералов и обладающие клеящей способностью. Замена наиболее дорогой части портландцемента - клинкера - природной добавкой или промышленными отходами - шлаками на 10-12% снижает стоимость цемента, что имеет большое экономическое значение. Портландцементы и шлакопортландцементы обладают повышенной водостойкостью и низким тепловыделением. Они медленно твердеют в начальной период (хотя к 28 сутками прочность их приближается к прочности обыкновенного портландцемента) и имеют несколько меньшую морозостойкость и воздухостойкость.

16. Классификация бетонов. Крупный и мелкий заполнители для бетонов, назначения, требования к качеству.

По плотности

· Особо тяжелый более 2600 кг/м³ заполнители: стальные опилки или зерна железные руды или барит.

· Тяжелый 2100 – 2600 кг/м³, плотные заполнители: кварцевый песок, щебень или гравий из плотных каменных парод.

· Облегченный 1800 – 2000 кг/м³, (кирпичный щебень или крупнопористый).

· Легкий 1200 – 1800 кг/м³, (шлак, пемза, туф).

· Особо легкий менее 1200кг/м³, пенобетон, газобетон.

По виду вяжущих веществ: цементный, цементно – полимерный, силикатный, шлакощелочной и др.

В зависимости от применения: обычный, гидротехнический, для стен зданий, для полов, тротуаров, дорожных и аэродромных покрытий, специального назначения.

Для обычных ЖБК должны иметь заданную прочность, для сооружений на открытом воздухе важна морозостойкость.

Для гидротехнических сооружений: высокая плотность, водонепроницаемость, морозостойкость, прочность, малая усадка, малым выделением теплоты, стойкостью против выщелачивающего действия, стойкость к минерализованных вод.

Для стен отапливаемых зданий: небольшую плотность и теплопроводность, прочность в соответствии с расчетом.

Ко всем бетонам и бетонным смесям: до затвердения бетонные смеси должны легко перемешиваться, транспортироваться и укладываться, не расслаиваться, бетон должен иметь определенную скорость твердения, расход цемента должен быть минемальным.

17. Основной закон прочности бетона формула Баломея – Скрамтаева.

Цемент при твердении химически связывает не более 20-25% воды от своей массы. Фактически же для обеспечения необходимой подвижности бетонной смеси берут 40-80% воды. Вода необходима также для смачивания поверхности песка и крупного заполнителя. Свободная, химически не связанная вода образует в бетоне поры. Чем больше пор, тем ниже будет прочность бетона.

На практике при подборе состава бетона пользуются линейной зависимостью:

R_б= А R_ц (Ц/В b) (формула И.Боломея-Б.Г.Скрамтаева),

где: R_б - прочность бетона, R_ц _-марка (активность) цемента, В/Ц - водоцементное отношение,

где А - коэффициент, учитывающий качество заполнителей (0, 65; 0, 6 и 0, 55), b - постоянный коэффициент (для Ц/В =1, 4-2, 5 b =-0, 5, а для Ц/В =2, 5-3, 3 b =+0, 5). Бетоны с высоким цементно-водным отношением относятся к высокопрочным бетонам.

⇐ Предыдущая 1 23