Разновидности цемента
Цемент - это гидравлическое вяжущее, занимающее в строительстве первостепенное место. Существует много видов цементов - один из них это портландцемент.
Портландцементом (ГОСТ 970-41) называют вяжущее вещество, способное твердеть на воздухе и в воде и изготовляемое совместным тонким измельчением портландцементного клинкера, гипса и различных добавок (не более 15%). Портландцементный клинкер получают путем обжига смеси определенного химического состава, в которую входят известняк и глина. В природе таким составом обладают известковые мергели. Практически исходную сырьевую смесь, как правило, получают, смешивая в определенных пропорциях несколько горных пород. Для этого используются чистые и мергелистые известняки, а также мел, к которым добавляют глину, глинистый мергель, известковую глину.
Сырьевую смесь можно приготовлять сухим способом или более распространенным мокрым способом. Во втором случае измельчение и смешивание исходных материалов производится в присутствии большого количества воды. Цемент благодаря этому получается более однородным, кроме того, улучшаются условия труда, так как нет пыли. Измельченную глину или заменяющие ее породы в специальных бассейнах превращают в жидкий шлам. Из бассейнов шлам подается во вращающуюся мельницу, где происходит размол извести и смешивание ее со шламом. Эта мельница обычно имеет форму трубы (рис. 1), ее внутренняя поверхность облицована броневыми плитами.
Рис. 1. Трубная мельница
1 - стальной цилиндр,
2 - торцовая крышка,
3 - цапфы,
4 - подшипники,
5 и 6 - перегородки с решетками
Измельчение материала производится стальными шарами диаметром 90-100 мм и стальными же цилиндриками диаметром 16-25 мм и длиной, равной полутора диаметрам. Увлекаемые стенками вращающейся мельницы на некоторую высоту, шары и цилиндрики не могут на ней удержаться и падают обратно, дробя и истирая частицы материала. Из мельницы шлам, теперь уже глиноизвестковый, поступает в шламовый бассейн, где непрерывно перемешивается. В этом бассейне производится окончательная корректировка состава шлама. Из бассейна шлам подается во вращающуюся обжиговую печь. Такая печь представляет собой стальной цилиндр диаметром до 4,5 м и длиной до 150-170 м, установленный несколько наклонно к горизонту и при работе печи вращающийся со скоростью 1-2 об/мин. В нижнем конце печи имеются форсунки, через них в печь подается пылевидное или газообразное топливо, при сгорании которого образуется длинный факел пламени. Шлам непрерывно подается в верхнюю часть печи, откуда он постепенно опускается вниз, встречаясь с горячими газами. В начале его пути из шлама, при температуре 100-150°, испаряется вода.
Несколько ниже из него выгорают органические примеси. В средней части печи, при температуре 1000-1100°, происходит декарбонизация известняка, т. е. его распад на окись кальция и углекислый газ. В нижней части печи - зоне обжига, где температура приближается к 1500°, идет процесс соединения известняка с глинистыми веществами - процесс спекания. Готовый клинкер в виде округлых зерен (гранул) размером менее 1 см поступает из печи в холодильник; тепло, которое отдается клинкером, используется на подогрев воздуха, поступающего в печь. Из холодильника клинкер транспортируется в специально предназначенный для него склад, где выдерживается 1-2 недели. В течение этого времени за счет влаги воздуха гасится оставшаяся в клинкере свободная окись кальция и происходит некоторое размягчение клинкера, облегчающее его измельчение. Помол клинкера производится в трубных мельницах; крупные гранулы сначала пропускают через дробилку. При помоле, для регулирования времени схватывания цемента, добавляют до 3% гипса.
Добавка гипса ускоряет также нарастание начальной прочности затвердевшего теста и уменьшает его усадку. Можно добавлять и гранулированный доменный шлак или другие активные вещества, полезно вводить и до 10% инертных (т. е. неактивных) добавок, например, молотого кварца, молотого известняка; последние, не ухудшая качества цемента, увеличивают его выход. Общее количество добавок, как уже упоминалось, не должно превышать 15%. ГОСТ 970-61 допускает еще применение до 1% специальных добавок, облегчающих помол клинкера.
В качестве активных минеральных добавок (ГОСТ 6269-54) применяют тонкоизмельченные горные породы, а также промышленные отходы, способные связываться со свободной известью и придавать ей свойство твердеть в воде. Естественные активные добавки - вулканические пеплы, туфы, трассы, пемза, диатомиты, трепелы, опоки; искусственные активные добавки - топливные золы и шлаки, доменные гранулированные шлаки, обожженные глины и др. Тонкость помола цемента действующими стандартами не устанавливается. Принято, что суммарная поверхность навески цемента в 1 г составляет около 1800 см2; у некоторых цементов она может доходить до 2800 см2.
Бесспорно одно: чем тоньше помол, тем выше активность цемента, его прочность и скорость гидратации. Измельченный в вибромельницах клинкер подается в силосы для выдержки. Длительность выдержки определяется сроком, необходимым для окончательного гашения остатков свободной окиси кальция, Портландцемент считается готовым, когда при испытании покажет равномерное изменение объема и нормальные сроки схватывания.
Чтобы продолжить рассмотрение портландцемента, следует коротко остановиться на явлении твердения цемента. Твердение цемента происходит в результате сложных физико-химических процессов. Упрощенно его можно объяснить следующим образом.
Твердение состоит из двух стадий.
Первая стадия - схватывание.
На этой стадии благодаря действию воды на частицы цемента происходит гидролиз (разложение водой) одних химических соединений и гидратация (соединение с водой) других. Получающиеся при этом вещества находятся в студнеобразном состоянии, образуя так называемый гель. Цементное тесто постепенно густеет, теряет пластичность - оно, как говорят, схватывается. Скорость схватывания портландцемента, как и других цементов, зависит от температуры окружающей среды: с понижением температуры длительность схватывания увеличивается, а с повышением температуры сокращается. Техническими условиями регламентируются начало и конец схватывания применительно к температуре +20°. При этой температуре начало схватывания портландцемента должно наступить не ранее чем через 45 мин., а конец схватывания - не позднее чем через 12 час. после начала затворения.
Вторая стадия - твердение характеризуется переходом геля в камневидное состояние. Этот переход является следствием кристаллизации возникших в цементе химических соединений, а также результатом карбонизации, т. е. соединения цемента с углекислым газом при его твердении на воздухе. На второй стадии прочность затвердевшего теста нарастает. В первые 3-7 дней этот процесс протекает очень быстро; затем увеличение прочности все больше замедляется и через 3 месяца оно становится очень малым. Однако полностью оно не прекращается. Опытами установлено, что нарастание прочности происходит даже через 30 лет (дальше опыты не производились). Твердение цемента можно ускорить добавлением в раствор, где он применяется, хлористого кальция или соляной кислоты (НС1). Хлористого кальция берут в количестве 1,5-3% к весу цемента. Наивыгоднейшее количество определяют опытным путем отдельно для каждого вида цемента. Правильно подобранной добавкой можно увеличить прочность раствора в трехдневном возрасте почти в два раза. Соляную кислоту добавляют в виде 1-2-процентного раствора.
К портландцементу, как и к другим цементам, предъявляется обязательное требование - равномерно изменять свой объем при твердении. Проверяют это кипячением в воде и пропариванием лепешек из цементного теста в возрасте 24 часов. На рис. 2 показана технологическая схема производства цемента.
Рис. 2. Пневмомеханический разгрузчик цемента и схема его установки для рабты
Портландцемент представляет собой тонкий порошок зеленовато-серого цвета, сообщаемого цементу железом и марганцем, входящими в состав клинкера. Удельный вес портландцемента 3,05-3,15. Его объемный вес может изменяться в очень широких пределах (от 900 до 1600 кг/м3) в зависимости от степени уплотнения цемента. В связи с этим технические условия предусматривают дозирование цемента для приготовления растворов и бетонов по весу, а не по объему.
Цемент отгружают потребителям навалом в специальных вагонах или в бумажных мешках из четырех, пяти и даже шести слоев непропитанной бумаги. Упаковка цемента в мешки производится на специальной машине. При транспортировке цемента, особенно в тех случаях, когда он перевозится навалом, все перегрузочные работы должны выполняться механизированным способом. Для производства этих работ наша промышленность выпускает пневматические и пневмомеханические разгрузчики цемента. Пневмомеханический разгрузчик одного из видов показан на рис. 2, схема его установки для работы представлена из рис. 2.
Автотранспортные перевозки цемента осуществляются при помощи специальных машин - цементовозов. Загрузка машин производится через горловины в их верхней части, а выгрузка - сжатым воздухом, поступающим от компрессора, который установлен на цементовозе. Хранят цемент в инвентарных металлических емкостях (бункерах). Цемент при транспортировании и хранении нужно всячески оберегать от воздействия влаги и загрязнения посторонними примесями. Каждую марку и каждый вид цемента хранят в отдельных бункерах. Длительное хранение отрицательно влияет на прочность цемента. Установлено, что после 3-месячного хранения цемент теряет до 20% прочности, после 6-месячного- до 30%, а после года хранения - до 40% прочности.
Портландцемент - один из самых распространенных вяжущих. Применяют его главным образом при возведении бетонных и железобетонных конструкций и сооружений. В отделочных работах, учитывая высокую стоимость этого материала, употребляют низкие марки портландцемента или цементы, приготовленные на его основе.
Портландцементом (ГОСТ 970-41) называют вяжущее вещество, способное твердеть на воздухе и в воде и изготовляемое совместным тонким измельчением портландцементного клинкера, гипса и различных добавок (не более 15%). Портландцементный клинкер получают путем обжига смеси определенного химического состава, в которую входят известняк и глина. В природе таким составом обладают известковые мергели. Практически исходную сырьевую смесь, как правило, получают, смешивая в определенных пропорциях несколько горных пород. Для этого используются чистые и мергелистые известняки, а также мел, к которым добавляют глину, глинистый мергель, известковую глину.
Сырьевую смесь можно приготовлять сухим способом или более распространенным мокрым способом. Во втором случае измельчение и смешивание исходных материалов производится в присутствии большого количества воды. Цемент благодаря этому получается более однородным, кроме того, улучшаются условия труда, так как нет пыли. Измельченную глину или заменяющие ее породы в специальных бассейнах превращают в жидкий шлам. Из бассейнов шлам подается во вращающуюся мельницу, где происходит размол извести и смешивание ее со шламом. Эта мельница обычно имеет форму трубы (рис. 1), ее внутренняя поверхность облицована броневыми плитами.
1 - стальной цилиндр,
2 - торцовая крышка,
3 - цапфы,
4 - подшипники,
5 и 6 - перегородки с решетками
Измельчение материала производится стальными шарами диаметром 90-100 мм и стальными же цилиндриками диаметром 16-25 мм и длиной, равной полутора диаметрам. Увлекаемые стенками вращающейся мельницы на некоторую высоту, шары и цилиндрики не могут на ней удержаться и падают обратно, дробя и истирая частицы материала. Из мельницы шлам, теперь уже глиноизвестковый, поступает в шламовый бассейн, где непрерывно перемешивается. В этом бассейне производится окончательная корректировка состава шлама. Из бассейна шлам подается во вращающуюся обжиговую печь. Такая печь представляет собой стальной цилиндр диаметром до 4,5 м и длиной до 150-170 м, установленный несколько наклонно к горизонту и при работе печи вращающийся со скоростью 1-2 об/мин. В нижнем конце печи имеются форсунки, через них в печь подается пылевидное или газообразное топливо, при сгорании которого образуется длинный факел пламени. Шлам непрерывно подается в верхнюю часть печи, откуда он постепенно опускается вниз, встречаясь с горячими газами. В начале его пути из шлама, при температуре 100-150°, испаряется вода.
Несколько ниже из него выгорают органические примеси. В средней части печи, при температуре 1000-1100°, происходит декарбонизация известняка, т. е. его распад на окись кальция и углекислый газ. В нижней части печи - зоне обжига, где температура приближается к 1500°, идет процесс соединения известняка с глинистыми веществами - процесс спекания. Готовый клинкер в виде округлых зерен (гранул) размером менее 1 см поступает из печи в холодильник; тепло, которое отдается клинкером, используется на подогрев воздуха, поступающего в печь. Из холодильника клинкер транспортируется в специально предназначенный для него склад, где выдерживается 1-2 недели. В течение этого времени за счет влаги воздуха гасится оставшаяся в клинкере свободная окись кальция и происходит некоторое размягчение клинкера, облегчающее его измельчение. Помол клинкера производится в трубных мельницах; крупные гранулы сначала пропускают через дробилку. При помоле, для регулирования времени схватывания цемента, добавляют до 3% гипса.
Добавка гипса ускоряет также нарастание начальной прочности затвердевшего теста и уменьшает его усадку. Можно добавлять и гранулированный доменный шлак или другие активные вещества, полезно вводить и до 10% инертных (т. е. неактивных) добавок, например, молотого кварца, молотого известняка; последние, не ухудшая качества цемента, увеличивают его выход. Общее количество добавок, как уже упоминалось, не должно превышать 15%. ГОСТ 970-61 допускает еще применение до 1% специальных добавок, облегчающих помол клинкера.
В качестве активных минеральных добавок (ГОСТ 6269-54) применяют тонкоизмельченные горные породы, а также промышленные отходы, способные связываться со свободной известью и придавать ей свойство твердеть в воде. Естественные активные добавки - вулканические пеплы, туфы, трассы, пемза, диатомиты, трепелы, опоки; искусственные активные добавки - топливные золы и шлаки, доменные гранулированные шлаки, обожженные глины и др. Тонкость помола цемента действующими стандартами не устанавливается. Принято, что суммарная поверхность навески цемента в 1 г составляет около 1800 см2; у некоторых цементов она может доходить до 2800 см2.
Бесспорно одно: чем тоньше помол, тем выше активность цемента, его прочность и скорость гидратации. Измельченный в вибромельницах клинкер подается в силосы для выдержки. Длительность выдержки определяется сроком, необходимым для окончательного гашения остатков свободной окиси кальция, Портландцемент считается готовым, когда при испытании покажет равномерное изменение объема и нормальные сроки схватывания.
Чтобы продолжить рассмотрение портландцемента, следует коротко остановиться на явлении твердения цемента. Твердение цемента происходит в результате сложных физико-химических процессов. Упрощенно его можно объяснить следующим образом.
Твердение состоит из двух стадий.
Первая стадия - схватывание.
На этой стадии благодаря действию воды на частицы цемента происходит гидролиз (разложение водой) одних химических соединений и гидратация (соединение с водой) других. Получающиеся при этом вещества находятся в студнеобразном состоянии, образуя так называемый гель. Цементное тесто постепенно густеет, теряет пластичность - оно, как говорят, схватывается. Скорость схватывания портландцемента, как и других цементов, зависит от температуры окружающей среды: с понижением температуры длительность схватывания увеличивается, а с повышением температуры сокращается. Техническими условиями регламентируются начало и конец схватывания применительно к температуре +20°. При этой температуре начало схватывания портландцемента должно наступить не ранее чем через 45 мин., а конец схватывания - не позднее чем через 12 час. после начала затворения.
Вторая стадия - твердение характеризуется переходом геля в камневидное состояние. Этот переход является следствием кристаллизации возникших в цементе химических соединений, а также результатом карбонизации, т. е. соединения цемента с углекислым газом при его твердении на воздухе. На второй стадии прочность затвердевшего теста нарастает. В первые 3-7 дней этот процесс протекает очень быстро; затем увеличение прочности все больше замедляется и через 3 месяца оно становится очень малым. Однако полностью оно не прекращается. Опытами установлено, что нарастание прочности происходит даже через 30 лет (дальше опыты не производились). Твердение цемента можно ускорить добавлением в раствор, где он применяется, хлористого кальция или соляной кислоты (НС1). Хлористого кальция берут в количестве 1,5-3% к весу цемента. Наивыгоднейшее количество определяют опытным путем отдельно для каждого вида цемента. Правильно подобранной добавкой можно увеличить прочность раствора в трехдневном возрасте почти в два раза. Соляную кислоту добавляют в виде 1-2-процентного раствора.
К портландцементу, как и к другим цементам, предъявляется обязательное требование - равномерно изменять свой объем при твердении. Проверяют это кипячением в воде и пропариванием лепешек из цементного теста в возрасте 24 часов. На рис. 2 показана технологическая схема производства цемента.
Рис. 2. Пневмомеханический разгрузчик цемента и схема его установки для рабты
Портландцемент представляет собой тонкий порошок зеленовато-серого цвета, сообщаемого цементу железом и марганцем, входящими в состав клинкера. Удельный вес портландцемента 3,05-3,15. Его объемный вес может изменяться в очень широких пределах (от 900 до 1600 кг/м3) в зависимости от степени уплотнения цемента. В связи с этим технические условия предусматривают дозирование цемента для приготовления растворов и бетонов по весу, а не по объему.
Цемент отгружают потребителям навалом в специальных вагонах или в бумажных мешках из четырех, пяти и даже шести слоев непропитанной бумаги. Упаковка цемента в мешки производится на специальной машине. При транспортировке цемента, особенно в тех случаях, когда он перевозится навалом, все перегрузочные работы должны выполняться механизированным способом. Для производства этих работ наша промышленность выпускает пневматические и пневмомеханические разгрузчики цемента. Пневмомеханический разгрузчик одного из видов показан на рис. 2, схема его установки для работы представлена из рис. 2.
Автотранспортные перевозки цемента осуществляются при помощи специальных машин - цементовозов. Загрузка машин производится через горловины в их верхней части, а выгрузка - сжатым воздухом, поступающим от компрессора, который установлен на цементовозе. Хранят цемент в инвентарных металлических емкостях (бункерах). Цемент при транспортировании и хранении нужно всячески оберегать от воздействия влаги и загрязнения посторонними примесями. Каждую марку и каждый вид цемента хранят в отдельных бункерах. Длительное хранение отрицательно влияет на прочность цемента. Установлено, что после 3-месячного хранения цемент теряет до 20% прочности, после 6-месячного- до 30%, а после года хранения - до 40% прочности.
Портландцемент - один из самых распространенных вяжущих. Применяют его главным образом при возведении бетонных и железобетонных конструкций и сооружений. В отделочных работах, учитывая высокую стоимость этого материала, употребляют низкие марки портландцемента или цементы, приготовленные на его основе.
SheffSheff5 
350241619
Reply to this post
Отправить комментарий