Отличительные особенности портландцемента

Что такое глиноземистый цемент, его состав, свойства, особенности и применение

Что такое глиноземистый цемент и каковы его характеристики? Глиноземистый цемент — быстротвердеющее и высокопрочное гидравлическое вяжущее вещество. Получается путем измельчения клинкера или сплава, изготавливаемого путем расплавления (реже обжигом до спекания) сырьевой смеси (бокситов и известняков) надлежащего состава. В готовом продукте преобладают низко-основные алюминаты кальция.

Нельзя смешивать глиноземистый цемент с другими цементами и известью. Он разрушается при взаимодействии даже со слабыми растворами щелочей. Одно из основных условий нормального твердения этого цемента и длительного сохранения его прочности — пониженная (ниже 25 °С) положительна температура раствора (бетона) в период твердения и при эксплуатации. В противном случае он теряет до 50% прочности. Из-за особенностей глиноземистого цемента применение этого вяжущего вещества в условиях жаркого климата исключено. По этой же причине изделия из него нельзя пропаривать.

Прочность сопротивления сжатию и растяжению глиноземистого цементного камня нарастает с большой скоростью и уже через сутки достигает 50% проектной прочности. Он используется для получения кислотостойких растворов расширяющихся и безусадочных цементов. Кислотоупорный кварцевый кремнефтористый цемент получается путем совместного помола кварцевого песка и кремнефтористого натрия. Кислотоупорный цемент затворяется водным раствором натриевого жидкого стекла. Цементный камень может быть устойчив к действию некоторых минеральных и органических кислот, но при взаимодействии с водой он теряет прочность. В едких щелочах он полностью разрушается.

Благодаря своему составу и свойствам, основное применение глиноземистого цемента – это изготовление кислотостойких бетонов (растворов). Для такого цемента используются заполнители из кислотостойких пород: гранит, андезит, бештаунит. Свежеуложенная в конструкцию кислотоупорная бетонная (растворная) смесь в период твердения обрабатывается минеральной кислотой (откисловывается), например соляной. При этом бетонная (растворная) смесь уплотняется за счет выделения новых количеств геля кремниевой кислоты и обезвоживания дигидрата Si(OH)4 концентрированной кислотой. Гель кремниевой кислоты переходит в твердый опаловидный кремнезем Si02-H20. Прочность при сжатии обработанного концентрированной кислотой кислотоупорного бетона достигает 50-60 МПа.

При применении глиноземистого цемента содержание окиси кремния не должно быть в процентном отношении менее 92%, кислотостойкость — не ниже 93%.

Базовые свойства портландцемента. Цена

Среди прочих немаловажных характеристик, которыми наделен портландцемент, цена которого за мешок варьируется в пределах 210-250 рублей в зависимости от состава и марки, можно выделить:

1. период, за который сырье схватывается;
2. плотность;
3. тепловыведение;
4. тонкость помола;
5. водоотделение и водопотребность;
6. морозоустойчивость;
7. степень сцепления с арматурой.

таблица 2 ГОСТа 10178-85 Портландцемент и шлакопортландцемент

таблица 3 ГОСТа 10178-85 Портландцемент и шлакопортландцемент

Период схватывания фиксируется с помощью испытаний и тестирований. Согласно положениям ГОСТа 10178 портландцемент, выпущенный из качественных ингредиентов в нужном пропорциональном соотношении, схватывается всего за 40 минут после смешивания с водой. Слишком стремительный процесс может привести к тому, что Вы просто не успеете использовать сырье до момента затвердения. В тоже время чрезмерно медленное схватывание также неблагоприятно, ведь может увеличить период возведения объекта.

Уровень равномерности изменения объема портландцемен¬та проверяется также посредством тестирования образцов при взаимодействии их с кипящей жидкостью.

Водопотребность. Жидкость выступает в роли важнейшего катализатора всей совокупности химических процессов при затвердении материала, наделяет его подвижностью и пластичностью. Чтобы изготовить цемент отличного качества и нормальной густоты Вам потребуется примерно 25% жидкости. Для снижения водопотребности достаточно воспользоваться сульфитно-дрожжевой бражкой, некоторыми пластификаторами, которые могут незначительно повышать цену портландцемента.

Степень водоотделения устанавливается в момент отжима воды в готовом растворе под воздействием силы тяжести его частиц. Что снизить этот показатель нужно воспользоваться активными минеральными добавками.

Морозостойкость характеризуется способностью сопротивляться поочередному замораживанию, а затем и оттаиванию в водной среде. Исходя из законов физики, замерзшая вода превышает свой обычный объем на 10%, что создает дополнительное давление и безжалостно разрушает структуру бетона. Для повышения показателя морозостойкости традиционно применяют воздухововлекающие вещества, среди которых абиетат натрия, смыленный древесный пек и прочие.

Тепловыделение. Портландцемент, изготовленный с учетом всех требований ГОСТа, в период затвердения выделяет тепло. Если выделение тепла происходит слишком стремительно, то использовать подобный стеновой материал не следует

Чтобы оптимизировать степень выделения тепла нужно особое внимание уделить минералогическому составу, использовать дополнительные активные минеральные ингредиенты и добавки, объем которых оказывает влияние не только на качественные показатели готового портландцемента, но и на его цену

Коррозионная устойчивость определяется плотностью сырья и его минералогическим составом. Чтобы повысить этот показатель следует увеличить пористость бетона и тонкость помола.

Воздействие на окружающую среду [ править ]

Производство портландцемента может оказывать воздействие на окружающую среду на всех этапах производственного процесса. К ним относятся выбросы загрязняющих веществ в атмосферу в виде пыли; газы; шум и вибрация при работе техники и при проведении взрывных работ на карьерах; расход большого количества топлива при производстве; выброс CO ₂ из сырья во время производства и нанесение ущерба сельской местности в результате разработки карьеров. Широко используется оборудование для снижения выбросов пыли при разработке карьеров и производстве цемента, а оборудование для улавливания и отделения выхлопных газов находит все более широкое применение. Охрана окружающей среды также включает повторную интеграцию карьеров в сельскую местность после того, как они были закрыты, путем их возвращения в природу или рекультивации.

Эпидемиологические Примечания и отчеты Диоксид серы Воздействие на портландцементе растениях , из Центров по контролю и профилактике заболеваний , состояния:

Независимые исследовательские усилия AEA Technology по выявлению критических проблем для цементной промышленности на сегодняшний день пришли к выводу, что наиболее важными проблемами окружающей среды, здоровья и безопасности, с которыми сталкивается цементная промышленность, являются выбросы в атмосферу (включая выбросы парниковых газов, диоксинов, NO _x , SO ₂ и твердые частицы). ), несчастные случаи и воздействие пыли на рабочих.

CO _2, связанный с производством портландцемента, поступает в основном из четырех источников:

В целом, с помощью атомной или гидроэнергетики и эффективного производства, образование CO ₂ можно снизить до 0,7 кг на кг цемента, но может быть вдвое выше [ требуется пояснение ] . Направление инноваций на будущее заключается в сокращении источников 1 и 2 за счет изменения химического состава цемента, использования отходов и внедрения более эффективных процессов [ цитата необходима ] . Хотя производство цемента, несомненно, является очень большим источником выбросов CO ₂ , бетон (из которых цемент составляет около 15%) в этом отношении весьма выгодно отличается от других строительных систем. [ необходима цитата ]

Виды

Портландцемент бывает чистым и с добавками. Вяжущее без добавок не включает в состав минеральных веществ, только гипс. Такой материал используют в монтаже подземных/наземных и подводных монолитных объектов, сборных бетонных/железобетонных конструкций, эксплуатируемых при отсутствии явно выраженной агрессивной среды.

Минеральные добавки способны значительно улучшить определенные свойства материала, который может применяться в воде, агрессивных условиях. Самые популярные добавки: активные минеральные вещества, доменный шлак. Они улучшают стойкость к коррозии, воде, морозу, химии и т.д.

Виды портландцемента по добавкам (из чего сделано вяжущее):

• Нормально твердеющий – без добавок.
• Быстросохнущий – твердеет в течение 3 суток после заливки за счет вхождения в состав миндобавок и шлака. Помол смеси должен быть минимальным, есть марки М400 и М500. Благодаря применению вещества можно ускорить выполнение работ, актуально для быстровозводимых и ЖБ объектов.
• Пластифицированный – в составе есть специальные добавки для уменьшения водопоглощения, повышения подвижности и термостойкости. Пластификаторы вводятся в порошок на этапе помола, они обволакивают частицы цемента, не позволяя им склеиваться. Состав получается комфортным в работе, актуален для работы со сложными архитектурными конструкциями.
• Гидрофобный – не впитывает влагу, быстро схватывается благодаря наличию в составе асидолов, мылонафт. Используется в условиях повышенной влажности, на объектах с риском подтопления.
• Портландцемент тампонажный – защищает скважины от грунтовых вод, актуален в газовой/нефтяной сферах, так как не боится температуры и давления, держит конструкцию даже в начале застывания. Есть тампонажный облегченный состав, содержащий соответствующие добавки.

• Расширяющийся – увеличивается в объеме при замесе. Используется при заполнении трещин и швов, в разного типа ремонтных работах.
• Портландцемент со шлаком – с добавлением доменных шлаков, повышающих объем частиц металла в составе и делающих застывший камень стойким к огню. Так получают жаропрочный бетон, который используется при создании объектов под водой, землей, на значительной высоте. А вот морозостойкость у состава невысокая.
• Сульфатостойкий – не боится сульфатных вод, провоцирующих коррозию. Чаще всего данный тип цемента также обладает стойкостью к морозу и выполняется в марках М300-М500.
• Белый портландцемент – используется в декоративных целях при проведении архитектурных и отделочных работ, часто окрашивается разными пигментами. Белый цемент производитель получает за счет использования белых глин, чистых известняков, а также охлаждения клинкера водой.
• Шлакощелочной цемент – демонстрирует еще более высокие показатели и свойства в сравнении с обычным портландцементом. Стоек к агрессивным воздействиям, средам, температурным перепадам, жаре и морозу, влаге. Такие характеристики удается получить благодаря введению в состав щелочи и молотого шлака, реже – глины.
• Цветной – актуален для декоративных работ, получают путем добавления к белому портландцементу пигментов (охра, железный сурик, оксид хрома и т.д.).
• Магнезиальный – производится на базе нагрева оксидов магния до высокой температуры и добавления водного раствора хлорида магния 30%. Технология создания и компоненты делают цемент прочным и хорошо поддающимся отделке (полировка, противодействие микроорганизмам и т.д.). Часто применяют для отделки, выполнения сложных конструкций.

• Пуццолановый портландцемент – создают из цветного цемента, гипса, добавок осадочного либо вулканического происхождения. Раствор стоек к воде, застывает даже под водой, поэтому применяется в сооружении гидротехнических конструкций, для облицовки разного типа резервуаров, поверхностей, пребывающих в контакте с хлорированной либо морской водой. Застывший камень получается прочным, стойким к воде и химикатам, не дающим высолов.
• Глиноземистый – прочный, быстро твердеющий цемент на базе клинкера и известняков в расплавленном виде. В порошке содержится много алюминатов кальция (низкоосновных). Застывает при +25С и ниже, иначе теряет половину прочности. Материал с другими видами цемента и добавками смешивать запрещено. Обычно порошок используют для создания стойких к кислоте растворов, заполнения гранита, бештаунита и иных кислостойких пород. Схватывается такая смесь в течение 8 суток.

Цемент общестроительный по ГОСТ – применяемые материалы

Для изготовления смеси, соответствующей требованиям стандарта, используют следующие материалы:

• портландцементный клинкер. Он является главным компонентом. Изготавливается путем высокотемпературного обжига глины и известняка. Представляет собой гранулы размером 1–6 см. После нагрева до температуры 1500 градусов Цельсия клинкер измельчается до пылеобразной фракции и обжигается. Концентрация силикатов в клинкере не должна превышать 67%, а магниевого оксида – 5% от общей массы;
• минеральные компоненты. Они вводятся для обеспечения специальных свойств, позволяющих расширить область использования и усилить характеристики. Применяются шлаки в гранулированном виде, зола, сланцы, известняк и пуццолановые добавки. Концентрация кальциевого карбоната, оксида кальция, а также других химических веществ в минеральных добавках регламентирована положениями действующего стандарта;

Сам порошок имеет серо-зеленый цвет. При добавлении жидкости он твердеет и прочнеет

вспомогательные ингредиенты и добавки с содержанием кальциевого сульфата. Ведение ингредиентов не должно изменять влагопоглощение и отрицательно влиять на срок эксплуатации бетона. Содержащийся в специальных добавках сульфат кальция позволяет регулировать продолжительность схватывания. Для этого в смесь добавляется гипс или измельченный гипсовый камень.

Наряду с указанными ингредиентами, нормативный документ допускает введение специальных технологических добавок на основе материалов органического и неорганического происхождения. Количество вводимых добавок должно составлять одну сотую часть от общей массы.

Что такое портландцемент и шлакопортландцемент, для чего их используют

Что такое портландцемент, и чем он отличается от шлакопортландцемента? Портландцемент — это гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе, получаемое при совместном тонком измельчении клинкера и необходимого количества гипса, добавляемого для регулирования сроков схватывания.

Портландцемент используют для закладки фундамента, приготовления штукатурных растворов.

Для получения портландцемента такие технологические операции, как изготовление сырьевой смеси; превращение ее путем обжига до спекания в клинкер и помол последнего в тонкий порошок, являются основными.

Химический состав клинкера портландцемента определяется по содержанию важнейших окислов, которые должны находиться в следующих пределах.

Этому условию отвечают природные мергели, а также смеси известняка с глиной в соотношении 3:1 (по массе). Можно заменить известняк мелом.

Трехкальциевый силикат (алит) в реакции с водой химически активен. Он способен быстро твердеть, имея при этом высокую прочность.

Двухкалъциевый силикат (белит) менее активен, твердеет медленнее, и продукт твердения обладает невысокой прочностью.

Трехкальциевый алюминат — химически активный минерал. Он быстро твердеет, но продукт твердения обладает низкой прочностью.

Промежуточное положение по активности в реакции с водой, по скорости твердения и прочности между трехкальциевым и двухкальциевым силикатами занимает четырехкальциевый алюмоферрит.

Процесс взаимодействия цементного порошка с водой сопровождается выделением тепла. Количество теплоты зависит от скорости гидратации и минералогического состава цемента. Тонкость помола, сроки и условия хранения оказывают на этот показатель меньшее влияние.

Изготовленные из портландцемента образцы при кипячении в воде должны равномерно изменять объем, поэтому количество ангидрида серной кислоты SO3 в портландцементе и его разновидностях должно быть не менее 1,5 и не более 3,5%, а содержание окиси магния MgO в исходном клинкере — не более 5%. Портландцемент с минеральными добавками может содержать до 20% гранулированного шлака, или до 10% активных добавок осадочного происхождения (кроме глиежей), или до 15% прочих активных добавок, включая глиежи.

А что такое шлакопортландцемент и где он применяется? Это гидравлическое вяжущее вещество изготовляется путем совместного помола портландцементного клинкера, доменного гранулированного шлака (21-60%) и необходимого количества гипса. Быстротвердеющий шлакопортландцемент — основная разновидность этого цемента. Основное отличие шлакопортландцемента от портландцемента – более медленная скорость схватывания и твердения. Применяется там же, где и портландцемент.

Особенности и изготовление

— Доктор, мой ребенок наелся песка, и я дала ему немного воды. Что мне теперь делать? — Следите, чтобы он не подходил к цементу!

Полезная информация:

• Артезианская скважина: что это такое, плюсы и минусы
• Биоциды — что это такое и инструкция по применению
• Что такое ондулин?
• Арболитовые блоки: что это такое
• Что такое ЛПХ (личное подсобное хозяйство)
• Лего-кирпич: что это такое, характеристики

Примерно так выглядит создание песчано-цементной смеси. Интересно, а кто-то пробовал так делать? Любопытно, это работает внутри человека? Кажется, ничего не получится, мы внутри очень кислотные. Хотя… Нет, только пожалуйста не пробуйте повторить. Это всего лишь анекдот.

Так вот, портландцемент – это вяжущее вещество, которое связывает воедино все, что попадает в его объятия. Его имя должно вызывать прямые ассоциации с прочными монолитными конструкциями. Дальше, между делом, расскажу, как работает внутренняя химия при сотворении рукотворного камня.

Хочу увидеть всё!

Хочу увидеть всё!

Что касается состава строительного порошка. В него входят натуральные неорганические вещества, запеченные при высоких температурах:

• глина;
• известняк;
• мел;
• кремнезем;
• глинозем.

Минеральные зерна, которые состоят из перечисленных веществ, называют клинкером. Их перемалывают вместе с гипсом, получая гидравлический цемент.

Чтобы что-то продать, нужно сначала что-то купить. А чтобы что-то сделать, нужно сначала что-то добыть. Так и здесь. Главным этапом производства портландцемента является добыча правильных ископаемых. Известняк с характерным желто-зеленым цветом добывают открытым способом. Самые нижние его слои расположены на глубине 10 м. Добытый материал перевозят к месту производства. После первичного дробления приступают к его обработке.

Теперь самое интересное. Записывайте (вдруг пригодится). Процесс изготовления портландцемента такой:

1. Сначала минералы перемалывают в порошок.
2. Затем полученную смесь тщательно пропекают при температуре 1400 градусов Цельсия. Домашняя печка, как у Аспдина уже не поможет. Нужен специальный вращающийся тепловой агрегат с барабаном. После обжига получаются минеральные гранулы.
3. Полученный клинкер снова измельчают. Порошок перемешивают в нужной пропорции с гипсом, вносят добавки.

С первого взгляда процесс не такой сложный. Но пытливый ум человека не ищет легких путей. Было изобретено 3 варианта обжига горных минералов. Каждый создан с целью получить бетон с определенными свойствами.

• Мокрый тип обработки. Перемалывание минералов происходит в воде. Затем влажную смесь отправляют в печь. На выходе получаются минеральные шарики (клинкер) которые снова перемалывают и смешивают с гипсом.
• Сухой способ производства. Минеральные составляющие измельчаются и обжигаются в сухом виде. Этот тип производства считается более экономичным, потому что тратится меньше электричества. При мокром варианте в печах расходуется много электроэнергии на испарение воды.
• Смешанный (комбинированный) вариант. Используют мокрый и сухой способ. Сырье немного увлажняют, запекают, а затем смешивают компоненты уже в сухом виде.

Таким способом получают знакомый нашему глазу порошковый состав. Но часто портландцемент обогащают полезными добавками, чтобы улучшить его качества. По их наличию портландцемент делят на марки. Изготовленный продукт проходит контроль качества и получает сертификат.

Несколько важных моментов

Нельзя не отметить, что существуют специальные добавки для производства цемента. Как правило, они имеют минеральную (гидравлическую) основу и могут быть как искусственными, так и природными. Если говорить о добавках природного происхождения, то это различные осадочные горные, а также вулканические породы.

Что же касается искусственных, то это разнообразные отходы промышленности, такие как шлаки, топливные золы и т. п. Что же касается результатов, которые получаются вследствие включения специальных добавок, то это пониженная себестоимость, а также приобретение цементом различных гидравлических свойств: высокая скорость затвердевания, сульфатостойкость и т. п. Всё это делает возможным использование вяжущего вещества в любых условиях, например, при низких или чрезмерно высоких температурах.

Внешние ссылки [ править ]

• Мировое производство гидравлического цемента по странам
• Alpha The Guaranteed Portland Cement Company: торговая литература 1917 года из библиотек Смитсоновского института
• Инициатива устойчивого развития цемента
• Альтернатива цементу при растрескивании
• на крупнейшую в мире концентрацию мощностей по производству цемента, провинцию Сарабури , Таиланд , на
• Фонтан, Генри (30 марта 2009 г.). «Бетон смешивается с окружающей средой в сознании» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 30 марта 2009 года .
• CDC — Карманный справочник NIOSH по химической опасности

Состав и производство

Для производства цемента клинкер, состоящий из глины и известняка в определенных пропорциях, измельчается и перемешивается с различными добавками, которые обеспечивают необходимые свойства и сферу применения:

• гипс обеспечивает расширение раствора, делает материал пластичным;
• доменные или электротермофосфорные шлаки используются как утяжеляющие минеральные примеси;
• пластификаторы обеспечивают необходимые показатели прочности, влагонепроницаемости, морозостойкости.

В зависимости от вида цемента состав может отличаться, а вот технология производства во всех случаях практически одинакова.

Отличия портландцемента и шлакопортландцемента

Мелкодисперсная структура и наличие в составе клинкера делает их похожими. Однако все же есть ряд отличий.

1. Состав. Портланд — это смесь глины и клинкера, а Шлако — еще и шлаки, что обеспечивает специфические свойства.
2. Затвердение. Набор прочности у портландцемента протекает значительно быстрее. При отвердении шлакопортландцемента выделяется меньше тепла.
3. Масса. Удельный вес и объемная масса портландцемента выше.

Цемент с добавлением шлаков имеет высокую влагостойкость и стойкость к воздействию сульфатам, но меньшую морозостойкость, по сравнению с портландцементом. В целом, эти 2 материала нередко называют родственными, и в ряде случаев они способны заменить друг друга.

Анализ качества цемента М400 согласно ГОСТ 31108 2003

Смесь М400 достаточно популярна. Для оценки качества проводятся специальные испытания, во время которых проверяются следующие параметры:

• способность материала воспринимать сжимающие нагрузки;
• продолжительность схватывания;
• равномерность расширения твердеющего массива;
• содержание химических веществ.

Цифровой индекс в маркировке соответствует воспринимаемой нагрузке, при которой материал сохраняет целостность. Состав М400 после твердения может воспринимать усилие, составляющее 40 МПа. Схватывание начинается через 1,5 часа и заканчивается через 2–2,5 часа. Указанные показатели контролируются в каждой партии.