Вся электронная библиотека >>>

Содержание книги >>>

 

Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Строительные материалы


Книги по строительству и ремонту

 

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

Разновидности портландцемента

 

 

Для более полного удовлетворения специфических требований отдельных видов строительства промышленность выпускает особые виды портландцемента.

При получении портландцементов с заданными специальными свойствами используют следующие основные пути: 1) регулирование минерального состава и структуры цементного клинкера, оказывающих решающее влияние на строительно-технические свойства цемента; 2) регулирование тонкости помола и зернового состава цемента, влияющих на скорость твердения, прочность, тепловыделение и другие важнейшие свойства вяжущего; 3) изменение вещественного состава портландцемента введением в него активных минеральных и органических добавок, позволяющих направленно изменять свойства вяжущего, экономить клинкер и расход цемента в бетоне.

 Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) отличается от обычного более интенсивным набором прочности в первые 3 сут. В соответствии с требованиями   ГОСТ 10178—85 БТЦ М400 должен иметь через 3 сут твердения в нормальных условиях предел прочности при сжатии не менее 24,5 МПа, а БТЦ М500 — не менее 27,5 МПа. В дальнейшем рост прочности замедляется ,и к 28 сут прочность БТЦ такая же, как обычного портландцемента М400 и 500.

Быстрое твердение БТЦ достигается повышенным содержанием в клинкере активных минералов (содержание C3S+C3A составляет 60...65%) и более тонкого помола цемента  (удельная поверхность 3500...4000 см2/г).

При помоле БТЦ допускается введение активных минеральных добавок осадочного происхождения (не более 10 %) или доменных гранулированных шлаков (до 20 % от массы цемента).

 Разновидностью быстротвердеющего цемента является особо быстротвердеющий портландцемент (ОБТЦ), который характеризуется не только большой скоростью твердения в начальный период, но и высокой маркой (М600...700). Его изготовляют тонким измельчением клинкера, содержащего C3S 65...68% и СзА не более 8 %, совместно с добавкой гипса, до удельной поверхности 4000...4500 см2/г и более. Введение минеральных добавок не допускается.

 Разработан также сверхбыстротвердеющий цемент (СБТЦ) специального минерального состава, который обеспечивает интенсивное нарастание прочности уже в первые сутки его твердения (через 6 ч — 10 МПа).

Интенсивность роста прочности бетона на быстротвердеющих цементах возрастает в условиях тепловлажностной обработки изделий при температуре 70...80°С. При этом через 4...6 ч удается получить изделия с прочностью, соответствующей 70...80 % 28-суточной.

 

 

Быстротвердеющие портландцементы целесообразно применять при массовом производстве сборных железобетонных изделий, а также при зимних бетонных работах. Их применение дает возможность сократить расход цемента, длительность тепловлажностной обработки или даже отказаться от нее, тем самым увеличить оборот форм и сэкономить металл. Нельзя применять такие цементы для бетонов массивных конструкций и подвергающихся сульфоалюминатной коррозии.

 Сульфатостойкий портландцемент (СПЦ) отличается от обычного портландцемента не только более высокой стойкостью к сульфатной коррозии, но и пониженной экзотермией при твердении и повышенной морозостойкостью. Клинкер для изготовления СПЦ должен содержать не более 50 % QS, не выше 5 % С3А и не более 22 % C3A+C4AF. Сульфатостойкий портландцемент выпускают М400. Его целесообразно применять в тех случаях, когда одновременно требуется высокая стойкость против воздействия сульфатных вод и попеременного замораживания и оттаивания, высыхания и увлажнения в пресной или слабоминерализованной воде.

 Белый и цветные портландцементы — это декоративные вяжущие материалы, использование которых в строительстве позволяет улучшить эстетический вид зданий и сооружений при меньших затратах, чем с другими отделочными материалами.

Белый портландцемент получают путем измельчения белого клинкера совместно с добавками гипса и белого диатомита (до 6 %). Чтобы получить белый клинкер, необходимо для приготовления сырьевой смеси применять карбонатные породы и глины с ничтожно малым содержанием оксидов железа (до 0,4...0,5 %) и марганца (до 0,005...0,15 %). Для повышения белизны клинкера его подвергают отбеливанию, сущность которого заключается в восстановлении присутствующего в клинкере Fe2C>3 до Fe3O4, обладающей малой красящей способностью.

Основным показателем качества белого цемента как декоративного материала является степень его белизны. По степени белизны белый портландцемент разделяют на три сорта (первый, второй и третий), а по прочности при сжатии — на М400 и 500.

Цветные цементы изготовляют путем совместного помола белого клинкера и свето- и щелочестойких пигментов или непосредственно из цветного цементного клинкера. Цветные клинкеры, по предложению П. И. Боже-нова, получают, вводя в сырьевые смеси небольшое количество (0,05... 1 %) оксидов некоторых металлов (кобальта— коричневый цвет, хрома — желто-зеленый, марганца — голубой и бархатно-черный и др.).

 Портландцементы с органическими поверхностно-активными добавками получают путем совместного помола портландцементного клинкера, гипса и небольшого количества (0,1...0,3 % от массы цемента) добавок поверхностно-активных веществ (ПАВ). В соответствии с ГОСТ 10178—85 допускается по согласованию с потребителем выпускать не только портландцемент, но все цементы с поверхностно-активными добавками, не выделяя их в особый класс. Основное назначение добавок   ПАВ (см. гл. б) сводится к повышению пластичности цементного теста, растворных и бетонных смесей при том же содержании в них воды, либо к снижению водопотребно-сти смеси и расхода цемента при сохранении заданной подвижности и проектной прочности бетона. Вместе с тем ПАВ оказывают положительное влияние на формирование структуры цементного камня и способствуют повышению морозостойкости, водонепроницаемости и других свойств бетона, а также повышают производительность мельниц (на 10...15 %) при одновременном снижении расхода электроэнергии.

Поверхностно-активные вещества в зависимости от их влияния на свойства цементов и цементного камня подразделяют на гидрофильно-пластифицирующие, повышающие смачиваемость цементного порошка . водой, и гидрофобно-пластифицирующие, понижающие смачиваемость. В соответствии с этим портландцемента с гидрофильными добавками называют пластифицированными, а с гидрофобными добавками — гидрофобными.

 Пластифицированный портландцемент получают при помоле клинкера с добавкой гидрофильно-пластифицирующих веществ (0,15...0,25 % массы цемента). В качестве такой добавки используют лигносульфонат технический (ЛСТ), который получают, как отход при сульфитной варке целлюлозы. ЛСТ состоит в основном из лигносульфонатов кальция.

Адсорбируясь на поверхности зерен цемента, лигносульфонат кальция улучшает их смачивание водой. Образующиеся адсорбционно-гидратные слои воды обеспечивают гидродинамическую смазку зерен, уменьшая трение между ними, и одновременно препятствуют их слипанию в хлопья (флокулы), благодаря чему повышается пластичность цементного теста, а следовательно, и бетонной смеси и их устойчивость к расслоению. Другие свойства пластифицированного портландцемента (сроки схватывания, скорость твердения, прочность) примерно те же, что и у обычных портландцементов. Применение пластифицированного портландцемента дает возможность снизить трудоемкость укладки бетонной смеси, уменьшить расход цемента или (при том же расходе цемента и равной подвижности смеси) снизить водоцементное отношение и тем самым увеличить плотность, прочность, морозостойкость и водонепроницаемость бетона. Этот цемент широко используют в дорожном, аэродромном и гидротехническом строительстве.

 Гидрофобный портландцемент, предложенный М. И. Хигеровичем и Б. Г. Скрамтаевьш, получают, вводя при помоле клинкера 0,1,..0,3 % мылонафта, асидола, окисленного петролатума, синтетических жирных кислот, их кубовых остатков и других гидрофобизирующих поверхностно-активных добавок.

Молекулы гидрофобизирующих веществ имеют асимметрично-полярное строение и состоят из полярной группы (например, СООН или COONa) и неполярной (углеводородного радикала). Эти молекулы в процессе помола адсорбируются на поверхности цементных зерен, ориентируясь полярной группой к поверхности цементного зерна, а углеводородным радикалом наружу, придавая цементу гидрофобные (водоотталкивающие) свойства. Поэтому гидрофобный цемент в отличие от обычного портландцемента при длительном хранении даже в очень влажных условиях не комкуется и сохраняет активность. Адсорбированные на поверхности цементных зерен весьма тонкие (практически в одну молекулу) гидрофобные пленки в процессе перемешивания смесей легко снимаются и не препятствуют нормальному течению процессов твердения цемента. Оставаясь в смеси, гндрофобизиру-ющие вещества адсорбируются на поверхности новообразований, оказывая смазывающее действие и уменьшая трение между частицами смеси, вследствие чего повышаются ее пластичность и однородность. В затвердевшем цементном камне эти вещества располагаются на поверхности пор и капилляров камня и способствуют уменьшению водопоглощения и капиллярного подсоса. Благодаря указанным свойствам бетоны и растворы на гидрофобном цементе имеют более высокую водо- и морозостойкость и водонепроницаемость, чем бетоны на обычном цементе.

Гидрофобный цемент целесообразно использовать при изготовлении бетонов для гидротехнического, дорожного, аэродромного строительства, а также в случаях, когда цемент необходимо длительно хранить и перевозить на дальние расстояния.

 

Содержание книги: «Стройматериалы»

 

Смотрите также:

 

 Строительные материалы

 

Вяжущие вещества — основа современного строительства

Краткие сведения о развитии производства минеральных вяжущих веществ

Классификация и номенклатура вяжущих веществ, исходные материалы для их производства, добавки

Добавки

 

ЧАСТЬ 1. ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА ВОЗДУШНОГО ТВЕРДЕНИЯ

ГИПСОВЫЕ И АНГИДРИТОВЫЕ, ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА И СЫРЬЕ ДЛЯ ИХ ПРОИЗВОДСТВА

Модификации водного и безводного сульфата кальция

Технология гипсовых вяжущих а- и Р-модификаций полугидрата сульфата кальция из природного сырья

Обжиг гипса в варочных котлах

Гипсоварочный котел

Гипсовое вяжущее

Получение высокопрочного гипса варкой в окидких средах

Охрана труда и автоматизация производства на гипсовых заводах

Схватывание и твердение полуводного гипса

Свойства гипсовых вяжущих и области их применения

Ангидритовые вяжущие

Ангидритовый цемент

Высокообжиговое ангидритовое вяжущее (эстрих-гипс)

Гипсовые и ангидритовые вяжущие из побочных материалов химической промышленности

 

ГЛАВА 2. ИЗВЕСТЬ СТРОИТЕЛЬНАЯ ВОЗДУШНОГО ТВЕРДЕНИЯ

Исходные материалы

Негашеная известь (комовая)

Известково-обжигательные печи

Гидратная известь (пушонка) и известковое тесто

Гидраторы

Известковое тесто

Молотая негашеная известь

Охрана труда на известковых заводах

Твердение воздушной извести

Свойства воздушной извести и области ее применения

  

ГЛАВА 3. МАГНЕЗИАЛЬНЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА. Каустический магнезит

Затворители для каустического магнезита

Магнезиальный цемент

Каустический доломит

 

ЧАСТЬ 2. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

 

ГЛАВА 4. ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ИЗВЕСТЬ И РОМАНЦЕМЕНТ. Гидравлическая известь

Свойства гидравлической извести

Романцемент

Свойства романцемента

 

ГЛАВА 5. ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ

Клинкер, его химический и минеральный состав

Алит

Белит

Алюмоферритная и алюминатная фаза промежуточного вещества в клинкере

Характеристика клинкера

Классификация клинкеров и номенклатура портландцементов

 

ГЛАВА 6. ТЕХНОЛОГИЯ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА. Сырьевые материалы и топливо

Мергели. Глины. Корректирующие добавки

Обжиг

Производство портландцемента

Мокрый способ производства клинкера

Корректирование состава шлама

Обжиг сырьевой смеси

Способы повышения эффективности изготовления клинкера мокрым способом

Сухой способ производства клинкера

Подготовка сырья и его обжиг во вращающихся печах с теплообменниками, декарбонизаторами и кальцинаторами

Обжиг в шахтных печах

Помол клинкера

Помольные установки и процессы измельчения

Хранение, упаковка и отправка цемента

Контроль производства цемента

Охрана труда на цементных заводах

Повышение эффективности производства и качества продукции

 

ГЛАВА 7. ТВЕРДЕНИЕ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА И ЕГО СВОЙСТВА

Теория твердения портландцемента при его взаимодействии с водой

 

ГЛАВА 8. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНОГО ТЕСТА И ЗАТВЕРДЕВШЕГО ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ

Седиментационные явления в тесте

Тепловыделение при взаимодействии цемента с водой

Набухание цементного теста

Изменения в содержании твердой фазы цементного теста и камня при твердении. Контракция и пористость

Структура цементного теста и камня

Формы связи воды в цементном тесте и камне

Щелочность жидкой фазы цементного камня и ее значение для защиты стали от коррозии

 

ГЛАВА 9. ФИЗИЧЕСКИЕ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЦЕМЕНТОВ

Водопотребность и нормальная густота теста

Схватывание теста

Равномерность изменения объема

Активность и прочность портландцементов

Зависимость прочности цементов от их минерального состава, продолжительности твердения и дисперсности

Влияние температуры и добавок на скорость твердения портландцементов

Усадка и набухание цементного камня при изменении его влажности

Стойкость цементного камня при переменном увлажнении и высушивании

Трещиностойкость

Ползучесть цементного камня

 

ГЛАВА 10. СТОЙКОСТЬ ЦЕМЕНТОВ И БЕТОНОВ ПРОТИВ ДЕЙСТВИЯ ХИМИЧЕСКИХ И ФИЗИЧЕСКИХ АГРЕССИВНЫХ ФАКТОРОВ. Химическая коррозия цементного камня

Агрессивное действие на цемент некоторых органических веществ и защита бетона

Физическая коррозия цементного камня

Морозостойкость

Жаростойкость и огнеупорность цементов

 

ГЛАВА 11. РАЗНОВИДНОСТИ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТОВ

Быстротвердеющие портландцементы

Портландцементы с пластифицирующими и гидрофобизирующими добавками

Сульфатостойкие портландцементы

Белый и цветные портландцементы

Портландцементы для бетона дорожных и аэродромных покрытий

Портландцемент для производства асбестоцементных изделий

Портландцементы для строительных растворов и бетонов автоклавного твердения

 

ГЛАВА 12. АКТИВНЫЕ МИНЕРАЛЬНЫЕ ДОБАВКИ И ПУЦЦОЛАНОВЫЕ ЦЕМЕНТЫ. Активные минеральные добавки

Природные минеральные добавки

Искусственные кислые активные минеральные добавки

Пуццолановые цементы. Пуццолановый портландцемент

Свойства пуццоланового портландцемента

Равномерность изменения объема пуццоланового портландцемента

Усадка и набухание пуццоланового портландцемента

Прочность пуццоланового портландцемента

Воздухостойкость. Морозостойкость пуццоланового портландцемента

Известесодержащие вяжущие вещества

 

ГЛАВА 13. ШЛАКИ И ШЛАКОВЫЕ ЦЕМЕНТЫ

Доменные шлаки

Химический состав доменных шлаков

Минеральный состав и структура доменных шлаков

Гидравлические свойства доменных шлаков

Передельные шлаки черной металлургии

Электротермофосфорные гранулированные шлаки

Шлаковые цементы. Шлакопортландцемент

Области применения шлакопортландцемента

Сульфатно-шлаковый цемент

Известково-шлаковое вяжущее

Шлаковые вяжущие вещества для бетонов автоклавного твердения

Шлакощелочные вяжущие

Известково-белитовое (нефелиновое) вяжущее

 

ГЛАВА 14. ГЛИНОЗЕМИСТЫЙ ЦЕМЕНТ И ЕГО РАЗНОВИДНОСТИ. Состав глиноземистого цемента

Производство глиноземистого цемента

Твердение глиноземистого цемента

Свойства и области применение глиноземистого цемента

 

ГЛАВА 15. СМЕШАННЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА СО СПЕЦИАЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ

Гипсоцементно-пуццолановые вяжущие вещества - ГЦПВ

 

ГЛАВА 16. НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЯЖУЩИЕ С ДОБАВКАМИ ПОЛИМЕРНЫХ ВЕЩЕСТВ

 

ГЛАВА 17. КИСЛОТОУПОРНЫЙ КВАРЦЕВЫЙ ЦЕМЕНТ И ЖИДКОЕ СТЕКЛО




Rambler's Top100