Вся электронная библиотека >>>

 Портландцемент >>>

    

 

Производство портландцемента


Раздел: Строительство

 

§ 5. РАЗНОВИДНОСТИ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА

  

Наряду с обыкновенным портландцементом, пуццолановым портландцементом и шлакопортландцементом промышленностью выпускаются их разновидности, отличающиеся некоторыми специфическими свойствами. Этими разновидностями являются: быстротвердеющий портландцемент, сульфатостойкий, портландцемент с умеренной экзотермией, дорожный, тампонажный, белый, цветной, пластифицированный, гидрофобный и др.

По своему составу и основным физико-механическим свойствам разновидности портландцемента не имеют существенного отличия от обыкновенного. Однако им присущи некоторые специфические свойства, поэтому такие цементы относятся к специальным.

Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) отличается от обыкновенного более интенсивным нарастанием прочности -в начальный период твердения. ГОСТ 10178—612 устанавливает требование, чтобы предел прочности образцов из раствора состава 1 :3 на быстротвердеющем цементе 'в возрасте трех суток был не менее: при сжатии — 250 кгс/см2 и при изгибе — 40 кгс/см2.

Быстротвердеющий портландцемент можно получить либо с помощью более тонкого помола клинкера, либо применением клинкера определенного минералогического состава. Однако повышать тонкость помола цемента не выгодно, так как это влечет резкое снижение производительности помольного оборудования и увеличивает расход электроэнергии. Поэтому более выгодный путь .получения быстротвердеющего цемента — регулирование минералогического состава клинкера.

Цементы с высоким содержанием трехкальциевого силиката и трехкальциевого алюмината (не менее 60%) оказываются, как правило, быстротвердеющими. При этом содержание 3 СаО  Si02 должно быть не менее 50—62%, а ЗСаО*Л1203 — 8—10%.

Способствует также ускорению твердения цемента в начальный период уменьшение содержания в нем активных минеральных добавок. Содержание последних в БТЦ не должно превышать 10%) (в обыкновенном 15%); исключение составляют доменные гранулированные шлаки, которые сами по себе обладают некоторыми вяжущими свойствами, а потому их содержание в БТЦ допускается увеличивать до 15%.

Сульфатостойкий портландцемент отличается более высокой стойкостью в сульфатных водах.

Причиной разрушения отвердевшего цемента в воде, содержащей растворенные сульфаты, является взаимодействие сернокислого кальция с т.рехкальциевым алюминатом клинкера по реакции, приведенной на стр. il>8. Образующийся при этом гид- росульфоалюминат кальция, называемый из-за своего разрушающего действия «цементной бациллой», значительно увеличивается в объеме по сравнению с исходным трехкальциевым алюминатом. Это вызывает появление в цементном камне растягивающих напряжений и последующее его разрушение.

Таким образом, одним из основных путей получения сульфа- тостойкого цемента является уменьшение в клинкере трехкальциевого алюмината, а также четырехкальциевого алюмоферри- та, образующего при взаимодействии с водой трехкальциевый гидроалюминат (см. стр. 18).

Снижает сульфатостойкость и водостойкость портландцемента высокое содержание в клинкере трехкальциевого силиката, который при .гидратации выделяет легко растворимый гидрат окиси кальция. По указанным причинам кдинкер сульфатостой- кого портландцемента должен содержать трехкальциевого силиката не более 50 %; трехкальциевого алюмината не более 5%, а сумма трехкальциевого алюмината и четырехкальциевого алю- моферрита должна составлять не более 22%.

Сульфатостойкий портландцемент выпускают двух марок — 300 и 400 (см. та'бл. 1). Введение активных минеральных добавок ,в этот цемент не допускается.

Пластифицированный 'портландцемент отличается от обыкновенного способностью придавать 'бетонным смесям на этом цементе повышенную подвижность (текучесть), что обеспечивает их более легкую укладку и уплотнение при формовании бетонных изделий. Так как .подвижность бетонных смесей зависит в основном от содержания воды, то применение пластифицированного портландцемента позволяет уменьшить водосодержаме смеси без изменения ее подвижности. Это в свою очередь позволяет сэкономить цемент, повысить прочность и морозостойкость * бетона.

Пластифицированный портландцемент получают введением при помоле обыкновенного портландцемента .пластифицирующих поверхностно-активных  добавок. В качестве поверхностно-активной добавки применяют концентраты сульфитно-спиртовой барды (ССБ), удовлетворяющей требованиям ГОСТ 85И8—57.

Добавка вводится в сухом виде или в виде водного раствора в количестве 0,16—0,25% от веса цемента в пересчете на сухое вещество. Оптимальное содержание добавки для данного цемента устанавливается опытным путем и зависит от минералогического состава клинкера, тонкости помола цемента и содержания в нем гидравлических добавок.

Основные свойства пластифицированного портландцемента и требования, предъявляемые к нему стандартом, те же, что и для обыкновенного портландцемента, за исключением требования к его пластифицирующему действию.

Раствор из смеси пластифицированного портландцемента с нормальным .песком состава 1 : 3 по весу .при водоцементном отношении, равном 0,40, должен обладать такой пластичностью, при которой расплыв конуса из этого раствора после 30 встряхиваний составляет не менее 125 мм. Обыкновенный портландцемент при этих же условиях дает расплыв конуса 1105—>110 мм.

Гидрофобный  портландцемент отличается от обыкновенного пониженной гигроскопичностью  . Пониженная гигроскопичность позволяет сохранять активность при длительном транспортировании и хранении даже во влажной среде и предотвращает слипание в комья при кратковременном действии воды. Кроме того, гидрофобные цементы придают бетонам повышенную морозостойкость и водонепроницаемость. При использовании гидрофобного портландцемента несколько повышается подвижность и удобоукладываемость бетонных смесей.

Гидрофобный портландцемент получают введением при помоле обыкновенного портландцемента гидрофобизующей добавки. К таким добавкам относятся: асидол .(ГОСТ 4118—S3), асидол-мылонафт (ГОСТ 3854—47), мылонафт (ГОСТ 3853—47), олеиновая кислота или окисленный петролатум.

До'бавки вводят в количестве 0,06—0,30% от веса цемента в пересчете на сухое вещество. Оптимальное содержание добавки устанавливается для каждого цемента опытным путем и зависит от вида добавки и тонкости помола цемента.

Требования стандарта к гидрофобному портландцементу остаются теми же, что и к обыкновенному, но наряду с ними гидрофобный цемент должен обладать специальным свойством — он не должен впитывать воду в течение 5 мин.

Портландцемент с умеренной экзотермией (тепловыделением) при твердении обладает .по сравнению с обыкновенным пониженной экзотермией и несколько повышенной сульфатостойкостью и водостойкостью.

Низкоэкзотермические цементы необходимы при строительстве массивных бетонных сооружений, иначе в последних образуются трещины. Происходит это по той причине, что при большом выделении тепла твердеющим цементом внутренние слои массивной бетонной конструкции оказываются нагретыми, а наружные охлаждаются окружающим воздухом. При нагревании каждое вещество увеличивается в объеме, а при охлаждении сжимается. При высокой экзотермии цемента внутренние нагретые слои бетонной конструкции вследствие расширения будут разрывать наружные холодные слои, образуя в них трещины.

Получение портландцемента с умеренной экзотермией достигается применением клинкера с относительно низким содержанием высокоэкзотермичных минералов. К ним относятся трех- кальциевый силикат и трехкальциевый алюминат; содержание трехкальциевого силиката в цементе с умеренной экзотермией не должно превышать 50%, а трехкальциевого алюмината— '8%.

Портландцемент с умеренной экзотермией выпускают марок 300 и 400. Этот цемент не должен содержать активных минеральных добавок; в остальном его свойства те же, что и у обыкновенного портландцемента.

Дорожный портландцемент предназначается для бетонирования дорог. Требования, предъявляемые к этому цементу, вытекают из требований к бетонным дорогам и условий производства дорожных работ. Дорожный цемент должен обладать высокой прочностью и морозостойкостью.

Удовлетворение этих требований достигается применением для бетонных дорог портландцемента повышенной прочности (марки не ниже 400) и с относительно невысоким содержанием трехкальциевого алюмината'(не более 10%) — наименее морозостойкого минерала клинкера.

Понижают морозостойкость цемента активные минеральные добавки, поэтому применение последних в дорожном портландцементе не допускается за исключением доменных гранулированных шлаков в количестве не более 15% от веса цемента.

При строительстве дорог возникает необходимость транспортировать бетонные смеси ша значительные расстояния. По этим причинам для предупреждения преждевременного схватывания начало схватывания дорожного портландцемента должно наступать не ранее 2 ч (обыкновенного портландцемента не ранее 46 мин).

В остальном свойства дорожного портландцемента аналогичны свойствам обыкновенного цемента.

Белый портландцемент. Обыкновенный портландцемент имеет зеленовато-серый цвет из-за относительно высокого содержания в нем окрашивающих окислов: окиси железа и окиси марганца. Клинкер же, не содержащий этих окислов или содержащий их в незначительном количестве (Fe203 0,3—0,5%:

МпО до 0,03%), имеет белый цвет. Это достигается применением соответствующего сырья — белых чистых .глин-каолинов и известняков с минимальным содержанием указанных окислов.

Для повышения белизны цемента клинкер при выходе из печи «отбеливают» путем резкого охлаждения водой до температуры 500—600° С или воздействуют бескислородной восстановительной средой при температуре 800—1000° С с последующим охлаждением в бескислородной среде до 200—300° С.

Допускается добавка к клинкеру белого цемента при его измельчении инертного материала (известняка, кварцевого песка) не более 10% или смеси активной минеральной и инертной добавки в количестве до 15%. Улучшают свойства 'белого цемента гидрофобные добавки, которые вводят в количестве до 0,2%.

В зависимости от степени белизны белый портландцемент разделяется на три сорта: БЩ1, БЦ-2, БЦ-3.

Белый портландцемент выпускают марок 300 и 400. В остальном его свойства аналогичны обыкновенному портландцементу.

,На основе белого цемента приготовляют цветные цементы, добавляя при помоле белого клинкера пигменты — тонкоизмель- ченные минеральные красители: мумию (красный пигмент), умбру (коричневый), охру (желтый), окись хрома (зеленый), сажу (черный), ультрамарин (синий).

Портландцементы с активными минеральными добавками. Этот вид цементов представлен двумя группами: пуццолановыми портландцементами и -шлакопорт- ландцементами. Различие их определяется видом добавки: пуц- цолановые портландцементы получают тонким измельчением клинкера с природной активной минеральной добавкой, а шла- копортландцементы — с доменными гранулированными шлаками. Количество добавки в этих цементах от 20 до 60% в зависимости от вида цемента и добавки. Прочность же цемента при этом примерно равна прочности обыкновенного портландцемен- мента: пуццолановые и шлакопортландцементы имеют марки 200; .300; 400 и 500.

Возможность применения в портландцементе активных минеральных добавок в таком большом количестве без существенного снижения прочности цемента обусловливается процессами взаимодействия добавки с продуктами гидратации клинкерных минералов. Среди этих продуктов основная роль принадлежит гидрату окиси кальция Са(ОН)2, выделяющемуся в свободном виде при гидратации трехкальциевого силиката (стр. 16).

Активные минеральные добавки состоят, как отмечалось, из веществ, легко вступающих в химическое взаимодействие с Са(ОН)г, образуя гидросиликаты и гидроалюмннаты кальция, сходные по составу с продуктами гидратации клинкерных минералов и обладающие клеящей способностью. Таким образом.

общее содержание клея в бетоне на портландцементах с активными минеральными добавками оказывается примерно равным содержанию его >в бетоне на обыкновенном портландцементе. Примерно одинаковы и прочности этих бетонов.

Оптимальное содержание добавки в цементе зависит от ее активности, т. е. способности поглощать Са|(ОН) а также от количества Са(ОН)2, выделяющегося при твердении цемента; последнее определяется в основном содержанием в клинкере трехкальциевого силиката. Следовательно, чем выше активность добавки, тем меньше потребуется ее для связывания Cai(OH)2, так как каждый цемент выделяет строго определенное количество гидрата окиси кальция. С уменьшением содержания в клинкере трехкальциевого силиката оптимальная величина добавки уменьшается, и наоборот.

Приведенное справедливо для портландцементов с природными добавками, не обладающими способностью самостоятельного твердения; применение же доменных гранулированных шлаков, имеющих по своему химическому составу некоторое сходство с портландцементным клинкером и обладающих хотя и небольшой способностью самостоятельно твердеть при затворении их порошка водой, позволяет увеличивать содержание шлаков в цементах по сравнению с природными добавками.

ГОСТ 1017-8—162 устанавливает следующее содержание активных минеральных добавок от веса цемента:

природных добавок в пуццолановых портландцементах: вулканического происхождения (пемза, туф, пе!пел) —не менее 25 и не более 40%; осадочного происхождения (диатомиты, трепелы, опоки) — не менее 20 и не более 30%;

доменных гранулированных шлаков в шлакопортландцемен- тах — не менее 30 и не более 60%.

Замена наиболее дорогой части портландцемента — клинкера— природной добавкой или промышленными отходами — шлаками на 10—il2% снижает стоимость цемента, что имеет большое экономическое значение; однако добавки в большом количестве изменяют и ряд свойств цемента, одни свойства улучшая, а другие ухудшая. Так, пуццолановые портландцементы и шла- копортландцементы обладают повышенной водостойкостью и низким тепловыделением, что важно для гидротехнических сооружений и для массивных бетонных конструкций. Но они медленно твердеют в начальный период (хотя к 28 суткам прочность их приближается к прочности обыкновенного портландцемента) и имеют несколько меньшую морозостойкость и воздухо- стойкость  . Другие свойства цементов с активными минер ал ь- ными добавками не отличаются от свойств обыкновенного порт, ландцемента.

Разновидностями пуццоланового портландцемента и шлакопортландцемента являются:

сульфатостойкий п у ц ц о л A IH О в ы й портландцемент, получаемый тонким измельчением клинкера портландцемента, содержащего трехкальциевого алюмината не более 8%, и природной гидравлической добавки; количество добавки принимается то же, что и для пуццоланового портландцемента. Этот цемент выпускается марок 200, 300; в остальном его свойства аналогичны пуццолавовому портландцементу;

быстротвердеющий шлакопортландцемент обладает более интенсивным, чем обычный шлакопортландцемент, нарастанием прочности в начальный период твердения. Это достигается применением клинкера быстротвердеющего .портландцемента, шлаков высокой основности (см. стр. 51) ив несколько меньшем их количестве; содержание шлаков в быст- ротвердеющем шлакопо(ртландцементе должно быть не менее 30 и не более 50% по весу.

Образцы, изготовленные из 1 вес. ч. этого цемента и 3 вес. ч. песка через трое суток твердения должны иметь предел прочности при изгибе не менее 35 кгс/см2 и при сжатии не менее 200 кгс/см2, в возрасте 28 суток предел прочности при сжатии должен быть не менее 350 кгс/см2. В остальном свойства быстротвердеющего шлакопортландцемента аналогичны свойствам обыкновенного шлакопортландцемента.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ:  Производство портландцемента

 

Смотрите также:

 

...и белый портландцемент с минеральными добавками. Цветные...

Белый и цветные портландцемента отличаются от обычного главным образом белым цветом или окраской чистых тонов, что
Для производства белого и цветного портландцемен-тов используют наиболее чистые разновидности карбонатного и песчано-глннистого сырья.

 

Разновидности портландцементов. Пластифицированный...

Наряду с обычным портландцементом выпускают большое количество его разновидностей: быстротвердеющий, пластифицированный, гидрофобный, сульфатостойкий, белый и цветной.

 

Белый и цветные портландцементы — это декоративные вяжущие...

Разновидности портландцемента.
Белый и цветные портландцементы. Портландцементы для бетона дорожных и аэродромных покрытий.

 

Специальные виды цемента и вяжущих. Белый и цветные цементы

БТЦ. Специальные виды цемента. Пуццолановый портландцемент М300 и 400.
Белый и цветной цементы можно также отнести к разновидностям ... шарами в специально футерованных мельницах, исключающих попадание в цемент оксидов железа...

 

портландцемент и его разновидности, шлакопортландцемент...

Гидравлическими вяжущими являются гидравлическая известь, цементы (портландцемент и его разновидности, шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент, глиноземистый
Для приготовления штукатурных растворов прим! иости портландцементабелый и цветной.

 

РАЗНОВИДНОСТИ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТОВ

РАЗНОВИДНОСТИ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТОВ. Портландцемент состава (%): CaS—45—55.
БЕЛЫЕ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТЫ (ГОСТ 965). Супербелый датский портландцемент. Цветной портландцемент (ГОСТ 15825).

 

БТЦ. Специальные виды цемента. Пуццолановый портландцемент М300...

Цветные цементы производят трех марок: 300, 400 и 500. Белые и цветные цементы применяют для изготовления цвет-лих бетонов, растворов отделочных смесей и цементных красок.
Разновидности портландцемента.

 

Белый и цветные портландцементы. Портландцемент, обыкновенный...

Белый и цветные портландцементы. Белый портландцемент — это портландцемент, отвечающий требованиям BS 12 «Портландцемент, обыкновенный и быстротвердеющий». Особенностью этого цемента является то...