Тема 5. Неорганические вяжущие вещества
Гидравлические вяжущие вещества.
Общая классификация цементов
В соответствии с ГОСТ 30515-97 "Цементы. Общие технические условия" цементы классифицируются: по назначению, виду клинкера, вещественному составу, по прочности на сжатие, скорости твердения, срокам схватывания.
По назначениюцементы подразделяют на :
- общестроительные;
- специальные.
По виду клинкерацементы подразделяют на основе:
- портландцементного клинкера;
- глиноземистого (высокоглиноземистого) клинкера;
- сульфоалюминатного (ферритного) клинкера.
По вещественному составуцементы подразделяют на типы, характеризующиеся различным видом и содержанием минеральных добавок. Вид и содержание минеральных добавок регламентируют в нормативных документах на цемент конкретного вида или группу конкретной продукции.
По прочности на сжатие цементы подразделяют на классы: 22,5; 32,5; 42,5; 52,5.
По скорости твердения общестроительные цементы подразделяют на:
- нормальнотвердеющие — с нормированием прочности в возрасте 2 (7) и 28 сут;
- быстротвердеющие — с нормированием прочности в возрасте 2 сут, повышенной по сравнению с нормальнотвердеющими, и 28 сут.
По срокам схватывания цементы подразделяют на:
- медленносхватывающиеся — с нормируемым сроком начала схватывания более 2 ч;
- нормальносхватывающиеся — с нормируемым сроком начала схватывания от 45 мин до 2 ч;
- быстросхватывающиеся — с нормируемым сроком начала схватывания менее 45 мин.
Портландцемент
Портландцемент самый распространенный строительный материал. По производству и применению он занимает первое место в мире среди других вяжущих веществ.
Изобретение портландцемента (1824 г.) связано с именем Егора Герасимовича Челиева – начальника мастерских военно-рабочей бригады и Джозефа Аспдина – каменщика из английского города Лидса.
Портландцемент –гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе. Его получают тонким помолом клинкера с добавкой гипса.
Клинкер –спекшаяся при температуре 1450 оС сырьевая смесь из карбоната кальция (в основном известняка) и алюмосиликатов (глин, мергеля, доменного шлака и др.). Клинкер получают в основном в виде зерен размером до 40 мм. От его качества зависят свойства цемента: прочность, скорость ее нарастания при твердении, долговечность, стойкость в различных эксплуатационных условиях. Гипс (двуводный) добавляют при помоле клинкера в количестве 1,5…3,5 до 5% от массы цемента в пересчете на ангидрид серной кислоты SO3.
Для производства портландцемента имеются неограниченные сырьевые ресурсы: горные породы карбонатные и глинистые породы (известняки, глины, мергели) и побочные продукты промышленности (шлаки, золы, шламы).
Вещественный состав портландцемента.По вещественному составу портландцемент подразделяют на следующие типы:
- портландцемент (без минеральных добавок), обозначение Д0;
- портландцемент с добавками (с активными минеральными добавками не более 20 %), обозначения максимального содержания добавок в портландцементе: Д5 (до 5 включительно.), Д20 (св. 5 до 20).
Химический состав.Химический состав клинкера определяется содержанием оксидов, % по массе:
СаО 63…66
SiO2 21…24
Al2O3 4…8
Fe2O3 2…4
И их суммарное количество составляет 95-97 %. В небольших количествах в виде различных соединений могут входить: MgO, SO3, Na2O, K2O и др.
В процессе обжига до спекания из главных оксидов образуются минералы кристаллической структуры, некоторые окислы входят в стекловидную фазу клинкера.
Минералогический состав.Основные минералы клинкера:
Алит – 3CaO·SiO2 (C3S) 45…60 %
Белит - 2CaO·SiO2 (C2S) 20…30 %
Целит - 3CaO·Al2O3(C3A) 4…12 %
4CaO·Al2O3·Fe2O3 (C4AF) 10…20 %
Алит (C3S)–самый важный минерал клинкера, определяет быстроту твердения, прочность, и другие свойства портландцемента, при гидратации имеет повышенное тепловыделение.
Белит (C2S) –второй по важности и содержанию силикатный минерал клинкера. Он медленно твердеет, но достигает высокой прочности при длительном твердении, при гидратации имеет пониженное тепловыделение.
Содержаниеминералов-силикатовв клинкере портландцемента в сумме составляет около 75 %, поэтому гидратация алита и белита в основном определяет технические свойства портландцемента. Остальные 25 % составляет промежуточное вещество, заполняющее объем между кристаллами алита и белита.Промежуточное вещество состоит из кристаллов (C3A), (C4AF) стекла и второстепенных минералов.
Целит (C3A) –быстро гидратируется и твердеет, имеет небольшую прочность.
Четырехкальциевый алюмоферрит (C4AF) по скорости гидратации занимает как бы промежуточное положение между алитом и белитом, поэтому не оказывает определяющего влияния на скорость твердения и тепловыделение при гидратации портландцемента.
Клинкерное стекло состоит в основном из СаО, Al2O3, Fe2O3, MgO, Na2O, K2O.
Свободный оксид кальция СаОсвоб., не более 1 %, находится в свежеобожженном клинкере в виде зерен. При более высоком содержании СаОсвоб. может проявиться неравномерное изменение объема цемента при твердении связанное с переходом СаО в Ca(OH)2 и увеличением объема.
Гранулометрический состав.Средний размер зерен портландцемента составляет примерно 40 мкм. Удельная поверхность цемента (суммарная поверхность зерен, см2, в 1 г цемента) – 2500….3000 см2/г. Условно считается, прирост удельной поверхности цемента на каждые 100 см2/г.
Дата добавления: 2015-12-01; просмотров: 661;