Материалы для малярных и штукатурных работ

Портландцемент

Общие сведения
Из всех вяжущих веществ важнейшим является портландцемент — один из основных строительных материалов, без которого невозможно получить бетон, железобетонные конструкции, высокопрочные растворы для каменных кладок и штукатурок.

Портландцемент получили практически одновременно (1824—1825 гг.) и независимо друг от друга Егор Челиев в России и Джозеф Аспдин в Англии путем высокотемпературного обжига до спекания смеси известняка и глины. Благодаря свойствам и высокому качеству портландцемент быстро завоевал признание и широкоеприменение во всем мире.

Портландцемент (ГОСТ 10178—85)—тонкодисперсное гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе, обладающее высокими водостойкостью и прочностью. Его получают тонким совместным измельчением портландцементного клинкера и необходимого количества природного гипса.
Цементный клинкер в виде зерен размером 10...50 мм получают обжигом до спекания сырьевой смеси, обеспечивающей в портландцементе преобладание силикатов кальция.
При измельчении для регулирования сроков схватывания цемента к клинкеру добавляют 1,5 .1,5% гипса от массы цемента.
Выпускают портландцемент без добавок и с житными минеральными добавками в количестве до 15 % цемента.

Свойства и качество портландцемента
Свойства и качество портландцемента зависят от качества цементного клинкера, а вводимые в цемент добавки лишь регулируют его свойства.
Качество клинкера зависит от тщательности подготовки сырья, условий обжига, режима охлаждения, от его химического и минерального состава.
Химический состав клинкера характеризуется содержанием.
В процессе обжига до спекания главные оксиды образуют клинкерные минералы кристаллической структуры, а некоторые из них входят в стекловидную фазу.

Минеральный состав клинкера определяется содержанием искусственных минералов — алита, белита,трехкальциевого алюмината и четырехкальциевого алюмоферрита.
Алит—трехкальциевый силикат содержится в количестве 45...65 %. Это самый важный минерал клинкера, определяющий время твердения, прочность и другие свойства портландцемента. Он твердеет быстро, выделяя большое количество теплоты, обладает самой высокой прочностью по сравнению с другими минералами клинкера.

Белит содержится в количестве 20...35%. Он медленно твердеет, но неуклонно наращивает прочность при длительном твердении цемента.
Трехкальциевый алюминат содержится в количестве 4...12%. Он очень быстро гидратируется и твердеет, выделяя большое количество теплоты, но имеет небольшую прочность; является причиной сульфатной коррозии бетона.

Четырехкальциевый алюмоферрит содержится в количестве 10...20%, по времени гидратации занимает промежуточное положение между алитом и белиюм, обладает средней прочностью.

Производство портландцемента
Сырье для производства портландцемента должно содержать 75...78 % СаСОз и 22...25 % глины. Таким составом обладает мергель — осадочная горная порода, представляющая собой тесную смесь известняка с глиной. Но мергель в природе встречается редко, поэтому чаще всего отдельно добываемые известняк и глину смешивают в соотношении 3:1.
В сырьевую смесь вводят корректирующие добавки. Недостаток компенсируют введением диатомита, трепела, опоки; содержание оксидов железа увеличивают добавкой руды или колчеданных огарков.

В зависимости от способа приготовления смеси различают мокрый и сухой способ производства цемента. При мокром способе сырье смешивают и измельчают в присутствии воды и смесь в виде жидкого шлама, содержащего 40...50 % воды, обжигают во вращающихся печах.
При сухом способе сырьевые материалы смешивают, измельчают и обжигают в сухом виде.
Есть и комбинированный способ подготовки смеси;сначала смесь подготавливают по мокрому способу, потом шлам обезвоживают, из него делают гранулы, обжигаемые по сухому способу.
Высокая однородность смеси достигается мокрым способом.
При сухом способе затраты топлива на обжиг в два раза ниже, чем при мокром. В настоящее время наиболее распространен сухой способ производства цемента.

Добытое в карьерах сырье дробят и тонко измельчают в шаровых мельницах. Жидкий шлам или сухую смесь корректируют по химическому составу и равномерно подают на обжиг во вращающуюся печь.
Вращающаяся печь — стальной цилиндр в виде трубы. Печь, выполненная изнутри огнеупорами, установлена с уклоном 3...40; она вращается вокруг своей оси со скоростью 0,5...1,4 об/мин.
Шлам, подаваемый в печь с верхней стороны через питатель 2, медленно передвигается к ее нижнему концу навстречу пламени.
Топливом являются пыль каменного угля, мазут или природный газ.

Топливо вместе с воздухом через форсунку вдувается в печь, сгорает, создавая температуру обжига 1450 °С. Шлам, перемещаясь вдоль барабана печи, соприкасается с горячими газами, нагревается. При этом сначала шлам высыхает, превращается в комья, лишается механически связанной воды, а затем выгорают органические примеси и удаляется химически снизанная вода.
При температуре, карбонат кальция разлагается.

Дым и другие продукты горения вместе с углекислым газом удаляются из печи, а образовавшийся оксид кальция при температуре около 1000 °С начинает реагировать с оксидами глины.

При температуре 1300°С часть материалов плавится, в результате чего становится возможной реакция клинкерообразования.
При температуре 1300... 1450°С в печи образуется трехкальциевый силикат

Гранулы клинкера в раскаленном виде поступают в холодильник, где резко охлаждаются холодным воздухом. Еще горячий Клинкер (100...150° С) поступает на склад для окончательного охлажждения и вылеживания.
Для получения портландцемента клинкер измельчают в трубных или шаровых мельницах с гипсом и другими добавками.
Высокая тонкость измельчения клинкера с добавками - необходимое условие проявления вяжущих свойств цемента.
Готовый портладцемент фасуют по 50 кг в многослойные бумажные мешки или загружают навалом в специально оборудованные транспортные средства.

Смотрите также Свойства портландцемента

Заполнители для строительных растворов и наполнители для мастик

Строительные растворы

Штукатурные растворы для зимних работ

Стандартизация строительных материалов

Малярные и штукатурные работы

Карта сайта