Цемент и его применение

Цемент и его применение

Из чего состоит цемент?

Давайте разберемся, из чего состоит цемент. Основным видом цемента, наиболее широко применяемым в современных строительных работах, является портландский цемент. По содержанию компонентов цементы можно разделить на несколько групп:

  • Портландцементы
    1. Портландцемент, без минеральных добавок. Его чаще всего используют для изготовления железобетонных конструкций.
    2. Портландцемент, содержащий минеральные добавки в количестве 20-25% от общей массы. Такие цементы применяют для изготовления сборных конструкций. Минеральными добавками являются глиноземистые, глиносодержащие добавки, кремнеземистые и плавиковый шпат.
    3. Шлакопортландцемент. В его состав входит гранулированный шлак и применяется для бетонов больших конструкций.

Ключевыми компонентами любого цемента, особенно цементов портландских сортов, является клинкер и гипс. Клинкер – это материал, полученных путем обжига и измельчения высокопластичных пород глин. Также, в состав портландского цемента входит алит, белит, трехкальциевый алюминат, феррит кальция и четырехкальциевый алюмоферит. К клинкерной смеси добавляются пластификаторы и другие добавки, для придания ему особых пластифицирующих, гидрофобных и быстротвердеющих свойств.

В целом в состав цементов входят мягкие, не кристаллические горные породы, такие как мергель, мел, лесс, суглинок, глина, глинистый сланец. Для улучшения свойств цементной смеси, в нее вводятся химические компоненты, например, оксиды кальция, железа, алюминия, кремния или магния.

Что такое портландцемент? Где можно использовать?

Если вы решили начать строить свой дом, один из наиболее важных вопросов это вопрос о цементе, который будет использоваться. В самом деле, распространенный тип цемента, является портландцемент.

Основная причина этого глобального общего пользования является его состав. Состоящий из клинкера, строительного раствора, штукатурки и затирки, он выпускается в виде мелкого порошка путем измельчения клинкера портландцемента с сульфатом кальция. Истоки цемента можно проследить в первые годы 19 века. Портландцемент сегодня нашел свой путь как основной ингредиент для бетона. Это утверждение было проведено только после того, как успешно прошли испытания и признан тот факт, что, он создает сильную связь по сравнению с другими видами производства бетона. С увеличением количества производства, которое непрерывно связано с ним, портландцементу, особенно когда он входит в состав бетона, могут быть поставлены следующие задачи:
Использование:
1. Наиболее важным применением портландцемента является производство бетона. Он играет ключевую роль в установлении и затвердевания бетона.
2. При смешивании с другими составами, портландцемент начинает служить двум целям. Один из них, предусматривает создание бетона, чтобы быть прочным в сухом состоянии. А второй – превращение жидкого состояния в прочный камень.
3. Он широко используется для подпорных стен и сборных железобетонных блоков в стенах и в качестве основного компонента для создания прочного фундамента из бетона.
4. При смешивании с водой, портландцемент буквально превращается в пластичный камень и, таким образом он может быть использован для целей и в местах, где Вы захотите, даже в труднодоступных.
5. Он может быть сформирован для получения жестких и огнеупорных материалов, которые могут, далее, использованы при проектировании зданий, цехов, резервуаров и других сооружений.
6. Любая структура железа или дерева подвергается коррозии либо по воздуху или по воде. Но в бетонной оболочке, сделанной с использованием цемента, они могут быть эффективно защищены.
7. Любая структура, которая предназначена для поддержки огромного количества веса и сделанная с применением цемента свою задачу выполнит.

Этими структурами могут быть: от первых этажей многоэтажных зданий и до пролетов мостов и плотины.
8. Благодаря своей способности для предотвращения коррозии, он используется на судах, танков и бункеров.
9 Пожар может оставить любое здание или сооружение полностью сожженным, но с использованием портландцемента, это может быть предотвращено.
10. Он также отлично используется в строительных растворах, штукатурках, стяжках для полов, как материал, который может быть, втиснут в пробелы химических формул, чтобы консолидировать структуры, и скрепит их воедино.
Использование цемента имеет колоссальное значение для бетонного производства. Благодаря известности, которая уже многое время привязана к нему, этот цемент, как говорят, уже сделали и оставили свой след.

Цемент является одним из основных материалов, используемых для строительства зданий, мостов и прочих видов сооружений. Этот важный материал позволяет возводить современные здания в соответствии со всеми нормами и требованиями. Его использование достаточно универсально, а цена вполне доступна и всё это благодаря его свойствам. При хороших объемах покупки, можно добиться минимальной стоимости цемента от производителя.

Что такое цемент? Свойства цемента

Цемент служит в качестве связующего вещества и используется при изготовлении растворов и различных видов бетона.

После гидратации (смешивания с водой) цемент должен быть применен немедленно, так как он относительно быстро затвердевает. Раствор цемента выглядит в виде пластичной пасты которую можно нанести куда угодно, после чего она станет твердой и крепкой.

Фактически, цемент — это синтетический продукт, состоящий из искусственных минералов, включая силикаты, карбонаты и алюминат кальция. Горные породы, содержащие эти компоненты измельчают и подвергают определенному химическому процессу.

Цемент может применяться при изготовлении опалубки, балок, колонн. В некоторых случаях цемент нужно обработать противогрибковыми веществами. Ингредиенты смешивают с водой и выливают в опалубку из дерева, внутри которой находится железная арматура. В итоге получается хорошая прочность на разрыв и сжатие.

Бетон готовится на месте, хотя есть заводы, которые продают жидкий бетон, готовый к использованию.

Портландцемент является цементом, в котором могут присутствовать специальные активные добавки. К смеси могут добавлять до 35% других компонентов: шлак, микрокремнезем, вулканический пепел, зола и известняк.

Использование цементных добавок

Цементные добавки могут улучшить свойства цемента, благодаря чему достигается хорошая фиксация и устойчивость. С помощью добавок возможно изменение цвета цемента.

Существует цемент имеющий более высокую скорость затвердевания. Такой цемент является более дорогостоящим, но он позволяет ускорить строительство. Глиноземистый цемент производится с помощью электрических печей при высокой температуре. Он содержит высокий процент оксида алюминия. Такой цемент используется в портовых сооружениях, так как он хорошо устойчив к морской воде.

Мировое потребление портландцемента составляет 1000 млн тонн. Страны СНГ, США и Япония являются крупнейшими потребителями.

Портландцемент назван в честь человека по имени Джозеф Аспдин. Это каменщик из Англии, который в 1824 году получил патент на этот продукт. Из-за его сходства с природным известняком который добывали на острове Портланд, его прозвали портландцемент.

Меры предосторожности при работе с цементом

При контакте цемента с водой происходит химическая реакция, при которой выделяется тепло. Таковы свойства цемента и их нужно знать. Это означает, что при неправильном обращении вы можете повредить кожу. Нужно избегать длительного прямого контакта с раствором цемента. Используйте средства индивидуальной защиты — перчатки, комбинезон, резиновые сапоги.

Цемент — это мелкий порошок, который при неосторожном обращении может попасть в лёгкие. Будьте осторожны и не допускайте попадания цемента в органы дыхания, а также в глаза.

Тип цементов II

К типу II относятся цементы с минеральными добавками от 6 до 35%. Если в цементе шлак составляет от 6 до 20%, то это группа А, например, ПЦ II/А-Ш.

Если в цементе шлак составляет от 21 до 35%, то это группа Б, например, ПЦ II/Б-Ш. К ним относятся — ПЦ ІІ/ А- Ш- 500, ПЦ ІІ/ А-Ш-400, ПЦ ІІ/ Б-Ш-400

Сфера применения ПЦ ІІ/ А- Ш- 500:

  • Высокопрочные бетоны классов В25-В35
  • Элементы несущих конструкций (колонны, балки, ригели)
  • Бетоны для дорожных и аэродромных покрытий
  • Тротуарная плитка
  • Монолитные конструкции всех видов строительства
  • Производство плит покрытий и перекрытий, стеновых панелей, строительных растворов для каменных кладок
  • Производство плит оболочек, находящихся в зоне переменного уровня воды
  • Облицовочные и штукатурные работы
  • Гидротехнические сооружения (при эксплуатации в пресной воде)

Сфера применения ПЦ ІІ/ А-Ш-400:

  • Бетоны классов В15-В35
  • Проведениебетонных работ с быстрой распалубкой
  • Элементы несущих конструкций (колонны, балки, ригели)
  • Производство стеновых панелей, плит покрытий и перекрытий
  • Производство строительных растворов для каменных кладок
  • Возведение монолитных конструкций всех видов строительства
  • Облицовочные и штукатурные работы

Сфера применения ПЦ ІІ/ Б-Ш-400:

  • Бетоны классов В15-В35
  • Производство стеновых панелей, плит покрытий и перекрытий
  • Производство строительных растворов для каменных кладок
  • Производство элементов несущих конструкций (колонны, балки, ригели)
  • Возведение монолитных конструкций всех видов строительства
  • Облицовочные и штукатурные работы

Дополнительные компоненты цемента.

Здесь приведены материалы цементной сырьевой смеси, содержание которых в цементе ограничивается нормами или опытными данными.

Оксид магния.

Оксид магния. Оксид магния в количестве около 2% по массе находится в связанном состоянии в основных клинкерных фазах и, кроме того, содержится в клинкере в виде свободного MgO (периклаз).

Перпклаз с водой образует Mg(ОН)2: Mg0+H2O=Mg(0H)2, однако эта реакция протекает очень медленно, когда остальные реакции твердения уже завершены. Поскольку Mg(OH)2 занимает больший объем, чем MgO, то возникает опасность разрушения цементного камня и появления усадочных трещин (магниевая усадка).

В основном MgO содержится в известняке в виде доломита (CaC03•MgC03). Иногда большое количество MgO содержится также в доменных шлаках. При использовании таких шлаков вместо глины в составе цементной сырьевой смеси необходимо следить за тем, чтобы содержание MgO в клинкере оставалось в допустимых пределах (см. пример 2.5 и табл. 2.5)

Щелочи.

Щелочи. Щелочи вносятся с обрабатываемым сырьем — глиной и мергелями, где K2O и Na

При обжиге цемента во вращающихся печах часть щелочей улетучивается в зоне спекания и возникает возможность щелочкой циркуляции.

Некоторые заполнители для бетона, применяющиеся, например, в ряде районов США и Европы, содержат компоненты, чувствительные к щелочам, например опал (водосодержащий кремнезем), которые вступают в реакцию со щелочами цемента, что при определенных неблагоприятных условиях может привести к неравномерному изменению объема (щелочному вспучиванию).

На основе опытных данных для предотвращения щелочного вспучивания в рассматриваемом случае рекомендуют применять цемент с низким содержанием щелочей, при котором общее количество щелочей в пересчете на Na2O(Na2O+0,659K2O, % по массе) не превышает 0,6% по массе. С учетом практики в ряде стран введено ограничение содержания щелочей, равное 0,6% по массе в пересчете на Na20, однако это ограничение распространяется только на портландцемент.

Было установлено, что для шлакопортландцементов можно увеличить предельное содержание щелочей, и поэтому для цементов с низкой эффективной щелочностью (цемент NA) при количестве шлака до 50% допускается предельное содержание щелочей, равное 0,9%, а при количестве шлака до 65%—2,0% по массе.

В тех случаях, когда требуется цемент NA, а щелочность клинкера, полученного из имеющегося в наличии сырья, превышает допустимые пределы, необходимо удалить часть летучих щелочей путем частичного отвода (байпаса) печных газов перед их поступлением в теплообменник.

Сера.

Сера. Сера встречается в основном в виде сернистых соединений (пирит и марказит FeS2) почти во всех типах цементной сырьевой смеси. При обследовании более 90 месторождений известняка в Германии установлено, что максимальное содержание серы (сульфатные и сульфидные соединения) равно 0,16%, а при обследовании 67 месторождений глины оно составляет в среднем 0,22%. Сернистость топлива меняется в значительных пределах — от нуля для природного газа до 3,5% для тяжелого мазута. Уголь Рурского бассейна в среднем содержит 1,1% серы. При обследовании 21 цементной печи с предварительным подогревом сырья установлено, что с сырьевой смесью вносится от 0,5 до 11 г S03 на 1 кг клинкера, а с топливом — при использовании жидкого топлива с очень высоким содержанием серы максимум 6 г S03 на 1 кг клинкера.

При горении и газообразовании в зоне спекания печи сера, содержащаяся в топливе и сырьевой смеси, превращается в газообразный продукт SO2, который, вступая во взаимодействие с летучими щелочами печных газов и кислородом, образует парообразный сульфат щелочного металла, конденсирующийся на обжигаемом материале в более холодных зонах печи и подогревателе. Весь сульфат щелочного металла, за исключением небольшой части, остающейся в летучей пыли, возвращается с обжигаемым материалом в зону спекания и вследствие летучести серы разносится по клинкеру.

Если количество S02 недостаточно для связывания всей щелочи, то возникает циркуляция летучих карбонатов или хлоридов щелочных металлов. Углекислые соли щелочных металлов, не вошедшие в клинкерные фазы, могут снова испариться в зоне спекания.

При избытке S02 еще в подогревателе начинается его соединение с СаС03 и образование CaSO4, который возвращается в зону спекания. В зоне спекания снова происходит разложение CaSO4, что приводит к росту содержания S02 в циркулирующих печных газах. Однако часть неразложившегося CaSO4 попадает в клинкер.

Наличие в сырьевой смеси избыточного количества щелочей по сравнению с количеством, нейтрализуемым при взаимодействии с серой, имеет преимущество, связанное с возможностью применения топлива с высоким содержанием серы без выпуска из печи в атмосферу отработанных газов с заметным содержанием SO2. Сульфат щелочного металла, связанный в клинкере, оказывает благоприятное влияние на начальную прочность цемента.

В противоположность этому повышенное содержание серы может привести к возрастанию количества SO2 в отходящих газах, к засорению подогревателей сырьевой смеси и образованию колец привара во вращающихся печах.

Цемент требует добавления минимального количества сульфата кальция — чаще всего в форме молотого гипса — для регулирования сроков схватывания; с другой стороны, максимально допустимое суммарное содержание SO3, которое должно предотвратить сульфатное вспучивание цемента, регламентировано соответствующими нормами и составляет от 2,5 до 4%. В определенных условиях при минимальных нормативных значениях S03 отсутствует возможность глубокой сульфатизации щелочей.

Книга Вальтера Дуды «Цемент».

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *