Главная страница
Навигация по странице:

  • Пуццолановый портландцемент

  • дополнить пуцц. 1 технология пуццоланового цемента общая характеристика пуццоланового цемента


    Скачать 43.32 Kb.
    Название1 технология пуццоланового цемента общая характеристика пуццоланового цемента
    Дата23.12.2020
    Размер43.32 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файладополнить пуцц.docx
    ТипРеферат
    #163599

    1 ТЕХНОЛОГИЯ ПУЦЦОЛАНОВОГО ЦЕМЕНТА

      1. Общая характеристика пуццоланового цемента

    Пуццолановым портландцементом называют вяжущее, получаемое путем совместного тонкого измельчения портландцементного клинкера нормированного минералогического состава (ГОСТ 22266-76), кислой активной минеральной добавки ( ОСТ 21-9-74) и двуводного гипса (ГОСТ 4013-74). Содержание трехкальциевого алюмината в клинкере для производства этого цемента должно быть не более 8%

    В этом цементе допускается следующее содержание активных минеральных добавок: осадочного происхождения – не менее 20 и не более 30%; вулканического происхождения, обожженной глины, глиежа или топливной золы – не менее 25и не более40%.

    Гипс вводят в пуццолановый портландцемент для регулирования сроков схватывания. Содержание его зависит от качества портландцементного клинкера и не должно превышать 3,5% в пересчете на SO3.

    Для пуццоланового портландцемента целесообразнее всего применять кислые минеральные добавки повышенной активности. Использование малоактивных добавок вызывает необходимость для полного связывания выделяющейся при гидратации клинкера Ca(OH)2, увеличивать их содержание в цементе. В ряде случаев это нежелательно, так как неизбежно значительное снижение прочности пуццоланового цемента, особенно в первые сроки твердения.

    При помоле пуццоланового портландцемента, по соглашению между поставщиком и потребителем, допускается введение пластифицирующей и гидрофобизирующей добавки.

    Пуццолановый портландцемент изготавливаю обычно на цементных заводах с полным технологическим циклом, т.е. там, где получают портландцементный клинкер. Такие заводы отличаются от заводов, вырабатывающих портландцемент, наличием в цехе помола отделения, предназначаемого для дробления и сушки добавок.

    После дробления и сушки активные минеральные добавки подают в отдельный бункер перед мельницей. Отсюда они через дозатор-питатель поступают в мельницу, где размалываются совместно с клинкером и гипсом. При этом производительность многокамерных шаровых мельниц вследствие более легкой размалываемости гидравлических добавок осадочного происхождения обычно на 5-10% выше, чем при помоле портландцемента.

    Так как многие АМД отличаются высокой влажностью и вязкостью, их следует дробить в молотковых самоочищающихся дробилках. Для дробления мягких добавок с высокой влажностью применяют также валковые дробилки с зубчатыми или рифлеными валками; для дробления же более плотных материалов – щековые и молотковые дробилки. Минеральные добавки измельчают до кусков размером не более 10-15мм при одновременной их сушке в дробилке с помощью дымовых газов. Мелкокусковые материалы подвергают сушке в аппаратах, работающих по принципу “псевдоожиженного слоя” и характеризующихся высокой эффективностью. На старых заводах для этой цели применяют менее экономичные сушильные барабаны. Клинкер и гипс дробят на тех же установках, что и при изготовлении портландцемента.

    После дробления клинкер, минеральную добавку и гипс направляют в соответствующие расходные бункера, откуда в строго установленном соотношении они равномерно и непрерывно поступают в шаровую мельницу. Для помола применяют обычно трубные мельницы, работающие по открытому или замкнутому циклу. Для ускорения процесса помола цемента можно вводить не более 1 % специальных добавок (поверхностно-активные, уголь и др.), не ухудшающих качество цемента. Пуццолановый портландцемент размалывают до остатка на сите № 008 не менее 85 %

    При схватывании и твердении пуццоланового портландцемента протекают процессы гидратации клинкерной составляющей и взаимодействия продуктов гидратации с активной минеральной добавкой. В начальный период преимущественное развитие получают гидролиз и гидратация клинкерных зерен. В результате этих первичных процессов образуются гидросиликаты, гидроалюминаты и гидроферриты кальция.

    Наличие активной пуццолановой добавки качественно не меняет характера взаимодействия клинкерных минералов с водой. Однако скорость гидролиза и гидратации C3S, C2S и других минералов возрастает. Это объясняется прежде всего тем, что в тесте из пуццоланового портландцемента на единицу массы клинкера приходится больше воды, чем в тесте из портландцемента. Таким образом происходит более быстрая гидратация зерен клинкера. Кроме того, активная добавка, связывая гид-роксид кальция в нерастворимые соединения, снижает его концентрацию в водном растворе твердеющей цементной массы и тем ускоряет гидролиз содержащихся в клинкере силикатов кальция.

    Реакции между продуктами гидратации клинкера и активными компонентами гидравлической добавки — вторичные процессы. Они заключаются прежде всего во взаимодействии Са(ОН)<,с активным кремнеземом добавки и образовании гидросиликатов с общей формулой CSH(B), по Р. Боггу или С-S-Н(1), по X. Тейлору:

    mСа(ОН)2+SiO2акт+nH2O=mCaO•SiO2•pH2O.

    В данном случае при обычных температурах в зависимости от концентрации оксида кальция в водной среде образуются соединения с основностью 0,8—1,5, т.е. (0,8—1,5) CaO•SiO2•pH2O. Как отме чалось ранее, возможно также образование гидрогеленита 2СаО•Аl2O3•SiO2•8H2O.

    Окончательный состав продуктов твердения пуццоланового портландцемента в значительной степени зависит от вида и состава активной добавки, ее содержания в пуццолановом портландцементе и условий твердения.

    При наличии в пуццолановом портландцементе гипса образуется гидротрисульфоалюминат кальция 3СаО•Al2O3•3CaSO4• (30-32)H2O. Его образование в начальной стадии взаимодействия клинкерных частичек с водой способствует замедлению схватывания цемента. В дальнейшем это соединение, по-видимому, разлагается с переходом трехсульфатной формы в односульфат-ную 3СаО•Al2O3•CaSO4• 12H2O и с выделением гипса CaSO4•2H2O.

    При гидратации пуццоланового портландцемента новообразования выделяются преимущественно в субмикроскопическом гелевидном состоянии, что отражается на технических свойствах цементного камня (повышенные показатели деформаций ползучести и усадки)

      1. Свойства пуццоланового портландцемента

    Плотность обычно колеблется в пределах 2,7 - 2,9 г/см3, уменьшаясь с увеличением содержания в цементе гидравлической добавки.

    Объемная масса пуццоланового портландцемента в рыхлонасыпном состоянии составляет 800-1000, а в уплотненном – 1200-1500 кг/м3. Зависит она от вида используемой минеральной добавки. Наименьшую объемную массу имеют цементы с мягкими добавками.

    Водопотребность значительно возрастает при использовании мягких гидравлических добавок типа трепелов и диатомитов. У цементов с такими добавками для получения теста нормальной густоты требуется 30-40 % воды вместо 22-25 % для портландцемента без добавок.

    Связующая способность теста пуццолановых цементов с мягкими добавками значительно выше, чем портландцементов. Это является известным достоинством, улучшающим условия производства бетонных работ на данных цементах.

    Сроки схватывания пуццоланового цемента не отличаются значительно от сроков схватывания портландцемента. Требования стандарта к обоим видам цемента одинаковы.

    Пуццолановые портландцементы характеризуются обычно равномерным изменением объема. Даже при использовании клинкера с повышенным содержанием свободной окиси кальция пуццолановые портландцементы изменяются в объеме, как правило, равномерно. Это объясняется тем, что при твердение такого цемента АМД связывают свободную гидроокись кальция в гидросиликаты, благодаря чему при запоздалой гидратации пережженной окиси кальция в цементном камне с повышенным содержанием медленнотвердеющих, а поэтому в какой-то мере еще пластичных гелеобразных масс небольшое увеличение объема не сопровождается деформациями, нарушающими структуру и прочность системы.

    Бетоны на пуццолановых цементах, особенно на цементах с АМД осадочного происхождения, характеризуются повышениями деформациями усадки и набухания. Их интенсивное развитие обусловлено особенностями затвердевшего камня пуццоланового портландцемента, который отличается от камня портландцемента повышенным содержанием новообразований в гелевидном состоянии, наличием более развитой сетки мельчайший капилляром.

    Бетоны и растворы на пуццолановом портландцементе, достигшие проектной прочности, при испытании их на морозостойкость обычными методами (25-50 кратное замораживание) показывают вполне удовлетворительные результаты. Если число замораживаний и оттаиваний увеличить до нескольких сот, то обнаруживается, что пуццолановые цементы оказываются менее морозостойкими, чем портландцементы. В силу этого пуццолановый цемент не применяется для изготовления бетонных гидротехнических конструкций, расположенных в зоне переменного горизонта воды.

    Активность пуццолановых портландцементов значительно снижается при длительном хранение их на складах, что объясняется ускоренной гидратации клинкерных частичек, обусловленной повышенным количеством влаги в хранящемся цементе. Эта влага поглощается из воздуха гидравлической добавкой, характеризующейся обычно высокой гигроскопичностью. Поэтому при длительном хранение цемента на складе необходимо повторно определять марку пуццоланового портландцемента.

    По силе сцепления с арматурой пуццолановый цемент в равнопрочных бетонах не уступает обычному портландцементу. Это дает возможность применять его в железобетоне наравне с портландцементом.

    Водонепроницаемость бетона на пуццолановом цементе выше водонепроницаемости бетона на портландцементе без добавок (при одинаковом расходе вяжущего на 1 м3 бетона). Это объясняется двумя причинами: тем, что гидравлическая добавка под влиянием известковой воды сильно набухает и тем, что в бетонах одинакового состава количество цементного теста при пуццолановом портландцементе больше, чем в бетоне на портландцементе. [14]

    Из сказанного можно резюмировать, что в целом пуццолановый цемент не сильно отличается от портландцемента, но стоит отметить, с одной стороны, его пониженную морозостойкость, что делает его применение весьма ограниченным, а с другой, повышенную стойкость к коррозии, что наоборот расширяет область его применения.

      1. Технологическая схема производства пуццоланового цемента

    Портландцементный Гидравлическая Гипс

    клинкер из печи добавка



    Дробление Предварительное Дробление

    Измельчение



    Вылеживание Сушка

    Дозировка Дозировка Дозировка

    Совместный тонкий помол



    Склад



    Упаковка

    Как видно из схемы, производство пуццоланового портландцемента ничем не отличается от схемы помольного цеха портланд-цементного завода при введении в цемент минеральных добавок. Изменяется лишь количество вводимых добавок - оно увеличивается в 1,5-2,5 раза.

    Дробление и сушка гидравлических добавок производится в машинах того же типа, какие применяются при подготовке сырьевой смеси по сухому способу. Тип дробильного агрегата выбирается с учетом физических свойств добавки и прежде всего ее твердости, прочности и влажности. Никаких особых требований не предъявляется также к сушильным и помольным агрегатам. С учетом размалываемости добавок можно считать, что в среднем производительность мельниц при помоле клинкера с трепелом и диатомитом возрастает на 5-10%, а при помоле с вулканическими добавками она практически не изменяется.

    Так как расходы по добыче, дроблению и сушке добавок меньше, чем расходы для получения клинкера, то себестоимость пуццоланового цемента ниже себестоимости портландцемента. В зависимости от влажности добавок, трудности добычи и транспортирования снижение себестоимости пуццоланового портландцемента составляет 0,2-0,8% на каждый процент вводимой добавки.

    Наряду с применением пуццоланового портландцемента заводского изготовления, введение пуццолановых добавок можно осуществлять и непосредственно при изготовлении бетонных смесей. В этом случае помол добавок осуществляется в помольных установках заводов сборного железобетона или строительных организаций. Помол добавок производят чаще сухим, а иногда и мокрым способом. При введении молотых добавок на бетонных заводах следует принимать меры к более тщательному перемешиванию бетонных смесей, либо производить предварительное смешение сухих молотых добавок с портландцементом.
    2 СЫРЬЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЕ ПУЦЦОЛАНОВОГО ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА

    Пуццолановый портландцемент получают путем совместного помола или раздельного помола и последующего смешивания, клинкера портландцемента (75...60%), активной минеральной добавки (20...40 %) и небольшого количества природного гипса. 
    Активными минеральными добавками являются вулканические пеплы (пуццоланы) и туфы, пемзы, диатомит, опока, трепел, зола ТЭЦ и пр.

    2.1 Портландцементный клинкер

    Портландцементный клинкер обычно получают в виде спекшихся мелких и более крупных гранул и кусков размером до 10-20 или до 50-60 мм в зависимости от типа печи.

    По микроструктуре клинкер, получаемый спеканием, представляет собой сложную тонкозернистую смесь многих кристаллических фаз и небольшого количества стекловидной фазы.

    Химический состав клинкера колеблется в сравнительно широких пределах. Главные оксиды цементного клинкера — оксид кальция СаО, двуоксид кремния SiO2, оксиды алюминия Аl2O3, железа Fe2O3, суммарное содержание которых 95—97%. Кроме них в состав клинкера в виде различных соединений в небольших количествах могут входить оксид магния MgO, серный ангидрид SO3, двуоксид титана TiO2, оксиды хрома Cr2O3, марганца Мn2О3, щелочи Na2O и К2O, фосфорный ангидрид Р2O5 и др.

    Обычно содержание этих окислов в клинкере колеблется в следующих пределах (%):

    Основные требования к общестроительным цементам различных вещественных составов на основе портландцементного клинкера установлены в ГОСТ 31108-2003 «Общестроительные цементы. Технические условия» [2], согласованном с EN 197-1:2000 [3] (стандарт стран Европейского Союза). Это дает возможность выбора и применения цементов для проектирования и строительства в соответствии с современными европейскими нормами (см. Приложение Б). Параллельно действует и ранее принятый ГОСТ 10178-85 [4], также устанавливающий требования к свойствам разновидностей портландцемента и шлакопортландцемента.

    Основным сырьем для получения цементов служат известняковые (содержащие карбонат кальция СаСО3) и глинистые горные породы, взятые в соотношении 75 : 25 масс. % соответственно для обеспечения необходимого химического состава вяжущих. С известняком или мелом в состав цемента вносятся соединения кальция, с глиной – оксиды кремния (SiO2), алюминия (А12О3), железа (Fe2O3). Кроме основных компонентов в сырьевую смесь, могут быть введены корректирующие добавки, обеспечивающие требуемый состав клинкера и его качество (железистые руды или пиритные огарки, маршаллит, опока, диатомит и др.). Для регулирования процессов обжига могут использоваться добавкиминерализаторы в количестве до 1,0 % (фтористый кальций CaF2, кремнефтористые натрий Na2SiF6 или магний MgSiF6). Все компоненты измельчают и тщательно смешивают.

    В зависимости от способа подготовки сырьевых смесей различают мокрый, сухой и комбинированный способы производства клинкера.

    При сухом способе сырье смешивают и готовят в виде тонкоизмельченного сухого порошка – шихты, поэтому перед помолом или в процессе помола сырьевые материалы высушивают.

    При мокром способе производства цемента тонкое измельчение сырьевой смеси проводят в водной среде в виде суспензии – шлама с влажностью (30-50) %.

    При комбинированном способе сырьевую смесь готовят сначала по мокрому способу в виде шлама, а затем обезвоживают на фильтрах до влажности (16-18) %, 6 дробят, высушивают и подают на обжиг в печь в виде полусухого порошка. Другой вариант комбинированного способа производства применим, когда сырье имеет относительно низкую влажность. В этом случае сырьевую муку получают по сухому способу, а затем ее увлажняют до (12-15) % и гранулируют, после чего направляют на обжиг.

    Подготовленную сырьевую смесь подвергают обжигу во вращающихся печах при температурах до 1450 ºС.

    Продукт, получаемый обжигом до спекания (сплавления) сырьевой смеси надлежащего состава, называют клинкером. Клинкер представляет собой твердые камневидные зерна зеленовато-серого или темно-серого цвета размером (10-60) мм и содержит, главным образом, силикаты и алюминаты кальция.

    Портландцементный клинкер состоит из четырех главных минералов, имеющих кристаллическую структуру (таблица 1.1)

    Таблица 1. – Минералогический состав портландцементного клинкера

    Минерал

    Химическая формула

    Обозначение

    Содержание в клинкере, %

    Трехкальцевый силикат (алит)

    ЗСаО∙SiO2

    C3S

    42-65

    Двухкальцевый силикат (белит)

    2СаО∙SiO2

    C2S

    12-35

    Трехкальцевый алюминат

    ЗСаО∙А12О3

    С3А

    4-14

    Четырехкальцевый алюмоферрит

    4СаО∙А12О3∙Fe2O3

    C4AF

    10-18

    Содержание клинкерных минералов и их соотношения определяют свойства портландцемента.

    C3S (алит) является химически активным минералом, он оказывает решающее влияние на прочность и скорость твердения цемента. Взаимодействует с водой с большим тепловыделением. Алит обладает способностью быстро твердеть и набирать высокую прочность, поэтому его повышенное содержание обеспечивает получение из данного клинкера высокопрочного портландцемента.

    C2S (белит), затворенный водой, в начальный период твердеет медленно выделяя очень мало теплоты. Продукт твердения в течение первого месяца обладает 7 невысокой прочностью, но затем на протяжении нескольких лет при благоприятных условиях прочность его неуклонно возрастает.

    С3А (трехкальциевый алюминат) характеризуется высокой химической активностью. В первые сутки твердения он выделяет наибольшее количество теплоты при гидратации и быстро твердеет. Однако продукт его твердения имеет низкую прочность и малую стойкость против воздействия сернокислых соединений.

    C4AF (четырехкальциевый алюмоферрит) характеризуется умеренным тепловыделением, твердеет он значительно медленнее, чем алит, но быстрее, чем белит. Прочность продуктов его гидратации несколько ниже, чем у алита.

    Согласно ГОСТ 31108-2003 суммарное содержание трехкальциевого и двухкальциевого силикатов (3СаО·SiO2+2СаО·SiO2) в клинкере должно быть не менее 67 %.

    2.2 Гипс и его свойства

    Для получения цемента охлажденные гранулы клинкера измельчают с использованием целевых добавок. Классификация добавок и их роль в составе цементов приведена в ГОСТ 24640-91 [5].

    Для упрощения процессов помола и регулирования дисперсности (зернового состава) цемента без ухудшения его качества допускается введение специальных технологических добавок – интенсификаторов помола в количестве не более 1 %, в том числе органических поверхностно-активных веществ (ПАВ) при содержании не более 0,15 % от массы цемента.

    Для регулирования процессов схватывания портландцементов используется гипс (сульфат кальция) в виде гипсового камня CaSО4∙2Н2О, требования к которому приведены в ГОСТ 4013-82 [6]. Это обязательная добавка вводится в количестве (1,5-4,0) % от массы цемента. Гипс управляет скоростью начального твердения, а именно, удлиняет время схватывания, т.е. начала перехода затворенного цемента из пластичного в камневидное состояние до 4-6 часов.

    Для производства вяжущих вещества в качестве основного сырья применяют природные двуводный гипс, ангидрит, глиногипс, а также некоторые отходы промышленности, состоящие в основном из двуводного или безводного сернокислого кальция, или их смеси.

    Природный двуводный гипс – горная порода осадочного происхождения, сложенная в основном из крупных или мелких кристаллов двуводного сернокислого кальция СаSО4∙2H2O.

    Двуводный гипс является мягким минералом, его твердость по шкале Мооса равна 2. Плотность двуводного гипса 2,2…2,4, а ангидрита - 2,9…3,1 г/см3 . Растворимость в воде двуводного гипса (в пересчете на СаSO4) равна 2,05 г в 1 л воды при 20 0С; растворимость ангидрита - 1 г/л. Природный гипс (гипсовый камень) содержит некоторое количество примесей глины, песка, известняка, органических веществ и др. Цвет гипсового камня, не содержащего существенного количества примесей, приближается к белому. Примеси придают гипсу различные оттенки. Гипсовый камень широко распространен в природе, ангидрит встречается реже.

    В зависимости от вида природного гипсового сырья (гипсовый камень или ангидрит) и температуры обжига получают различные гипсовые вяжущие вещества, значительно отличающиеся одно от другого по своим свойствам.

    При обжиге природного гипсового камня при сравнительно небольшой температуре (до 160…170 0С) получаются так называемые низкообжиговые гипсовые вяжущие: строительный гипс, высокопрочный гипс, формовочный гипс.

    При обжиге природного гипсового камня и ангидрита при температуре 800…1000 0С получаются высокообжиговые гипсовые вяжущие: высокообжиговый гипс, ангидритовое вяжущее

    Получение гипсовых вяжущих основано на способности сырья – двуводного гипса СаSO4∙2Н2О в процессе нагревания частично или полностью отдавать кристаллизационную воду (дегидратировать) СаSO4∙2Н2О = СаSO4∙0,5Н2О+1,5Н2О. По условию тепловой обработки, от которой в дальнейшем зависят свойства полученных веществ, гипсовые вяжущие подразделяют на низкообжиговые и высокообжиговые. К низкообжиговым относятся строительный и высокопрочный гипс. Строительный гипс, полученный путем “варки” сырья при температуре 140 – 160 °С, представляет собой мелкие пластинчатые кристаллы, требующие большого количества воды (В/Г от 0,5 до 0,7) для получения пластичного теста. В связи с тем, что в химической реакции участвует около 19 % воды, а 30 – 50 % в процессе твердения испаряется, гипсовый камень обладает высокой пористостью, легкостью, пониженной теплопроводностью и звукопоглощением. Максимальная прочность изделий не превышает 25 МПа. С целью снижения водопотребности и повышения прочности при изготовлении гипсовых изделий вводят добавки-пластификаторы, обеспечивающие заданную пластичность при уменьшении расхода воды на 20 %. Повысить прочность гипсовых изделий можно также за счет использования так называемого высокопрочного крупнокристаллического гипса, который получают путем обработки сырья в специальных автоклавах насыщенным паром при температуре 123 °С. Его водогипсовое отношение равно 0,3 – 0,4, следовательно свободной испаряющейся воды содержится значительно меньше и изделия получаются более плотные и прочные (до 40 МПа).

    Процесс твердения (гидратации) гипса проходит по следующей реакции: СаSO4∙0,5Н2О+1,5Н2О = СаSO4∙2Н2О.

    Низкообжиговые гипсовые вяжущие характеризуются быстрым схватыванием и твердением, что сопровождается большим выделением тепла (до 122 кДж/кг). Начало схватывания, контролируемое по загустеванию гипсового теста нормальной густоты (НГ), должно наступать, согласно требованиям ГОСТ 125-79 (с изм.), для быстротвердеющего не ранее 2 мин (А), нормальнотвердеющего – 6 мин (Б) и медленнотвердеющего – 20 мин (В). Конец схватывания – образование искусственного камня, соответственно не позднее 15, 30 мин после затворения гипса водой и для медленнотвердеющего не нормируется.

    В зависимости от применяемой технологии строительных работ на объекте или технологического процесса получения гипсовых изделий на заводе твердение замедляют или ускоряют путем введения специальных добавок. Качество гипса контролируют в лаборатории (ГОСТ 125-79) по следующим показателям: тонкости помола – остаток на сите 02 (не более 23 % – грубого (I), 14 % – среднего (II) и 2 % – тонкого (III) помола), нормальной густоте (НГ) или водопотребности гипсового теста для обеспечения заданной пластичности, срокам схватывания, пределу прочности на изгиб и сжатие. По последним показателям гипсу присуждают следующие марки: Г-2, Г-3, Г-4, Г-5, Г-6, Г-7, Г-10, Г-13, Г-16, Г-19, Г-22, Г-25. Число показывает предел прочности при сжатии в МПа образцов балочек размером 40х40х160 мм, отформованных из гипсового теста определенной пластичности (НГ) и твердеющих на воздухе в течение 2 часов. При этом предел прочности при изгибе должен составлять соответственно от 1,2 до 8 МПа. В условное обозначение гипсового вяжущего входят марка по прочности, индекс сроков твердения и степени помола. Например, Г-5АII – гипс с прочностью на сжатие не менее 5 МПа; сроками схватывания: начало до 6 мин и конец не позднее 15 мин; тонкостью помола до 14 %.

    2.3 Активные минеральные добавки (АМД)

    С целью экономии портландцементного клинкера как самого энергоемкого и дорогостоящего составляющего в составе цементов, когда это допустимо, его частично заменяют добавкой измельченного известняка или активными минеральными добавками (АМД).

    Добавка измельченного известняка в цемент удешевляет вяжущее и может оказывать регулирующее воздействие на схватывание и скорость реакций гидратации.

    АМД проявляют активность в процессах твердения цемента. Цементы с активными минеральными добавками получают совместным помолом портландцементного клинкера и АМД или тщательным смешиванием указанных компонентов после раздельного измельчения каждого из них. Содержание АМД в цементах нормируется. Введение конкретной АМД определяет основные строительно-технические свойства получаемых цементов.

    В качестве АМД используют сырьевые материалы, химический состав которых сопоставим с составом портландцементного клинкера.

    АМД подразделяются на оснόвные и кислые (или гидравлические).

    К оснόвным относятся гранулированные доменные шлаки, получающиеся в качестве побочных продуктов при выплавке чугуна. Такие шлаки обладают аморфной стекловидной структурой с высоким запасом внутренней химической энергии, что обусловливает их способность взаимодействовать с водой и проявлять вяжущие свойства совместно с минералами портландцементного клинкера. При содержании шлаков свыше 36 %, цементы относятся к шлакопортландцементам. Требования к шлакам как к компонентам цементов приведены в ГОСТ 3476-74 [7].

    Гидравлические АМД содержат в своем составе в увеличенных количествах аморфный кремнезем (SiO2∙nH2O) и глинозем (А12О3).

    Подобные сырьевые компоненты применяются как эффективные заменители части цементного клинкера. Они способны вступать в реакции взаимодействия с 9 гидроксидом кальция Са(ОН)2, который выделяется во время твердения портландцемента. При этом образуются труднорастворимые гидросиликаты (СаО∙SiO2∙nН2О) и гидроалюминаты кальция (СаО∙А12О3∙nН2О) и, как следствие, повышается водостойкость цементного камня.

    АМД бывают природными и искусственными.

    К природным относятся так называемые пуццоланы – излившиеся обломочные горные породы (вулканические пеплы, туфы, пемзы, трассы), а также осадочные горные породы диатомиты, трепелы, опоки. Пуццолановой активностью обладают и глиежи или обожженные сланцы, представляющие собой глины, естественно обожженные в результате подземного горения угольных пластов.

    В качестве искусственных АМД, как правило, используют побочные продукты и отходы промышленности. К ним относятся топливные золы и шлаки, образующиеся при сжигании топлива на теплоэлектростанциях (зола-уноса, золошлаки), а также искусственно обожженные глинистые материалы и кремнеземистые отходы каких-либо производств.

    Так, состав и свойства золы-уноса тепловых электростанций, представляющей собой пылевидный продукт, пригодный для переработки в качестве АМД в цемент и бетоны, регламентируются по ГОСТ 25818-91 [8].

    Микрокремнезем, являясь пылью газоочистки производства кремнийсодержащих сплавов, представляет собой частицы аморфного кремнезема размером около 0,1 мкм, обладает повышенной реакционной активностью в отношении цементов с увеличением их прочности.

    При значительном содержании гидравлических добавок (свыше 21 %) цементы относятся к пуццолановым.

    Вид и свойства цементов определяются технологией их получения, составом и качеством помола клинкера, видом и количеством добавок.

    Библиографический список

    1. Бутт Ю.М., Тимшев В.В. Практикум по химической технологии вяжущих материалов. Учебное пособие для химико-технологических специальностей вузов. / Бутт Ю.М., Тимшев В.В. - М.: Высшая школа, 1973. - 424 с.

    2. ГОСТ 31108-2003 Цементы общестроительные. Технические условия.

    3. EN 197-1:2000 Цементы. Часть 1: Состав, технические требования и критерии соответствия обычных цементов (Cement — Part 1: Composition, specifications and conforming criteria for common cements).

    4. ГОСТ 10178-85 Портландцемент и шлакопортладцемент. Технические условия.

    5. ГОСТ 24640-91 Добавки для цемента. Классификация.

    6. ГОСТ 4013-82. Камень гипсовый и гипсоангидритовый для производства вяжущих материалов. Технические условия.

    7. ГОСТ 3476-74 Шлаки доменные и электротермофосфорные гранулированные для производства цементов.

    8. ГОСТ 25818-91 Золы-уноса тепловых электростанций для бетонов. Технические условия.


    написать администратору сайта