- •Вводная часть
- •Вяжущие материалы, классификация. Сырье. Перспективы развития.
- •Гипсовые вяжущие вещества
- •Схемы получения низкообжиговых гвв
- •Строительная известь
- •Воздушная строительная известь
- •Гидратация извести
- •Портландцемент
- •1. Химический (оксидный) состав:
- •2. Минералогический, фазовый состав.
- •3. Модульные характеристики
- •Общая схема
- •Обжиг портландцементного клинкера
Портландцемент
Портландцемент – гидравлическое вяжущее вещество, получаемое совместным помолом портландцементного клинкера и гипса.
Портландцементный клинкер – продукт обжига до спекания сырьевой смеси из калициевых и глинистых пород и железистой корректирующей добавки, взятых в соотношении, обеспечивающем в продукте обжига преимущественное содержание силикатов кальция.
Состав портландцементного клинкера характеризуется тремя способами:
1. Химический (оксидный) состав:
|
СаО |
SiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
MgO |
K2O + Na2O |
SO3 |
P2O5 |
клинкер |
60-65 |
21-24 |
6-8 |
4-6 |
< 5 |
<1 |
<1 |
0,5-1 |
сырьевая смесь |
42-44 |
12-14 |
3-4 |
3-5 |
< 5 |
<1 |
<1 |
0,5-1 |
MgO – вызывает неравномерность изменения объема
Щелочи –нерегулируемым образом в широких пределах изменяют сроки схватывания.
SO3, P2O5 – снижают марку цемента.
Примесных элементов в клинкере обычно до 15 и больше. Каждый оказывает определенное влияние на производство и качество цемента. Учесть влияние всех примесей очень сложно, поэтому для каждого цементного завода есть свой оптимальный состав сырьевой смеси и технологический режим производства.
2. Минералогический, фазовый состав.
Клинкерные фазы образуются в результате химического взаимодействия компонентов сырьевой смеси при тепловой обработке.
Фаза – минерал, в котором присутствуют примеси.
1) 3CaOSiO2 (С3S) – трехкальциевый силикат (минерал), образуется при температуре порядка 20000С. В клинкере в чистом виде обычно не присутствует. В результате наличия примесей образует фазу – алит С54S16MA. Алит - важнейшая клинкерная фаза. Гидросиликаты кальция, образующиеся при гидратации алита обладают высокой скоростью твердения и прочностью, но пониженной коррозионной стойкостью.
В обычном клинкере содержится до 65% алита.
2) 2CaOSiO2 (C2S) – двухкальциевый силикат. В клинкере присутствует в виде фазы – белит. В состав белита могут входить до 11% примесей, наиболее распространенные - Al2O3, Fe2O3, K2O, Na2O. В клинкере встречается в виде трех основных модификаций:
Моди-фикация белита |
Условия синтеза |
Гидравлические свойства |
-C2S |
Образуется в чистом виде при температуре от 1460 до 2000 0С. В присутствии R2O, BaO, Cr2O3 и других примесей может образоваться в условиях обжига цементного клинкера. |
Обладает высокой скоростью гидратации, быстро твердеет, гидраты -C2S имеют прочность равную прочности гидратов С3S. |
-C2S |
Образуется при температуре от 8000С. При охлаждении клинкера склонен к → переходу. |
Низкая скорость гидратации, медленное твердение. Через год твердения камень из -C2S набирает прочность, равную прочности камня из C3S. |
-C2S |
Образуется при медленном охлаждении клинкера из -C2S с увеличением объема, что приводит к рассыпанию клинкера, клинкерному пылению |
Не обладает вяжущими свойствами. |
В обычном клинкере содержится до 40% белита.
3) 3CaOAl2O3 (C3A) – трехкальциевый алюминат. При гидратации дает соединения практически не имеющие прочности, коррозионно не стойкие. Высокая скорость гидратации С3А и быстрое схватывание гидроалюминатов обуславливает необходимость введения добавки гипса в цемент для регулирования сроков схватывания. В клинкере содержится 2-15% С3А.
4) 4СаОAl2O3 (C4AF) – четырехкальциевый алюмоферрит. Свойства этой фазы аналогичны С3А, но имеют более мягкий характер. В клинкере содержится 10-20%, обычно порядка 10%.