7.4. Технологія цементу

7.4.1. Сировина для цементу

Портландцемент — гідравлічне в'яжуче, що добувається при сумісному тонкому подрібненні клінкеру з гіпсом, а іноді і з до­бавками. Первинною сировиною для портландцементу є вапняк і глина. Клінкер добувають випалюванням до спікання сировин­ної суміші вопняку і глини певного складу, що забезпечує перева­жання високоосновних силікатів кальцію.

Гіпс у портландцемент вводять для регулювання терміну ту­жавіння і підвищення міцності. Розрізняють портландцемент без добавок, портландцемент з мінеральними добавками і иілакопорт-ландцемент. У портландцемент з мінеральними добавками доз­воляється вводити доменові або електротермофосфорні шлаки у кількості до 20, активні добавки осадного походження — до 10, активні добавки вулканічного походження — до 15% маси в'яжу­чого. Шлакопортландцемент повинен містити не менше 21 і не більше 80% домнових гранульованих або електротермофосфор-них шлаків.

При виробництві портландцементу дозволяється вводити не більше 5% добавок, що прискорюють тверднення або підвищу­ють міцність (кренти, сульфоалюмінатні і сульфоферитні продук­ти, випалені алуніти, каоліни).

Тепер у практиці світового будівництва портландцемент є ос­новним матеріалом для виробництва бетону, залізобетону та буді­вельних розчинів. Якість і властивості портландцементу визначаю­ться в основному складом і структурою клінкеру. Добавки, що вво­дяться, лише деякою мірою регулюють ті чи інші його властивості.

Вапняк при випалюванні розкладається:

343

а глинисті матеріали в рекцію на оксиди потім вступають в реакцію з СаО і утворюють мінерали:

і еліт — основний мінерал майбутнього цементу.

Тобто, основними і обов'язковими оксидами у складі цемент­ного клінкеру є оксид кальцію, кремнезем, глинозем, оксид заліза. їх вміст у клінкері становить (95.. .97)%.

Про якість клінкеру певною мірою можна судити за даними його хімічного аналізу. Хімічний аналіз готового портландце­менту не є показовим, оскільки введені під час помелу добавки змінюють його склад.

Як уже зазначалось, першим за вмістом і значенням є оксид кальцію СаО. Чим більше у цементі СаО, тим більш високоміцним і швидкотверднучим він буде. Однак обов'язкова умова добування високоякісного клінкеру — повне зв'язування СаО кислотними ок­сидами. СаО, що залишився у вільному стані, викликає нерівномір­ність зміни об'єму, оскільки під час випалювання клінкеру в резуль­таті високої температури він отримується намертво випаленим і не гаситься під час замішування цементу водою, а гідратується в уже затверділому цементі, викликаючи появу небезпечних напруг. Це­менти з підвищеним вмістом СаО під час тверднення виділяють значну кількість теплоти, мають знижену водостійкість.

Кремнезем — одна з найважливіших складових частин клінке­ру. Він зв'язує СаО у силікати, здатні до гідравлічного тверднення.

Глинозем — основний компонент алюмінатів, підвищення йо­го вмісту зумовлює швидке тужавіння і прискорене тверднення. Цементи з підвищеним вмістом глинозему мають низькі сульфа-то-і морозостійкість.

Оксид заліза поліпшує спікання клінкеру, а також є фарбу­вальним оксидом.