6 Вопрос

Химический состав сырья и получаемого из него клинкера включает: необходимыми окислами являются: окись каль­ция (СаО), кремнезем (SiO2), глинозем (Al2O3) и окись железа (Fe2O3). Остальные окислы нежелательны. Их содержание ограничивается пределами: МgO≤5 %; SO3=1,5…3,5 %; (Nа2O+К2О)≤0,6 %. Превышение указанных пределов может привести к увеличению объема цементного камня при твердении. Обжиг проводят исключительно во вращающихся печах, которые позволяют обжигать как жидкую смесь (шлам), так и сырьевую муку. При обжиге происходит диссоциация углекислого кальция (СаСО3=СаО+СО2) и разложение минералов глины на кислот­ные окислы SiO2, Al2O3 и Fe2O3, вступающие во взаимодействие с основным окислом СаО. Этот процесс завершается в зоне наиболее высокого нагрева (1450 °С), где происходит спекание материала. Материал, выходящий из печи, представляет собой окатанные гранулы, называемые клинкером. Клинкер охлаждают до 50…150 °С и подвергают помолу в шаровых мельницах, однако, не сразу, а через 3…4 дня, что повышает качество цемента.

Помол клинкера производится в основном в шаровых мельницах. При помоле добавляют до 5 % природного гипса для удлинения сроков схватывания. Без добавки гипса портландцемент схватывается практически мгновенно. Допускается введение при помоле до 20 % по массе активных минеральных добавок. Минералогический состав клинкера портландцемента представлен четырьмя индивидуальными веществами (минералами), условно названными­: алит(ЗСаО·SiO₂-C₃S), белит(2СаО·SiO₂ - C₂S), алюминат(ЗСаО·Al₂O_{3 -} С₃А)и целит(4СаО·Al₂O₃·Fe₂O_{3 -} С₄АF) По химическому составу они близки, соответственно, к трехкальциевому силикату; двухкальциевому силикату; трехкальциевому алюминату; четырехкальциевому алюмоферриту и для простоты отождествляются с ними.

Алито-алюминатные цементы (с повышенным содержанием C3S и С3А) дают быстрый прирост прочности в первые сроки твердения (до 7 дней) и медленное нарастание прочности в дальнейшем. У белито-целитовых цементов (с повышенным содержанием C2S и C4AF) наблюдается замедленное твердение во все сроки. Портландцемент быстротвердеющий (ПЦ-Б)¹ является алито-алюминатным цементом, с повышенным содержанием C3S и C3A (в сумме 60…65 %) и более тонким по сравнению с ПЦ помолом клинкера (Sуд=3500…4500 см2/г).При помоле ПЦ-Б добавляют активные минераль­ные добавки (не более 20 % от веса цемента), которые обеспечивают равномерный рост прочности (без сбросов прочности). В отличие от ПЦ прочность ПЦ-Б нормируется в возрасте 3 и 28 суток. В возрасте 3 суток ПЦ-Б должен иметь не менее половины (обычно 60…70 %) марочной (28-суточной) прочности. Стандарт предусматривает две марки ПЦ-Б: 400 и 500. ПЦ-Б предназначается для изготовления сборных железобетон­ных конструкций и изделий на заводах и полиго­нах, а также для скоростного строительства. Сульфатостойкий портландцемент (ССПЦ) изготовляют на основе клинкера нормированного состава, содержащего: C3S – не более 50 %; С3А – не более 5 % и суммы С3А + С4AF – не более 22 %. Минеральные добавки не допускается, т. к. они снижают морозостойкость бетона. Для этого цемента характерны пониженное тепловыде­ление и замедленное твердение в начальные сроки, что объясняется пониженным содержанием активных минералов. Сульфатостойкий портландцемент выпускается только одной марки 400. Он предназначен для изготовления бетона наружных зон сооружений, работающих в усло­виях сульфатной агрессии воды и одновременно подверженных система­тическому попеременному увлажнению и высыханию или заморажива­нию и оттаиванию.