Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Строительный материалы и все связанное / ТКМ 2 / Лекции 3-й семестр ПГС / ЛК 04 Гидравлические вяжущие вещества.ppt
Скачиваний:
179
Добавлен:
22.03.2016
Размер:
5 Mб
Скачать

Лекция №4.

Тема № 5. Гидравлические вяжущие вещества. Технология производства цементов. Виды цементов,

их свойства. Твердение цемента. Время: 2 ч.

Вопросы:

1.Портландцемент: понятие о его производстве, важнейшие минералы и их свойства.

2.Основные свойства портландцемента.

3.Разновидности портландцемента общестроительного назначения.

Литература: [1] с. 277…304, [2] с. 53…75

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ВЯЖУЩИХ ВЕЩЕСТВАХ

Гидравлические вяжущие

 

Цементы

Портландцемент (ПЦ), ПЦ с

 

минеральными добавками,

 

общестроитель-

 

быстротвердеющий ПЦ,

 

 

ного назначения

 

шлакопортландцемент

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Специальные

Сульфатостойкие цементы,

 

глиноземистые, расширяющиеся,

 

цементы

 

декоративные и т.п.

 

 

 

 

 

 

 

 

получают обжигом, не доводимым до

 

Гидравлическая

 

спекания мергелистых известняков,

 

известь

 

содержащих от 8 до 20% глинистых

 

 

 

примесей

 

 

 

 

10.07.19

2

ЦЕМЕНТЫ ОБЩЕСТРОИТЕЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Цементы - получают из тщательно составленных сырьевых смесей определенного химического состава (СаО, SiO2, Al2O3,

Fe2O3), обжигаемых до спекания по определенному режиму для

получения необходимого соотношения важнейших гидравлических соединений: nCaO SiO2, mСаО Аl2О3 и

рСаО Аl2О3 2O3 и превращаемых в тонкие порошки путем

помола.

Портландцемент - продукт тонкого помола клинкера и необходимого количества гипса.

Основные сырьевые материалы: известняки СаСО3 и глины Al2О3 2SiO2 2H2O, Fe2O3 .

Сырьевая смесь: СаО (60…67%), SiO2 (19…24%), Аl2O3 (4…8%), Fe2O3 (2…6%), MgO (не более 5%) и SO3 (не более 3,5%).

10.07.19

3

Способы приготовления сырьевой смеси

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сухой

 

Мокрый

 

Комбинированный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дробление,

 

Дробленый

 

Приготовленный

измельчение,

 

известняк и

 

шлам до

гранулирование и

 

размешанная с

 

поступления в

тщательное

 

водой глина с

 

печь

смешивание

 

добавками

 

обезвоживается на

относительно

 

измельчаются в

 

специальных

сухих компонентов

 

сырьевых

 

установках.

(wm = 10…15 %).

 

мельницах. Смесь

 

 

 

 

 

 

 

 

(шлам) содержит

 

 

 

 

 

 

 

 

около 40% воды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.07.19

4

Обжиг — важнейший этап производства цемента.

Ведется в наклонных вращающихся печах диаметром 4…7 м, длиной 60…200 м.

10.07.19

5

Физико-химические процессы происходящие при обжиге 1 зона - прогрев и физическое обезвоживание;

2 зона - реакции дегидратации и разложения глины (SiO2 и Аl2О3), начало топохимических реакций (SiO2, Аl2О3 и Fe2O3);

3 зона - разложение СаСО3 на СаО и СО2 и начало активных топохимических реакций СаО, SiO2, Al2O3 и Fe2O3;

4 зона - образуются: двухкальциевый силикат 2CaO SiO2, трехкальциевый алюминат ЗСаО Аl2О3 и четырехкальциевый алюмоферрит 4CaO Al2O3 Fe2O3;

5 зона - сернокислые соли и другие примеси образуют жидкую фазу (10…30% по объему), которая присоединяет щелочи, происходит реакция взаимодействия 2CaO SiO2 с оксидом

кальция и образуется трехкальциевый силикат 3CaO SiO2 .

10.07.19

6

Минералогический состав клинкера портландцемента

Минерал

Трехкальциевый силикат (алит)

Двухкальциевый силикат (белит)

Четырехкальцие- вый алюмоферрит (целит)

Трехкальциевый

алюминат

Формула

ЗСаО·SO2

2СаО·SO2

4СаО·А12O3 ·Fe2O3

ЗСаО·А12O3

Сокращен- ное обозначение

C3S

C2S

C4AF

С3А

Примерное

содержание в клинкере,

%

40…60

15…35

10…20

5…15

10.07.19

7

Клинкер – спёкшиеся гранулы неправильной формы размером до 10…50 мм, быстро охлаждают, размалывают в тонкий порошок. Вводят регулирующие добавки (гипс) и различные технологические добавки.

Алит 3S)— очень активен в реакции с водой и быстро

твердеет. Определяет основные свойства портландцемента: величину прочности и скорость ее нарастания.

Белит (C2S) - значительно менее активен в реакции с водой,

обладает наименьшим тепловыделением, твердеет очень медленно, но с течением времени прочность постепенно возрастает и через длительные сроки оказывается также высокой.

Целит (C4AF) - по скорости твердения занимает промежуточное положение между С3S и C2S. Термообработка

способствует повышению его прочности. Трехкальциевый алюминат 3А) - наиболее активно

гидратирует, обладает наибольшим тепловыделением, очень быстро схватывается и твердеет. Продукт твердения при нормальной температуре обладает низкой прочностью, которая в дальнейшем мало возрастает.

Нарастание прочности клинкерных

10.07.19 минералов 9

ПРОЦЕССЫ СХВАТЫВАНИЯ И ТВЕРДЕНИЯ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА

Периоды твердения портландцемента

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подготовительный

 

Коллоидации

 

Кристаллизации

растворением

 

 

 

 

начинается процесс

 

присоединение воды

 

минералов цемента в

 

к твердой фазе

 

кристаллизации

воде до образования

 

реагирующих

 

гидроксида кальция и

насыщенного

 

минералов и

 

перекристаллиза-

раствора, в котором

 

возникновение

 

цией возникших

находятся ионы

 

«зародышей»

 

дисперсных

кальция, сульфатов,

 

кристаллогидрат-

 

кристаллогидратов

щелочей и небольшое

 

ных новообразований

 

в более крупные,

количество

 

(гидросиликатов

 

которые

кремнезема,

 

кальция).

 

сращиваются между

глинозема и железа.

 

 

 

 

собой, образуя

 

 

 

 

 

 

 

кристаллический

 

 

 

 

 

 

 

каркас.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.07.19

10

2

3

1

Схема образования цементного камня

1 – капиллярное пространство;

2 – зона перехода (гелеобразная оболочка новообразований);

3 – негидратированная часть зерна.