Материал: Доманская. Строительные материалы и изделия. Учебное пособие

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

Тщательно перемешанную сырьевую смесь расплавляют в стекловаренных печах при температуре 1300–1400 ˚С, а затем стекломассу выгружают в вагонетки. При быстром охлаждении она твердеет и раскалывается на куски, именуемые силикатглыбой. Лучше всего растворять силикат–глыбу в автоклавах при давлении 0,6–0,7 МПа и температуре 150 ˚С, превращая ее в сиропообразную жидкость. Жидкое (растворимое) стекло применяют для производства кислотоупорных цементов, жароупорных бетонов, силикатных красок и обмазок, для пропитки (силикатизации) грунтовых оснований.

124

15. ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ

Портландцемент — гидравлическое вяжущее вещество с преобладанием в составе силикатов кальция (суммарное содержание 70–80 %), получаемое совместным тонким измельчением клинкера и двуводного гипса в количестве 3–5 % от массы клинкера [3].

Промышленно изготавливаемый портландцемент должен соответствовать требованиям ГОСТ 31108–2003 «Цементы общестроительные. Технические условия», который распространяет свое действие на цементы общестроительные, изготовленные на основе портландцементного клинкера, и устанавливает требования к свойствам цемента и содержанию компонентов этих цементов.

По вещественному составу цементы подразделяют на пять типов: ЦЕМ I — портландцемент; ЦЕМ II — портландцемент с минеральными добавками; ЦЕМ III — шлакопортландцемент; ЦЕМ IV — пуццолановый цемент; ЦЕМ V — композиционный цемент.

По пределу прочности на сжатие при твердении в нормальных условиях (влажность 95±5 %, температура 20±2 °C) в течение 28 суток цементы подразделяют на классы: 22,5; 32,5; 42,5; 52,5 (табл. 11). По скорости твердения, оцениваемой по прочности на сжатие в возрасте 2 или 7 суток, каждый класс цементов (кроме 22,5) дополнительно подразделяют на два подкласса: Н (нормальнотвердеющий) и Б (быстротвердеющий).

125

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

На сегодняшний день портландцемент является основным строительным материалом, используемым в качестве одного из главных сырьевых компонентов для производства железобетона в заводских условиях, товарных бетонов и строительных растворов, стеновых безобжиговых изделий, асбестоцементных, теплоизоляционных и других материалов.

Плотность затвердевшего в результате гидратации портландцементного камня 3050–3150 кг/м 3, а насыпная плотность портландцемента зависит от уплотнения и в среднем составляет 1100 кг/м 3.

Тонкость помола — параметр, по которому оперативно в производственных условиях возможно оценить удельную поверхность (поверхность зерен) портландцемента (обычно 250–300 м 2/кг), которая является показателем скорости схватывания, твердения и прочности цементного камня в проектном возрасте. Тонкость помола цементов определяют остатком на сите № 008, который согласно ГОСТу не должен превышать 15 %.

126

15. Портландцемент

Водопотребность (нормальная густота) портландцемента характеризуется количеством воды (в % по массе цемента), необходимым для получения цементного теста определенной стандартной (нормальной) пластичности (густоты). Нормальную густоту цементного теста измеряют с помощью прибора (пластиметра) Вика по погружению пестика, укрепленного на штанге, на определенную глубину. У произведенных в РФ цементах нормальная густота находится в пределах 21–28 % в зависимости от тонкости помола и минералогического состава, при этом снижение нормальной густоты теста свидетельствует о повышении качества цемента. По стехиометрическим соотношениям для полного протекания реакций гидратации клинкерных минералов при твердении цемента воды требуется около 18 % от массы цемента в зависимости от вида, сроков и условий твердения. Однако, нормальная густота превышает данное значение на 40–70 %, соответственно вода, не израсходованная в процессе гидратации, остается в структуре цементного камня, образуя поры, а затем испаряется из них со временем с образованием пустот, снижающих прочностные характеристики.

Сроки схватывания (скорость протекания реакций гидратации) проверяют, погружая иглу на приборе Вика: начало схватывания должно быть не ранее 45 минут с момента затворения, а окончание — не позднее 12 часов.

Клинкер — гранулированный полуфабрикат, получаемый высокотемпературным обжигом до спекания при температуре до 1450 ˚С тонкоизмельченной сырьевой смеси, состоящей из карбонатного (известняк или мрамор), глиноземистого (глины, мергель), кремнеземистого (кварцевый песок) и железосодержащего (отходы производства, огарки) компонентов, что обеспечивает преобладание в клинкере силикатов, алюминатов и алюмоферритов кальция (см. табл. 12).

127

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

Для обозначения состава минералов, входящих в цемент, пользуются сочетанием соответствующих оксидов, для которых приняты их сокращения: CaO обозначают буквой С, SiO2 — S, Al2O3 — A, Fe2O3 — F, H2O — H. При первых микроскопических исследованиях минерального состава цементного клинкера (табл. 13) трем открытым в нем минералам были присвоены названия по первым буквам латинского алфавита a, b, c (алит, белит, целит) [2].

Процесс производства портландцемента состоит из следующих основных операций: добыча сырьевых материалов; дробление, помол и усреднение состава сырьевой смеси; обжиг

128