Некоторые общие сведения о цементе
(Процитирую отдельные фрагменты из замечательной книги Федора Михайловича Иванова «Цементный бетон», - ну просто нечего добавить к словам мэтра и великого популяризатора бетоноведения.)
Цемент представляет собой тонкоразмолотый минеральный порошок, способный при смешении с водой образовывать пластичную массу, с течением времени затвердевающую в камневидное тело.
Наиболее распространенный цемент, называемый портландцементом, получают путем обжига при высокой температуре (1400-1500 °С) природного сырья в виде мергелей или искусственной смеси известняка с глиной и другими материалами. Обжиг производится в специальных печах. Обычно цементооб - жигательная печь - это огромный, длиной 100-150 метров горизонтально расположенный цилиндр, выложенный внутри огнеупорным кирпичом и медленно вращающийся. Печь устанавливается с наклоном; благодаря этому материалы в ней, пересыпаясь, постепенно передвигаются от одного конца к другому. При обжиге получается спекшийся материал, часть которого расплавилась и застыла в стекловидном состоянии. Этот материал носит название цементного клинкера. На рис. 7.1-1 показано строение цементного клинкера при небольшом увеличении. Из рисунка видно, что он состоит из кристаллических минералов, соединенных стекловидным веществом.
Цементный клинкер подвергается размолу в тонкий порошок, с добавкой при размоле нескольких процентов гипса (обычно до 5%) - и цемент готов.
Цементный клинкер имеет сложный состав. В него входят соединения извести с окисью кремния, так называемые силикаты кальция. Они составляют основную часть - около 75% клинкера. Большое влияние на свойства клинкера оказывают содержащи - ся в нем соединения окиси алюминия с окисью кальция, которые называются алюминатами кальция. Одно из этих соединений, преимущественно представляющее алюминаты кальция, - трехкальциевый алюминат, в большой степени влияет на технические свойства цемента. Это вещество очень быстро соединяется с водой, но не дает устойчивых соединений. В зависимости от вида исходных материалов и условий обжига состав цементного клинкера изменяется, а следовательно, и его технические свойства. Портландцемент, выпускаемый различными заводами, имеет общее название и общие характеристики по прочности, но может различаться по составу. Различие в составе клинкера определяют такие важные технические свойства цемента, как скорость затвердевания, устойчивость в природных водах, морозостойкость и др.
Состав и свойства минералов, входящих в цементный клинкер, изучаются специальной отраслью науки - химией цемента.
В цементный клинкер при помоле могут вводиться, кроме гипса, и другие добавки: горные породы, шлаки, которые, присутствуя в цементе в количестве до 10-15 %, существенно не ухудшают его прочности, позволяя таким образом экономить более дорогой клинкер. Однако там, где требуется высокая морозостойкость (например, в дорожных покрытиях), рекомендуется применять цемент, полученный размолом цементного клинкера, без каких-либо добавок, кроме гипса.
Помимо портландцемента, выпускается большое количество различных цементов, отличающихся составом сырья, из которого их получают, способом производства и свойствами. Советская цементная промышленность выпускает специальные цементы, предназначенные для особых условий службы бетона и специальных целей. Значительное количество разновидностей цементов получается на основе портландцементного клинкера путем добавки к нему различных веществ. В таблице 7.1-1 дан краткий перечень важнейших цементов с указанием их назначения, особенностей и области применения.
|
Рис. 7.1-1 Частица цементного клинкера в разрезе при увеличении в 100 раз |
Чем тщательнее подобран состав сырья, чем лучше проведен процесс обжига и чем тоньше размолот цемент, тем выше его качества и тем большую прочность
|
Наименование цемента |
Основные свойства |
Где применяется |
|
Портландцемент |
Цементное тесто, растворы и бетоны способны затвердевать под водой. Основную прочность приобретает за месяц твердения. |
В дорожных, гидротехнических и промышленных сооружениях, в конструкциях, подверженных действию атмосферных условий. |
|
Портландцемент с гидравлическими добавками (пуццо - лановый портландцемент) |
Твердеет более медленно, чем портландцемент. Бетон на этом цементе более водоустойчив и плотен, но легче разрушается от действия мороза. |
В подводных и подземных частях гидротехнических сооружений, мостов, труб и др. |
|
Шлаковыйпортланд - цемент (шлакопортландцемент) |
Те же свойства, что и у пуццолано - вого портландцемента. |
Там же, где портландцемент, а также в обычных конструкциях промышленных сооружений. |
|
Пластифицированный портландцемент |
По сравнению с портландцементом дает более подвижные бетонные или растворные смеси. |
Там же, где и обычный портландцемент. |
|
Гидрофобный портландцемент |
Устойчив к хранению в сырых условиях. |
Там же, где и обычный портландцемент. |
|
Смешанные цементы (состоят из портландцемента и минеральных добавок или из местных вяжущих материалов: извести, шлаков) |
Имеют пониженную прочность и морозостойкость. |
Для строительных растворов и бетона невысокой прочности. |
|
Расширяющийся цемент |
Обладает способностью увеличивать объем при твердении. |
Для восстановления поврежденных железобетонных конструкций, для водонепроницаемых штукатурок |
|
Глиноземистый цемент |
Быстро твердеет, выделяет большое количество тепла при твердении. Стоек в растворах гипса и других солей (кроме сернокислого натрия и щелочей). Не выдерживает температур выше 30 °С при затворении и в первые сроки твердения. |
Для аварийных работ, в строительстве сооружений в агрессивных водах |
|
Таблица 7.1-1 |
Может он обеспечить при затворении его водой. Но более активный цемент всегда более чувствителен к действию влаги и углекислоты, содержащихся в воздухе, и при хранении быстрее теряет активность. Это видно на рис. 7.1-3. Чем мельче частицы цемента, тем больше их поверхность на каждый грамм цемента и боль
ше процент потерь при образовании на их поверхности пленки одинаковой толщины. Поэтому современные тонкомолотые высокоактивные цементы требуют тщательной упаковки, хранения и быстрого употребления в дело.
