Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Гидравлические вяжущие веществаСодержание книги
Поиск на нашем сайте
Гидравлические свойства вяжущих обусловлены наличием в их составе силикатов, алюминатов, ферритов кальция и зависят от гидравлического модуля m и температуры обжига сырья: m = , m более 9 для воздушной извести, m = 1,7-9 для гидравлической извести, m = 1,1-1,7 - для романцемента, m = 1,9-2,4 - для портландцемента. Усиление гидравлических свойств в ряду «воздушная известь гидравлическая известь романцемент» связано с уменьшением гидравлического модуля с 9 до 2 при одинаковой температуре обжига 1000 0С. Увеличение температуры обжига сырья с 1000 0С до 1450 0С, при которой наблюдается частичное плавление, приводит к получению качественно нового вяжущего - портландцемента.
Портландцемент Портландцементом называют гидравлическое вяжущее вещество, в составе которого преобладают высокоосновные силикаты Са (70-80%). Его получают совместным помолом клинкера с добавкой природного гипса (3-5%). Клинкер представляет собой зернистый камнеподобный материал, получаемый обжигом до спекания (при 1450 0С) тщательно подобранной сырьевой смеси. Добавка гипса вводится для регулирования сроков схватывания портландцемента. Открытие портландцемента (1824-1825 гг.) связывают с именами Е.Г.Челиева и Д.Аспдина (Великобритания). Сырьем для производства портландцемента служат: - известняки с высоким содержанием СаСО3 (мел, плотный известняк и др.); - глинистые породы состава Al2O3.nSiO2.mH2O (глины, глинистые сланцы); - корректирующие добавки (пиритные огарки, трепел, опока, бокситы и др.). Соотношение между карбонатными и глинистыми составляющими сырьевой смеси 3:1 (75% известняка и 25% глины). Возможна замена глинистого и частично карбонатного компонента побочными продуктами промышленности - доменными или электротермофосфорными гранулированными шлаками, а также нефелиновым шламом, получающимся при производстве глинозема. Производство портландцемента - сложный технологический и энергоемкий процесс, состоящий из ряда операций, которые можно разделить на две основные стадии. Первая - производство клинкера, вторая - измельчение клинкера совместно с гипсом, а в ряде случаев и с активными минеральными добавками. Производство клинкера складывается из следующих технологических операций: - добыча и доставка сырьевых материалов, их подготовка; - приготовление сырьевой смеси заданного состава путем помола и смешивания сырьевых компонентов в определенном количественном соотношении; - обжиг сырьевой смеси до спекания; - интенсивное охлаждение клинкера; - складирование клинкера. Производство портландцемента включает: - подготовку минеральных добавок (дробление, сушку); - дробление гипсового камня; - помол клинкера с активными минеральными добавками и гипсом; - складирование, упаковку и отправку цемента потребителю. Производство клинкера может осуществляться сухим, мокрым и комбинированным способом. Сухой способ заключается в приготовлении сырьевой муки в виде тонкоизмельченного сухого порошка (из сухих или предварительно высушенных материалов) с остаточной влажностью 1-2%. При мокром способе сырьевые материалы измельчаются и смешиваются в присутствии воды, поэтому смесь получается в виде водной суспензии - шлама с влажностью 35-45%. Это наиболее энергоемкий способ. Комбинированный способ заключается в том, что приготовленный шлам до поступления в печь обезвоживается на фильтрах до влажности 16-18%. Однако энергоемкость производства в целом остается высокой. Обжиг сырьевой смеси осуществляется в основном во вращающихся печах, работающих по принципу противотока. Печь имеет небольшой наклон и вращается со скоростью 1-2 об/мин. При мокром способе производства длина печи достигает 185 м. Сырье подается в печь со стороны ее верхнего (холодного) конца и при вращении печи медленно двигается к нижнему (горячему) концу, со стороны которого вдувается топливо (природный газ, мазут, воздушно-угольная смесь), сгорающее в виде 20-30-метрового факела. Двигаясь навстречу горячим газам, образующимся при сгорании топлива, сырье проходит различные температурные зоны. В каждой зоне проходят различные физико-химические превращения, в результате которых и получается цементный клинкер. Полученный в печи раскаленный клинкер поступает в холодильник, где резко охлаждается холодным воздухом. Клинкер выдерживают на складе 1-2 недели. Химический состав клинкера выражают содержанием оксидов (% по массе): СаО - 63-66 %, SiO2 - 21-24 %, Al2O3 - 4-8 %, Fe2O3 - 2-4 %. В процессе обжига, доводимого до спекания смеси, главные оксиды образуют силикаты, алюминаты и алюмоферрит кальция в виде минералов кристаллической структуры, а некоторая их часть входит в стекловидную фазу. Минеральный состав клинкера: - алит 3СаО. SiO2 (С3S) - 45-60% - самый важный минерал, определяет быстроту твердения, прочность и другие свойства; - белит 2СаО. SiO2 (С2S) - 20-30% - медленно твердеет, но достигает высокой прочности при длительных сроках твердения; - трехкальциевый алюминат 3СаО. Al2O3 (С3А) - 4-12% - быстро гидратируется и твердеет, но конечная прочность его небольшая; является причиной сульфатной коррозии цементного камня; - четырехкальциевый алюмоферрит 4СаО. Al2O3 .Fe2O3 (С4АF) - 10-20% по скорости твердения занимает промежуточное положение между С3S и С2S. - клинкерное стекло 5-15% - затвердевшая в виде стекла часть расплава, содержит СаО, Al2O3 , Fe2O3 , MgO, К2О, Na2O. - свободные оксиды кальция и магния могут присутствовать в виде зерен (СаО своб) и в виде минерала периклаза (MgО своб); их содержание не должно превосходить 1% и 5% соответственно; в случае их повышенного содержания может проявляться неравномерное изменение объема цемента при твердении и появление трещин; - щелочные оксиды Na2O и К2О – их содержание не должно превышать 0,6%, так как при большем содержании они могут явиться причиной коррозии цементного бетона. Твердение портландцемента происходит благодаря сложным физико-химическим процессам взаимодействия клинкерных минералов и гипса с водой. 2(3СаО. SiO2) + 6H2O = 3СаО. 2SiO2. 3H2O + 3Са(ОН)2 гидросиликат Са гидроксид Са 2(2СаО. SiO2) + 4H2O = 3СаО. 2SiO2. 3H2O + Са(ОН)2 3СаО. Al2O3+ 6H2O = 3СаО. Al2O3. 6H2O гидроалюминат Са В присутствии 3-5% гипса образуется практически нерастворимое соединение - гидросульфоалюминат кальция (эттрингит), который предотвращает быструю гидратацию С3А за счет образования защитного слоя на его поверхности и замедляет схватывание. Кроме того, роль добавки гипса состоит в улучшение свойств цементного камня (прочности, морозостойкости) за счет уплотнения структуры, связанного с увеличением объема эттрингита в еще не затвердевшей системе. 3СаО. Al2O3 + 3(СаSO4.2H2O) + 26 H2O = 3СаО. Al2O3 . 3СаSO4.32H2O гидросульфоалюминат кальция (эттрингит) 4СаО. Al2O3 . Fe2O3 + mH2O = 3СаО. Al2O3 . 6H2O + СаО. Fe2O3. nH2O гидроалюминат Са гидроферрит Са Структура цементного камня может быть представлена как микроскопическая неоднородная дисперсная система - “микробетон” (по В.Н. Юнгу). Цементный камень включает: - продукты гидратации цемента * гель гидросиликатов (до 75% объема) и другие новообразования; * кристаллы Са(ОН)2 и эттрингита; - непрореагировавшие зерна клинкера - клинкерный фонд; - поры: * поры геля (менее 0,1 мкм), * капиллярные поры (от 0,1 до 10 мкм) между агрегатами частиц геля, * воздушные поры (от 50 мкм до 2 мм). Свойства портландцемента Тонкость помола цемента определяет быстроту твердения и прочность цементного камня. Она должна быть такой, чтобы через сито № 008 проходило не менее 85% массы пробы (Sуд = 2500-3000 см2/г.). Истинная плотность = 3,05-3,15 г/см3. Насыпная плотность в среднем составляет 1300 кг/м3. Водопотребность портландцемента характеризуется количеством воды (% от массы цемента), необходимым для получения цементного теста нормальной густоты и составляет 22-28%. Сроки схватывания цементов определяют с помощью прибора Вика (табл. 6.2). Для информации в таблице приведены сроки схватывания и основного алюминатного цемента – глиноземистого. Таблица 6.2 Сроки схватывания цементов
Равномерность изменения объема. К неравномерному изменению объема приводят местные деформации, вызываемые расширением СаО своб и MgО своб при их гидратации. Марка портландцемента определяется испытанием стандартных образцов размером 4х4х16 см, изготовленных из цементно-песчаного раствора 1:3 (по массе) через 28 суток твердения (первые сутки - в формах во влажном воздухе, затем без форм в воде). Марки портландцемента представлены в табл.6.3. Тепловыделение зависит от минерального состава клинкера и тонкости помола. Данные тепловыделения клинкерных минералов приведены в табл.6.4. Таблица 6.3 Требования к прочности образцов
Таблица 6.4
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-19; просмотров: 414; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 13.58.110.182 (0.007 с.) |