18Разновидности пц, их особенности. Области применения.

Быстротвердеющий хар-тся быстрым нарастанием прочности в первые 3сут. твердения, кот.достигается за счет содержания в клинкере активн.мин-ов (C3S+С3А=60...65%) и за счет повышения тонкости помола клинкера до 3500...4000 см2/г. При помоле БТЦ доп-ся введение активн.мин.добавок (не более 15%) или доменных гранулированных шлаков (до 20% по массе). Марок 400 и 500 прим. при изг-ии сборных высокопрочных и предв-льно напряженных ж/б изд. Прим-ние д/соор. из монолитного бетона позволяет сократить сроки выдержки констр. в опалубке. При хранении 1...2 месяца утрачивает с-во быстро твердеть и набирает прочность. Хранить длит. время нецелесообразно. В ряде случаев применять нельзя. Из-за высокого содержания в клинкере C3S и С3А при гидратации образуется большое кол-во Са(ОН)2 и гидроалюминатов кальция, что делает цем. камень не стойким к хим.коррозии. Прим. д/констр,работ-их в неагрессивной среде. Из бетона на БТЦ не выполняют массивные конструкции. Тепловыделение вызывает сильный разогрев ядра констр., а внешн.пов-ти охлаждаются. Из-за перепада t могут возникнуть терм.напр-ния -приводит к растрескиванию констр.

Д/ускорения твердения бетона применяют также цементы с добавками - крентами. Они содержат безводный трехкальциевый сульфоалюминат, сульфоферрит, смесь сернокислого алюминия и сернокислого железа. При помоле клинкера обычного ПЦ вводят 2...5% добавок. Они ускоряют твердение и повышают прочность цемента на 5...10МПа. Прим-ие таких цементов позволит отказаться от пропаривания изделий и сократить затраты топлива и э/энергии.

Пластифицированный получают помолом ПЦого клинкера вместе с гипсом и пластифицирующими добавками в виде концентрата сульфитно-спиртовой барды (ССБ) или кальциевой соли лигносульфоновой кислоты (ЛСТ) и др.добавок в кол-ве 0,15...0,25 % от массы цемента. Марки 400 и 500. ППЦ придает растворным и бетонным смесям повышен.подвижность по сравн. с обычным ПЦ при одинаковом расходе воды. Эффект пластификации исп-уют д/уменьшения воды в р-ре, повышении плотности, морозостойкости и водонепроницаемости. ППЦ реком-ся д/изг. бетонов д/дорожного, аэродромного и гидротехнического стр-ва.

Гидрофобный получают путем введения при измельчении клинкера 0,1...0,3  % мылонафта, асидола, синтетических жирных кислот и др. гидрофобизирующих добавок. Цем. зерна, покрытые слоем гидрофобного вещ-ва не поглощают влагу из атмосферы и след-но, при хранении на воздухе не происходит гидратация зерен цемента. При длит.хранении ГПЦ добавкой активность его снижается незначительно. ГПЦ должен удовлетворять треб-ям, что и обычный ПЦ. Доп-ное треб-ние - невпитывание воды, нанесенной на пов-ость пробы цемента в течение 5мин. При перемешивании с водой гидрофобные оболочки на зернах цемента разрушаются. ГПЦ замедленно схватывается и набирает прочность по сравнению с обычным ПЦ. Применяют в гидротехническом, дорожном и аэродромном строительстве.

Сульфатостойкий изгот-ют тонким помолом из клинкера след. минер. состава: C3S - не более 50%; С3А - не более 5; С3А + C4AF - не более 22; MgO - 5%. Введение инертных и активных мин. добавок не доп-ся. В таком составе ум-ется возможность образования в бетоне под действием сульфатных вод гидросульфоалюмината кальция - «цементной бациллы». Марка 400. Прим-ют д/изг.конст., подверженных действию сульфатных вод и д/морозостойкого бетона.

Белый- вяжущее в-во, твердеющее на воздухе и в воде, получаемое измельчением белого маложелезистого клинкера, белых мин. добавок и гипса. Марки 400 и 500. По степени белизны: три сорта с коэф. отражения соот-но не менее 80, 75 и 68%. Начало схватывания должно наступать не ранее чем через 45мин, конец - не позднее 12ч после затворения водой. Тонкость помола: через сито с сеткой №008 должно проходить не менее 88% массы просеиваемой пробы. Прим-ют д/архитектурно-отделочных работ, а также в качестве вяжущего при пригот-ии окр.составов. На его основе при тщательном смешивании или совместном помоле со щелочестойкими пигментами получают цветные ПЦы.

Цветной - вяжущее в-во, твердеющее на воздухе и в воде, получаемое путем совместного помола белого или цветного клинкера (не менее 80%), мин. (не более 15%) и орган.красителей, гипса и активной мин.добавки (не более 6%). Орган-ие пигменты вводят~в к-ве не более 0,5% от массы. Красящие добавки: свето- и щелочестойкие. Введение пигментов и красителей снижает активность ПЦ. Марки 300, 400 и 500 желтого, розового, красного, коричневого, зеленого, голубого и черного цветов. Красный, желтый, коричневый цементы получают с использованием оксидов железа (охры, железного сурика, гематита), черный - диоксида марганца, углеродистых пигментов, зеленый - оксида хрома, фталоцианового пигмента, голубой - ультрамарина. ЦПЦ пр-ют д/архит-отделочных работ, а также в качестве вяжущего при приготовлении окр.составов, д/отделки стеновых панелей, подоконников, лестничных ступеней, в дорожных работах

11.клинкер Портландцемент и его разновидности являются основными вяжущими веществами в современном строительстве. В СССР его производство составляет около 65 % выпуска всех цементов.

Портландцементом называют гидравлическое вяжущее вещество, получаемое тонким помолом портландцементного клинкера с гипсом, а иногда и со специальными добавками.

Портландцементный клинкер — продукт обжига до спекания тоикодисперсной однородной сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины или некоторых других материалов (мергеля, доменного шлака и пр.). При обжиге обеспечивается преимущественное содержание в клинкере высокоосновных силикатов кальция.

Для регулирования сроков схватывания портландцемента в клинкер при помоле вводят двуводный гипс в количестве 1,5—3,5 % (по массе цемента в пересчете на S03).

По составу различают портландцемент без добавок, портландцемент с минеральными добавками, шлакопорт-ландцемент и др.

Исходным сырьем для производства портландцемента служат горные породы — мергели, известняковые (известняки, мел, ракушечник, известковый туф и др.) и

глинистые горные породы. С известняком в состав цемента, вносится основной оксид СаО; с глиной — оксиды кремния, алюминия, железа; с мергелем —все необходимые оксиды.

В природе редко встречаются горные породы, химический состав которых обеспечивал бы получение после обжига портландцементного клинкера необходимого качества, поэтому сырьевую смесь составляют из двух или нескольких компонентов. Соотношение компонентов сырьевой смеси выбирают с таким расчетом, чтобы полученный при обжиге портландцементный клинкер имел следующий химический состав: 63—68 % СаО; 4—8 % А!203; 19—24 %Si02; 2—6 % Fe203. Обычно сырьевая смесь состоит из 75—78 % известняка и 25—22 % глины.

Производство портландцемента состоит из следующих основных процессов: добычи сырья и подготовки сырьевой смеси, обжига смеси до спекания с получением клинкера, помола клинкера в тонкий порошок совместно с добавками.

Сырье для производства портландцемента добывают открытым способом в карьерах, расположенных, как правило, вблизи цементных заводов. Для доставки сырья используют рельсовые и подвесные дороги, автомобильный транспорт и т. д.

В зависимости от свойства сырья и типа обжигательных печей сырье к производству готовят мокрым или сухим способом. При мокром способе компоненты измельчают и смешивают в присутствии воды, и смесь в виде жидкой массы (шлама) обжигают; при сухом способе сырьевые компоненты измельчают, смешивают и обжигают в сухом виде.

Производство портландцемента мокрым способом (рис. 43). Мягкие горные породы (глину и мел), применяемые в качестве сырьевых компонентов предварительно дробят в валковых дробилках и измельчают в специальных бассейнах-болтушках в присутствии 36—42 % воды по массе. Суспензии глины и мела в заданных соотношениях поступают в шаровые мельницы для тонкого измельчения. Если в качестве известкового компонента применяют твердый известняк, то его подвергают двухстадийному дроблению на щековой и молотковой дробилках, а затем измельчают в шаровых мельницах совместно с глиняной суспензией, получаемой в болтушках.

Шаровая многокамерная мельница — стальной цилиндр длиной 8—15 м диаметром 1,8—3,5 м, внутренняя поверхность которого облицована стальными плитами. Мельница вращается на полых цапфах, через которые, с одной стороны, ее загружают, а с другой — разгружают. Смесь известняка, глины и воды проходит через все камеры мельницы и, измельчаясь под ударами стальных шаров и цилиндров, выходит из нее в виде сметанооб-разной массы — шлама.

Шлам перекачивают насосами в цилиндрические шламбассейны для корректировки его состава. При корректировке устанавливают химический состав шлама (в основном определяют содержание углекислого кальция) и в соответствии с полученными данными добавляют к нему строго определенное количество шлама другого состава (обогащенного или обедненного известняком). Скорректированный таким образом шлам перекачивают в шламбассейны для хранения. В этих бассейнах шлам постоянно перемешивают. По мере необходимости шлам насосами подают на обжиг.

Сырьевую смесь обжигают во вращающихся печах (рис. 44), представляющих собой сварной цилиндр диаметром 4—5 и длиной 150—185 м, футерованный изнутри огнеупорным материалом. Печь расположена под небольшим уклоном к горизонту и медленно вращается вокруг своей оси. Питатели-дозаторы подают шлам в верхний конец печи. Вследствие вращения печи и наклона ее к горизонту обжигаемый материал перемещается к нижнему концу печи. Навстречу ему движутся горячие топочные газы, образовавшиеся при сгорании топлива (пылевидный уголь, мазут, газ), подаваемого через форсунку в нижней части печи.

Шлам омывается горячими газами и подсушивается, образуя комья. По мере продвижения материала при 500—750 9С выгорают органические вещества и начинается дегидратация — выделение химически связанной воды из глинистой составляющей, сопровождаемая потерей пластичности и связующих свойств. Комья материала распадаются в подвижный порошок. При 750—800 °С и выше в материале начинаются реакции в твердом состоянии между его составляющими. Их интенсивность возрастает с повышением температуры. Происходит сцепление отдельных частичек порошка я образование гранул разного размера. При прохождении зоны с температурой 900—1000 °С происходит диссоциация карбонатов кальция с выделением оксида кальция и углекислого газа, который уносится с продуктами горения. Оксид кальция СаО вступает в химическое взаимодействие с глиноземом, оксидом железа и кремнеземом. Реакции химического связывания СаО протекают в твердом состоянии достаточно интенсивно при 1200—1250 °С, при этом образуются следующие химические соединения: 2CaO-Si02 (двухкальциевый силикат), ЗСаО-А12Оз (трехкальциевый алюминат) и4СаО-•А120з-?е20з (четырехкальциевый алюмоферрит). При температуре свыше 1300°С ЗСаО-А1203 и 4СаО-А1203-•Fe203 переходят в расплав, в котором частично растворяются СаО и 2CaO-Si02 до насыщения раствора; в растворенном состоянии они реагируют между собой, образуя трехкальциевый силикат ЗСаО- Si02 — основной минерал портландцемента. Процесс образования трехкаль-циевого силиката, выделяющегося из жидкой фазы в виде кристаллов, способных расти, обычно происходит около 1450 °С. При понижении температуры до 1300°С жидкая фаза застывает, процесс спекания заканчивается.