64. Химический и минеральный состав портландцементного клинкера; влияние состава на свойства портландцемента.

ЦЕМЕНТЫ, порошкообразные, минеральные, вяжущие материалы, образующие при взаимодействии с водой или водными растворами солей пластичную массу, превращающуюся со временем в твердое камневидное тело; основного строительного материала. Наибольшее распространение получил так называемый портландцемент, содержащий высокоосновные силикаты кальция. Химический состав портландцементного клинкера Соединение Химическая формула Содержание в клинкере, % по массе, Оксид кальция СаО Химическая формула Содержание в клинкере, 63-66% по массе , Диоксид кремния Si02 21-24 % по массе, Оксид алюминия А12Оэ 4-8 % по массе, Оксид железа Fe203 2-4 % по массе, Прочие MgO, S03, Na20, ТЮ2 3-5 % по массе. При обжиге до спекания эти вещества, соединяясь в различных соотношениях, образуют силикаты и алюминаты кальция, которые входят в состав клинкера в виде минералов кристаллической структуры. Некоторая их часть образует стекловидную фазу. К основным минералам клинкера относятся алит и белит (силикаты кальция), а также трехкальциевый алюминат и алюмоферрит кальция (алюминаты кальция). Каждый из них можно синтезировать отдельно, что дает возможность сопоставлять свойства минералов. Алит — основной минерал клинкера. Его химическая формула ЗСаО • Si02, сокращенно C3S. Алита в клинкере содержится 45...60%, т.е. больше, чем любого другого минерала. Алит отличается быстротой твердения и большой прочностью. Белит — второй по значению клинкерный минерал. Состав белита выражается формулой 2СаО • Si02, сокращенно C2S. Содержание его в клинкере 20...30%. Белит медленно твердеет, но при благоприятных условиях может в длительные сроки образовывать с водой весьма прочные соединения. коллоидное гидратированное соединение CaO-Fe203 осаждается на цементных зернах, что замедляет процесс гидратации других клинкерных минералов.

65.Свойства портландцемента и методы их определения. Активность, марки и классы портландцемента.

Важнейшим свойством портландцемента является его способность твердеть при взаимодействии с водой и переходить в камневидное состояние. Чем выше механическая прочность затвердевшего камневидного тела (раствора, бетона) и чем скорее она достигнута, тем выше качество цемента или иного вяжущего вещества. Поэтому различают:

1) конечную прочность, которая может быть достигнута цементом при твердении;

2) скорость твердения, характеризуемую интенсивностью роста прочности твердеющего цемента во времени.

В соответствии с этим цементы, отличающиеся быстрым ростом прочности, называют быстротвердеющими, а если при этом достигается большая прочность, то и высокопрочными. Механическую прочность затвердевших цементов можно оценивать различными способами, например, по пределу прочности при сжатии, при изгибе, при растяжении и при скалывании образцов той или иной формы. При этом подбор состава смесей, изготовление, хранение и испытание образцов осуществляют, строго выполняя требования, устанавливаемые соответствующими стандартами на то или иное вяжущее вещество в той или иной стране. Все возрастающее значение начинают приобретать неразрушающие методы определения прочности цементов и бетонов с помощью ультразвуковых колебаний. В СССР прочность и другие свойства цементов, а также способы их определения регламентированы ГОСТ 10178—62* («Портландцемент, шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент и их разновидности») и ГОСТ 310—60 («Цементы. Методы физических и механических испытаний»). В соответствии с этими стандартами прочность цементов определяют по показателям прочности при изгибе балочек-размером 40X40X160 мм и при сжатии половинок тех же образцов. Балочки формуют из малопластичного раствора состава 1:3 (цемент : песок) по массе с помощью вибрации (амплитуда 0,35 мм, частота 3000 кол/мин) и испытывают через 28 суток с момента изготовления. Для этого применяют специальный стандартный песок. Растворы готовят при водоЦементном отношении, равном 0,4, причем их консистенция по расплыву конуса после 30 встряхиваний на столике должна характеризоваться диаметром в пределах 105—110 мм. При меньшем расплыве конуса количество воды в растворе увеличивают до получения требуемой подвижности.