Портландцемент, его свойства и состав
Портландцементом называется гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе, получаемое путем совместного тонкого измельчения клинкера и необходимого количества гипса. Клинкер изготовляют путем обжига до спекания сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины, взятых в соотношении, обеспечивающем преобладание в готовом продукте силикатов кальция.
Клинкер является важнейшим компонентом портландцемента и от его состава во многом зависят свойства портландцемента, полученного на его основе. Знание состава клинкера в целом позволяет в значительной степени прогнозировать качество портландцемента как вяжущего вещества. Изменяя состав клинкера, можно получать вяжущие материалы с разнообразными физическими и химическими свойствами.
К портландцементу ГОСТ 10178-62 предъявляет требования в отношении активности (прочности}, сроков схватывания, тонкости помола и равномерности изменения объема при твердении.
Прочность является основным свойством портландцемента и характеризует возможность использования его для разнообразных нужд строительства. По методике, изложенной в ГОСТ 310-60, прочность цемента определяют на балочках 4х4х16 см, приготовленных из раствора нормальной густоты состава 1:3; балочки предварительно испытывают на изгиб, а образовавшиеся половинки - на сжатие. Предел прочности при сжатии цементных образцов в возрасте 28 суток положен в основу подразделения портландцемента на марки. ГОСТ 10178-62 предусматривает выпуск четырех марок портландцемента: 300, 400, 500 и 600. Чем выше марка, т.е. выше прочность, тем более высокую нагрузку при постоянном расходе вяжущего могут воспринимать бетонные конструкции, изготовленные из данного портландцемента. При производстве же бетонов одинаковой прочности из цементов различных марок цемента более высокой марки требуется меньшее количество.
Сроки схватывания портландцемента также регламентируются ГОСТом.
Процесс схватывания характеризуется тем, что приготовленное из вяжущего вещества и воды тесто постепенно теряет подвижность, переходя из полужидкого состояния в более вязкое. Скорость, с которой протекает этот процесс, имеет большое значение при использовании вяжущего вещества. Если цемент схватывается слишком быстро, то изготовленные из него растворы и бетоны надо без промедления транспортировать и срочно укладывать, что не всегда представляется возможным.
Согласно ГОСТ 10178-62 начало схватывания портландцемента должно наступать не ранее чем через 45 мин, а конец схватывания - не позднее чем через 12 ч от начала затворения цемента водой.
Клинкер, как правило, после помола дает быстросхватывающийся продукт. Получение цемента со стандартными сроками схватывания обеспечивается добавкой к клинкеру при помоле двуводного гипса.
Неравномерность изменения объема портландцемента при твердении вызывается следующим. Увеличение объема СаО и MgO при их взаимодействии с водой (гашении) с образованием Са(ОН)2 и Mg(ОН)2 вызывает внутренние растягивающие напряжения в цементном камне. Эти явления могут стать опасными при большом содержании в цементе СаО и MgO. По этой причине ГОСТ 10178-62 ограничивает содержание MgO в клинкере до 5%, а SО3 в готовом продукте - 3,5.
Для улучшения свойств портландцемента при помоле смеси клинкера с гипсом в нее вводят активные минеральные добавки (трепел, диатомит, опоку). Они повышают плотность, водостойкость и солестойкость затвердевшего портландцемента (цементного камня).
При твердении портландцемента происходит выделение гидрата окиси кальция Са(ОН)2 в свободном состоянии. Это вещество, имея относительно высокую растворимость, может вымываться из цементного камня, понижая этим его прочность и долговечность в водных условиях. В воздушно-сухих условиях в результате выщелачивания Са(ОН)2 на поверхности изделия появляются белые пятна, которые портят его внешний вид. Добавки взаимодействуют с гидратом окиси кальция, образуя нерастворимые в воде соединения - гидросиликаты кальция, и этим предотвращают вымывание Са(ОН)2 из затвердевшего цемента.
Содержание активных минеральных добавок в обыкновенном портландцементе не должно превышать 15% по массе. Если их вводят больше чем 15%, то получаются разновидности портландцемента, а именно: при введении природных добавок (трепела, диатомита, опоки) - пуццолановый портландцемент, при использовании доменных гранулированных шлаков - шлакопортландцемент. Эти цементы обладают более высокой водостойкостью и поэтому особенно ценны для гидротехнических сооружений, однако они твердеют медленнее портландцемента и имеют несколько пониженную прочность в ранние сроки твердения.
Тонкость помола цемента влияет на скорость его схватывания и твердения. Чем тоньше измолот цемент, тем выше его прочность, особенно в начальные периоды твердения. Поэтому ГОСТ 10178-62 также предъявляет определенные требования к тонкости помола цемента. Чаще всего тонкость помола цемента характеризуется результатами просеивания его через сита с сетками № 2 и № 008. Номера сеток соответствуют размеру стороны квадратной ячейки сита в свету в мм. Согласно ГОСТ 10178-62 цемент является доброкачественным, если сквозь сито с сеткой № 008 проходит не менее 85% от массы пробы или остаток на сите не превышает 15%.
На практике тонкость помола цемента характеризуют удельной поверхностью, т.е. суммарной поверхности всех частиц, содержащихся в 1 г цемента. У обыкновенного портландцемента удельная поверхность, определенная по методу воздухопроницаемости на приборе ПСХ-4, обычно колеблется в пределах 2500-3000 см2/г.
|
КАТАЛОГ ПРОДУКЦИИ
|
||