Портландцемент
Из всех основных компонентов минералов портландцемента трехкальциевый алюминат наименее химически устойчив, и процесс его гидратации протекает с наибольшей скоростью. Но это гидратное новообразование неустойчиво и обладает невысокой прочностью. Поэтому портландцементы с высоким содержанием трехкальциевого алюмината (алюминатные цементы) имеют повышенную прочность в начальные сроки твердения (1—3 суток); в последующие же сроки твердения прочность цементного камня из алюминатных цементов ниже, чем из цементов с нормальным содержанием трехкальциевого алюмината. При производстве асбестоцементных изделий желательно, чтобы содержание в портландцементе трехкальциевого алюмината не превышало 8%.
Четырехкальциевый алюмоферрит при действии на него воды в процессе твердения портландцемента подвергается гидролизу и гидратации, которые могут идти по следующей реакции:
4СаО·Al2O3·Fe2O3 + mH2O = ЗСаО·Al2O3·6H2O + СаО · Fe2O3· nH2O.
По скорости гидратации и наращивания механической прочности четырехкальциевый алюмоферрит при тонком измельчении приближается к трехкальциевому силикату. При тонком измельчении он обладает высокой прочностью при растяжении, что важно для асбестоцементных изделий. Но четырехкальциевый алюмоферрит — наиболее трудноизмельчаемый клинкерный минерал, поэтому при производстве портландцемента его не удается достаточно тонко измельчить. Однако это более желательный компонент портландцемента, чем трехкальциевый алюминат. При использовании портландцементов с повышенным содержанием четырехкальциевого алюмоферрита и соответственно с пониженным — трехкальциевого алюмината получаются более качественные асбестоцементные изделия. Повышения в портландцементе содержания четырехкальциевого алюмоферрита путем соответствующего снижения в нем количества трехкальциевого алюмината достигают, вводя в сырьевую шихту дополнительное количество окислов железа в виде пород с высоким содержанием Fe2O3.
Наиболее эффективно используется четырехкальциевый алюмоферрит при применении песчанистого цемента, полученного совместным помолом портландцементного клинкера с песком. В связи с тем, что твердость кварцевого песка высокая, четырехкальциевый алюмоферрит измельчается более тонко, чем при помоле одного клинкера.
В сырьевых материалах, применяемых для производства портландцемента, почти всегда содержатся щелочи (Na20 и K2O). При обжиге они частично улетучиваются, но некоторое их количество все же сохраняется в клинкере. Присутствие щелочей в цементе нежелательно, так как они вызывают непостоянство сроков схватывания. Поэтому в цементном клинкере их должно быть не больше 1%.
Особенно нежелательны они в том случае, если клинкер используется для производства цветных асбестоцементных изделий, так как наличие щелочей способствует выцветанию цементов, и это особенно сказывается на цветных поверхностях.
Поскольку процесс гидратации протекает на поверхности зерен портландцемента, большое влияние на него оказывает тонкость помола портландцемента.
Так как параллельно с процессом гидратации протекает и твердение портландцемента, то увеличение тонкости помола существенно влияет на кинетику нарастания прочности цемента, как это видно из табл. 9.
Таблица 9. Зависимость прочности и скорости твердения портландцемента от тонкости его помола (по данным В. В. Товарова)
Тонкость помола цемента имеет важное значение в асбестоцементном производстве. Чем сильнее измельчены зерна портландцемента, тем прочнее связываются они с волокнами асбеста и удерживаются на их поверхности. Но с возрастанием тонкости помола возрастает удельная поверхность цемента (суммарная поверхность 1 г его зерен), что влечет за собой увеличение его водоудерживающей способности. Если использовать чрезмерно измельченный цемент, то сформованный полуфабрикат будет содержать повышенное количество воды, что снижает плотность готового изделия. Особенно неблагоприятно влияет на качество асбестоцементных изделий чрезмерное измельчение алюминатного цемента, т. е. цемента с повышенным содержанием трехкальциевого алюмината, обладающего более высокой водопотребностью при гидратации и водоудерживающей способностью. Поэтому в портландцементе, применяемом для производства асбестоцементных изделий, следует ограничивать как верхний, так и нижний пределы тонкости помола, причем для цементов с повышенным содержанием трехкальциевого алюмината пределы измельчения должны быть ниже, чем для цементов нормального минералогического состава.
Стандартной характеристикой тонкости помола портландцемента является процент остатка, который получается при его просеивании на сите 0080.
Однако характеристика тонкости измельчения цемента только по остатку на сите для асбестоцементного производства недостаточна, так как она дает представление лишь о содержании в цементе наиболее крупных фракций (которые составляют не более 12%), но не отвечает на вопрос, какова же степень измельчения основной, прошедшей через контрольное сито массы порошка.
При производстве асбестоцементных изделий требуется цемент, измельченный до определенного размера его зерен или до определенной удельной поверхности (т. е. до определенной величины поверхности его зерен, содержащихся в 1 г цемента). Поэтому в процессе испытаний необходимо контролировать не только остаток на сите № 0080, но и удельную поверхность цемента на приборе конструкции Гипроцемента (В. В. Товарова). Применяемый для производства асбестоцементных изделий цемент нормального минералогического состава должен иметь удельную поверхность в пределах 2900—3400 см?/г, а при повышенном содержании трехкальциевого алюмината — 2500—2900 см2/г.
Страницы: 1 2 3 4