Портландцемент

Портландцемент представляет собой гидравлическое вяжущее — продукт тонкого измельчения клинкера. Получается клинкер путем обжига до спекания сырьевой смеси надлежащего состава, обеспечивающего преобладание в получаемом клинкере силикатов кальция (до 70—80%).
Сырьем для портландцемента служат смеси известняковых и глинистых пород, содержащих главным образом следующие окислы: окись кальция СаО, кремнекислоту SiO2, окись алюминия Al2O3 и окись железа Fe2O3. Вместо искусственной сырьевой смеси можно применять и естественные материалы (натуральные — цементные мергели), содержащие указанные окислы в требуемых для производства портландцемента соотношениях. В искусственной смеси сырьевых материалов глина может быть полностью или частично заменена другими материалами соответствующего химического состава, например такими, как доменные шлаки, белитовый шлам и т. п.
В сырье кроме указанных могут содержаться и другие окислы. Чаще всего в сырьевых материалах встречаются MgO и SO3; могут присутствовать также и окись титана TiO2, окись марганца Mn2O3, P2O8 и щелочи. Эти дополнительные включения несколько меняют свойства цемента, но основные качества его определяются количественным соотношением в сырьевой смеси главнейших четырех окислов (СаО, SiO2, Al2O3, Fe2O3). Это соотношение, выраженное в процентах, обычно находится в следующих пределах: СаО 63—67%; SiO2 21—24%; Al2O3 4—7%; Fe2O3 2,5—4%. Содержание дополнительных окислов в сырьевой смеси находится в пределах 3—5%.
В результате взаимодействия главнейших окислов сырьевой смеси при высокой температуре обжига образуются следующие минералы портланддементного клинкера:
трехкальциевый силикат ...........3CaO·SiO2;
двухкальциевый » ..........2CaO·SiO2;
трехкальциевый алюминат...........ЗСаO·Al2O3;
четырехкальциевый алюмоферрит .......4СаO-Al2O3·Fe2O3
В дальнейшем мы будем пользоваться принятыми в цементной промышленности сокращенными обозначениями этих минералов портландцементного клинкера, в которых окислы обозначаются первой буквой их химической формулы (а числовые индексы около этих букв обозначают численные соотношения молекул этих окислов):
3CaO·SiO2............................C3S;
2CaO·SiO2............................C2S;
ЗСаО·Al2O3 ..........................C3А;
4CaO·Al2O3·Fe2O3 ....................C4AF
Эти клинкерные минералы в портландцементе образуются не в чистом виде, а содержат в небольших количествах и другие окислы.
Так, трехкальциевый силикат (C3S) включает небольшое количество MgO и Al2O3, а иногда и другие окислы; двухкальциевый силикат (C2S) содержит примеси титана и железа; четырехкальциевый алюмоферрит можно рассматривать как твердые растворы двухкальциевого алюмината (С2А) и двухкальциевого железа (C2F).
В связи с этим клинкерные минералы портландцемента называют также:
трехкальциевый силикат (C3S) — алитом;
двухкальциевый силикат (C2S) — белитом;
четырехкальциевый алюмоферрит (C4AF) — целитом. Кроме рассмотренных клинкерных минералов портландцементный клинкер может содержать в незначительных количествах и другие составляющие.
Различают две группы основных клинкерных минералов — группу минералов силикатов, к которым относят C3S и C2S, и группу минералов плавней (C3А и C4AF). Соотношение между этими двумя группами обычно находится в сравнительно узких пределах. Содержание отдельных клинкерных минералов в пределах указанных групп может изменяться в широких пределах.
Способность порошкообразного портландцемента образовывать прочное камнеподобное тело проявляется после добавления к нему воды. При этом безводные составляющие портландцемент минералы вступают в химическое взаимодействие с водой, образуя гидросиликаты, гидроалюминаты и гидроалюмоферриты кальция. Это химическое взаимодействие происходит тем более интенсивно, чем сильнее развита поверхность частиц портландцемента, поверхность  его контакта с водой. Поэтому тонкое измельчение клинкера, полученного в результате обжига сырьевой смеси, является необходимым этапом производства портландцемента.
Для получения основных составляющих портландцемент минералов необходимо, чтобы в сырьевой смеси присутствовали такие окислы, как CaO, SiO2, Al2O3 и Fe2O3.
Свойства портландцемента определяются преимущественно его минералогическим составом, т. е. количественным соотношением основных составляющих его минералов — C3S, C2S, C3А и C4AF. Следовательно, для получения портландцемента с определенными заданными свойствами соотношение окислов CaO, SiO2, Al2O3 и Fe2O3 в сырьевой смеси должно быть выдержано с достаточной точностью.

Страницы: 1 2 3 4


Асбестоцемент