Вся електронна бібліотека >>>

Зміст книги >>>

 

Побут. Господарство. Будівництво. Техніка

Будівельні матеріали


Книги з будівництва та ремонту

 

НЕОРГАНІЧНІ В'ЯЖУЧІ РЕЧОВИНИ

Портландцементи з активними мінеральними добавками

 

 

Активні мінеральні (інакше гідравлічні) добавки можуть бути природними і штучними. До природних активних мінеральних добавок відносять деякі осадові гірські породи (діатоміт, трепел, опоку, глиежи - природно обпалені глинисті породи), а також породи вулканічного походження (вулканічний попіл, туф, пемзу, трас). В як штучних активних мінеральних добавок використовують побічні продукти й відходи промисловості: быстроохлажденные (гранульовані) доменні і электротермофосфориые шлаки, паливні золи і шлаки, нефеліновий шлам (побічний продукт виробництва глинозему, що складається на 80 % з двухкальциевого силікату), обпалені при температурі 800 °З глини (глиниты, цемянка) та ін.

У складі мінеральних добавок в значній кількості містяться хімічно активні складові: аморфний водний діоксид кремнію (діатоміти, трепели та інші осадові породи); аморфний диоксид кремнію і алюмосилікати (вулканічні та штучні добавки); метакаолинит і активний глинозем (у добавки, що містять обпечене глиниста речовина - глиниты, глиежи, зола-винесення та паливні шлаки). Якщо такі добавки тонко подрібнити, то в присутності вологи, навіть при звичайній температурі, вони здатні взаємодіяти з гідроксидом кальцію, що знаходяться у вапна або виділився при твердінні портландцементу, утворюючи практично нерозчинні продукти реакції.

В результаті повітряна вапно набуває гідравлічні властивості, а портландцемент - спеціальні властивості і більш низьку собівартість.

В залежності від виду активної мінеральної добавки і її кількість портландцементу з мінеральними добавками розділені на три види: портландцемент з мінеральними добавками (ПЦД), пуцолановий портландцемент (ППЦ) і шлакопортландцемент (ШПЦ).

Портландцемент з мінеральними добавками (ПЦД) отримують подрібненням клінкеру, мінеральних добавок і гіпсу. Гранично допустимий вміст мінеральних добавок у цементі (ГОСТ 10178 - 85) не повинно перевищувати 20%. При цьому практично зберігаються всі властивості портландцементу, крім морозостійкості (вона трохи нижче), а деякі властивості поліпшуються (більше водостійкість, менше тепловиділення, більш висока опірність корозії першого виду). При його отриманні економиться портландцементний клінкер, що сприяє зниженню собівартості цементу. Марки такого цементу ті ж, що і у портландцементу: 400, 500, 550 і 600. За спеціальним дозволом допускається на окремих заводах випускати ПЦД МЗОО. ПЦД успішно застосовують у будівництві замість портландцементу, за винятком випадків, коли потрібна висока морозостійкість.

 

 

 Портландцемент з мінеральними добавками має різновиди: швидкотвердіючий портландцемент ПЦД-Б (ГОСТ 10178-85) і сульфатостійкий портландцемент з мінеральними добавками - СПЦД (ГОСТ 22266-76). Для отримання зазначених цементів використовують клінкер, склад якого аналогічний клінкеру відповідно цементу і сульфатостійкого портландцементу (див. с. 157), і мінеральні добавки - гранульований шлак (не більше 10...20%) або трепел, опоку, діатоміт (не більше 5... 10 %). Такі цементи випускають М400 і 500 і застосовують практично нарівні з швидкотверднучим і сульфатостійким портландцементом.

 Пуцолановий портландцемент виготовляють шляхом спільного тонкого помелу клінкеру, що містить не більше 8 % С3А, необхідної кількості гіпсу і активної мінеральної добавки 20...40 %, або ретельним змішуванням тих же матеріалів, подрібнених роздільно. Зміст активних мінеральних добавок встановлюють з урахуванням активності мінеральної добавки і мінерального складу клінкеру. У відповідності з ГОСТ 22266-76 він віднесений до групі сульфатостійких цементів і випускається МЗОО і 400.

 Шлакопортландцемент (ШПЦ) виготовляють так само, як і пуцолановий портландцемент, але в якості активної мінеральної добавки використовують доменні гранульовані шлаки, зміст яких має бути не менше 21 % і не більше 80% від маси цементу.

Доменні шлаки являють собою продукт сплавлення речовин, що знаходяться в пустої породи руди і палива в основному у вигляді глини з флюсами (плавнями), якими зазвичай є вапняк і доломіт. При виплавки 1 т чавуну в середньому виходить 0,6...0,75 т шлаку.

За хімічним складом доменні шлаки в основному складаються з CaO, SiO2, A12O3 і частково MgO, сумарний вміст яких досягає 90...95%. При високій температурі в доменній печі діоксид і оксид кремнію алюмінію глинистих мінералів взаємодіють з оксидом кальцію. При цьому утворюються малоосновные силікати і алюмінати кальцію. Структура і склад сполук у шлаки залежать не тільки від його хімічного складу, але і від умов охолодження. Повільно охолоджений шлаковий розплав встигає закристаллизоваться, і утворюється шлак являє собою конгломерат різних стійких сполук в кристалічному вигляді, зцементованих тим або іншою кількістю шлакового скла. При швидкому охолодженні розплав не встигає закристаллизовываться і шлак утворюється в склоподібному стані. В цьому випадку він має велику хімічну активність. Тому для виготовлення в'яжучих речовин використовують шлаки, які отримують швидким охолодженням розплаву водою. Такі шлаки мають вигляд зерен (гранул) розміром до 10 мм, звідси їх назва - гранульовані.

Якщо модуль основності дорівнює або більше одиниці, шлак називають основним, при модулі менше одиниці - кислим. Гідравлічна активність доменних шлаків в більшості випадків з увеличеием Мо і особливо Ма зростає. Якщо основні шлаки подрібнити і змішати з водою, то вони схоплюються і тверднуть, тобто володіють самостійними в'яжучими властивостями, особливо в присутності активізаторів (наприклад, вапна або гіпсу). Такі шлаки можна вводити в шлакопорт-ландцемент до 50...80 %. Кислі шлаки не володіють самостійними терпкими властивостями, але при наявності гідроксиду кальцію, що виділяється при твердінні клінкерної частини шлакопортландцементу, полімеризуються, утворюючи низкоосновные гидросиликаты і гидроалюминаты кальцію. Щоб уникнути значного зниження морозостійкості і водонепронцаемости бетонів їх дозування повинна бути помірною - не більше 40 %.

Шлакопортландцемент випускають трьох марок: 300, 400, 500. Він має два різновиди: швидкотвердіючий шлакопортландцемент-ШПЦБ М400 і сульфато-стійкий шлакопортландцемент - СШПЦ М300 і 400.

 Швидкотвердіючий шлакопортландцемент виготовляють з високоякісних клінкерів і активних гранульованих шлаків, розмелюючи їх до 4000... 5000 см2/р. По ГОСТ 10178-85 ШПЦБ за 3 діб повинен придбати міцність при стисненні не менше 13,6 МПа, при вигині - не менше 3,4 МПа.

 Сульфатостійкий шлакопортландцемент входить в групу сульфатостійких цементів (ГОСТ 22266-76). Підвищена сульфатостойкость цього цементу забезпечується застосуванням клінкеру і гранульованого шлаку, яких А12Оз не більше 8%. Інші мінеральні добавки, крім шлаку, не допускаються. При такому складі в'яжучого у затверділому бетоні переважають низкоосновные гидросиликаты і гидроалюминаты кальцію і практично відсутній вільний гідроксид кальцію, що і сприяє підвищенню сульфатостойкости шлакопортландцементу порівняно з портландцементом.

 

Зміст книги: «Будматеріали»

 

Дивіться також:

 

 Будівельні матеріали

 

В'яжучі речовини - основа сучасного будівництва

Короткі відомості про розвиток виробництва мінеральних в'яжучих речовин

Класифікація і номенклатура в'яжучих речовин, вихідні матеріали для їх виробництва, добавки

Добавки

 

ЧАСТИНА 1. В'ЯЖУЧІ РЕЧОВИНИ ПОВІТРЯНОГО ТВЕРДІННЯ

ГІПСОВІ ТА АНГІДРИДНІ, В'ЯЖУЧІ РЕЧОВИНИ ТА СИРОВИНА ДЛЯ ЇХ ВИРОБНИЦТВА

Модифікації водного і безводного сульфату кальцію

Технологія гіпсових в'яжучих а - і Р-модифікацій напівгідрату сульфату кальцію з природної сировини

Випал гіпсу у варильних котлах

Гипсоварочный котел

Гіпсове в'яжуче

Отримання високоміцного гіпсу варінням в окидких середовищах

Охорона праці та автоматизація виробництва на гіпсових заводах

Схоплювання і твердіння напівводяного гіпсу

Властивості гіпсових в'яжучих та області їх застосування

Ангідридні в'яжучі

Ангидритовый цемент

Высокообжиговое ангидритовое в'яжучий (эстрихигіпс)

Гіпсові та ангідридні в'яжучі з побічних матеріалів хімічної промисловості

 

ГЛАВА 2. ВАПНО БУДІВЕЛЬНА ПОВІТРЯНОГО ТВЕРДІННЯ

Вихідні матеріали

Негашене вапно (технічна)

Вапняно-випалювальні печі

Гідратне вапно (пушонка) і вапняне тісто

Гидраторы

Вапняне тісто

Мелене негашене вапно

Охорона праці на вапняних заводах

Твердіння повітряної вапна

Властивості повітряної вапна і області її застосування

  

РОЗДІЛ 3. МАГНЕЗІАЛЬНІ В'ЯЖУЧІ РЕЧОВИНИ. Каустичний магнезит

Затворители для каустичної магнезиту

Магнезіальний цемент

Каустичний доломіт

 

ЧАСТИНА 2. ГІДРАВЛІЧНІ В'ЯЖУЧІ РЕЧОВИНИ

 

ГЛАВА 4. ГІДРАВЛІЧНА ВАПНО І РОМАНЦЕМЕНТ. Гідравлічна вапно

Властивості гідравлічного вапна

Романцемент

Властивості романцемент

 

ГЛАВА 5. ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ

Клінкер, його хімічний і мінеральний склад

Аліт

Білить

Алюмоферрітная і алюмінатних фаза проміжної речовини в клінкері

Характеристика клінкеру

Класифікація клінкерів і номенклатура портландцементів

 

ГЛАВА 6. ТЕХНОЛОГІЯ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТУ. Сировинні матеріали і паливо

Мергелі. Глини. Коригуючі добавки

Випал

Виробництво портландцементу

Мокрий спосіб виробництва клінкеру

Коректування складу шламу

Випал сировинної суміші

Способи підвищення ефективності виготовлення клінкеру мокрим способом

Сухий спосіб виробництва клінкеру

Підготовка сировини та її випалювання в обертових печах з теплообмінниками, декарбонизаторами і кальцинаторами

Випал в шахтних печах

Помел клінкеру

Помольні установки і процеси подрібнення

Зберігання, упакування і відправлення цементу

Контроль виробництва цементу

Охорона праці на цементних заводах

Підвищення ефективності виробництва і якості продукції

 

ГЛАВА 7. ТВЕРДІННЯ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТУ ТА ЙОГО ВЛАСТИВОСТІ

Теорія твердіння портландцементу при його взаємодії з водою

 

ГЛАВА 8. СТРУКТУРА І ВЛАСТИВОСТІ ЦЕМЕНТНОГО ТІСТА І ЗАТВЕРДІЛОГО ЦЕМЕНТНОГО КАМЕНЮ

Седиментаційні явища в тесті

Тепловиділення при взаємодії цементу з водою

Набухання цементного тіста

Зміни у змісті твердої фази цементного тіста і каменю при твердінні. Контракція і пористість

Структура цементного тіста і каменю

Форми зв'язку води в цементному тесті та камені

Лужність рідкої фази цементного каменю і її значення для захисту сталі від корозії

 

ГЛАВА 9. ФІЗИЧНІ І МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЦЕМЕНТІВ

Колір і нормальна густота тіста

Схоплювання тесту

Рівномірність зміни об'єму

Активність і міцність портландцементів

Залежність міцності цементів від їх мінерального складу, тривалості твердіння і дисперсності

Вплив температури й домішок на швидкість твердіння портландцементів

Усадка і набухання цементного каменю при зміні його вологості

Стійкість цементного каменю при змінному зволоженні і висушуванні

Тріщиностійкість

Повзучість цементного каменю

 

ГЛАВА 10. СТІЙКІСТЬ ЦЕМЕНТІВ І БЕТОНІВ ПРОТИ ДІЇ ХІМІЧНИХ І ФІЗИЧНИХ ПОДРАЗНИКІВ. Хімічна корозія цементного каменю

Агресивна дія на цемент деяких органічних речовин і захист бетону

Фізична корозія цементного каменю

Морозостійкість

Жаростійкість і вогнетривкість цементів

 

ГЛАВА 11. РІЗНОВИДИ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТІВ

Швидкотверднучі портландцементи

Портландцементи з пластифицирующими і гідрофобізуючими добавками

Сульфатостойкие портландцементи

Білий і кольорові портландцементи

Портландцементи для бетону дорожніх і аеродромних покриттів

Портландцемент для виробництва азбестоцементних виробів

Портландцементи для будівельних розчинів і бетонів автоклавного твердіння

 

ГЛАВА 12. АКТИВНІ МІНЕРАЛЬНІ ДОБАВКИ І ПУЦЦОЛАНОВЫЕ ЦЕМЕНТИ. Активні мінеральні добавки

Природні мінеральні добавки

Штучні кислі активні мінеральні добавки

Пуццолановые цементи. Пуцолановий портландцемент

Властивості пуццоланового портландцементу

Рівномірність зміни обсягу пуццоланового портландцементу

Усадка і набухання пуццоланового портландцементу

Міцність пуццоланового портландцементу

Воздухостойкость. Морозостійкість пуццоланового портландцементу

Известесодержащие в'яжучі речовини

 

ГЛАВА 13. ШЛАКИ І ШЛАКОВІ ЦЕМЕНТИ

Доменні шлаки

Хімічний склад доменних шлаків

Мінеральний склад і структура доменних шлаків

Гідравлічні властивості доменних шлаків

Передельные шлаки чорної металургії

Электротермофосфорные гранульовані шлаки

Шлакові цементи. Шлакопортландцемент

Області застосування шлакопортландцементу

Сульфатно-шлаковий цемент

Вапняно-шлакове в'яжучий

Шлакові в'яжучі речовини для бетонів автоклавного твердіння

Шлаколужні в'яжучі

Вапняно-белитовое (нефелиновое) в'яжучий

 

ГЛАВА 14. ГЛИНОЗЕМИСТИЙ ЦЕМЕНТ ТА ЙОГО РІЗНОВИДИ. Склад глиноземистого цементу

Виробництво глиноземистого цементу

Твердіння глиноземистого цементу

Властивості та області застосування глиноземистого цементу

 

ГЛАВА 15. ЗМІШАНІ В'ЯЖУЧІ РЕЧОВИНИ З СПЕЦІАЛЬНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ

Гипсоцементно-пуццолановые в'яжучі речовини - ГЦПВ

 

ГЛАВА 16. НЕОРГАНІЧНІ В'ЯЖУЧІ З ДОБАВКАМИ ПОЛІМЕРНИХ РЕЧОВИН

 

ГЛАВА 17. КИСЛОТОТРИВКИЙ ЦЕМЕНТ І КВАРЦОВИЙ РІДКЕ СКЛО

ффф