Портланд - studopediya

Обща характеристика и състав на цимента Портланд. Портланд цимент е изобретен през 1824 г. от англичанина Джоузеф Aspdin и паралелно с български индустриалец Егор Cheliev. Портланд цимент - хидравлично свързващо вещество е вещество, което съдържа 70-80% от силно основен калциев силикат, получен чрез изпичане при 1450 ° С, сурова смес на варовик и глина, последвано от смилане на калциниране продукт (клинкер) до фин прах с гипс и минерални добавки.

Природен гипс се добавя към клинкер по време на смилане в количество от 4-5% на клинкер. Добавянето на гипс играе важна роля като време на настройка на регулатора. Без добавяне на гипс цимент ще бъде много бързо хванете и имат намалена сила.

Когато смилане на клинкер в количество до 20% може да се добави активни минерални добавки. Добавки, използвани утаечен произход: кизелгур, Триполи (което може да се прилага до 10%); вулканичен произход - вулканична пепел, туф, пемза (15%) и гранулирана шлака от доменни пещи (20%). В зависимост от минералното съдържание на цимент Портланд има добавки наименования: PC-D0 (без добавки), PC-D5 (до 5% добавки), PC-D20 (до 20% от добавки).

Alite С3 S - главен минерална циментов клинкер - има висока активност в реакцията с вода. ALit бързо се втвърдява и придобива висока якост.

Belit С2 S - значително по-малко активни от alite. Heat Белите при пълна хидратация е приблизително два пъти по-малък от alite и до три дни е около 10% от общата отделена топлина по време на хидратация. Втвърдяване настъпва бавно Белите един месец втвърдяване продукт него има ниска сила, но с удължено втвърдяване (няколко години) е постоянно увеличаване на силата и достига високи стойности (положителна температура и влажна среда).

Трикалциев алуминат С3 А - най-активната минерална клинкер, където бързата реакция с вода. Втвърдяване в чист вид тя има ниски стойности на якост, но в комбинация с други компоненти на клинкер на цимент и относително малък съдържание (5-12%), този минерал стимулира бърз растеж сила по време на първия ден от цимент втвърдяване. Ако не влиза гипс добавка в цимент Портланд, бързото втвърдяване на С3 А причинява образуване началото модел в цимент паста и значително ускорява времето за втвърдяване (няколко минути); цимент получава - "Bystryakov" бетон смес, която се дължи на преждевременно настройка не са имали време да се разбърква добре и се слага в мухъл и бетон набира необходимата здравина.

Тетра-алуминиев ферит С4 AF - характеризира с умерено нагряване и втвърдяване скорост е междинен между трикалциев и дикалциев силикат. Дълготрайност на хидратация продукти в ранните етапи е по-ниска от тази на alite, но по-висока от тази на Белите.

В допълнение към тези основни компоненти в клинкера съдържа също и някои други образуване на кристали, по-специално СаО и MgO в свободно състояние, както и стъкло клинкер. Като данни на минералния състав на клинкера и познаването на свойствата на минерали, клинкер могат да бъдат зададени към предопределят основните свойства на цимент и характеристиките му втвърдяване при различни условия на работа.

Теория закаляване Портланд цимент. Превръщането на паста цимент в kamnevidnoe тялото поради комплекс химични и физико-химични взаимодействия обработва клинкерни минерали с вода, в резултат на образуването на нов хидрат съединение трудно разтворим във вода. Процесът на хидролизата и хидратиране на трикалциев силикат се изразява с уравнението

Резултатът е значително неразтворим във вода калциев силикат и калциев хидроксид, който е частично разтворим във вода.

Дикалциев силикат хидратира бавно С2 S, и в неговото взаимодействие с водата освобождава по-малко от това, наблюдавано от реакционни уравнения

Взаимодействие трикалциев алуминат с вода води до образуване на калциев hydroaluminate:

Тази реакция протича с висока скорост. Получената трикалциев алуминат хексахидрата създава свободно кристализация крехка структура и причинява бързото втвърдяване на цимента паста. Бавно времето определяне HRC се постига чрез въвеждане на добавката по време на смилане малък дихидрат гипса. В резултат на химическо взаимодействие с въведената трикалциев hydroaluminate гипс и вода се образува едва разтворим калциев gidrosulfoalyuminat (етрингитното) съгласно схемата:

Наситеният разтвор се разпределя първи етрингитното фино диспергиран в колоиден състояние, се отлага върху повърхността на циментовите частици да се образува тънък плътен екраниране, че забавя тяхното хидратация и избутва настройка цимент. На правилното дозиране на гипс не е само времето контролера определяне HRC, но също така подобрява свойствата на цимент камък. Това се дължи на факта, че кристализацията на свръхнаситен разтвор намалява концентрацията на калциев хидроксид в разтвор, и след 6-8 часа етрингитното се прекристализират под формата на дълги иглести кристали, които създават първоначалното влакнестата структура на втвърдяване на циментовия камък.

Тетра-ферит алуминиев под действието на вода отцепят хидролитично с образуване на трикалциев алуминат хексахидрат и gidroferrita схема калций

Odnokaltsievy gidroferrit взаимодейства с калциев хидроксид, който е предварително образуван в хидролизата на С3 S, да премине в по-силно основен калциев gidroferrit. Hydroaluminate свързва добавка гипс и gidroferrit част от цимент гела.

Както бе споменато по-горе, механизмът на втвърдяване на минерални свързващи вещества, включително Портланд, описват теориите на Le Шателие, Michaelis и Байкова. теория Кристализацията Le Шателие е е показано по-горе в Пример втвърдяване гипсови свързващи вещества. Колоиден Michaelis теория се състои в това, че не свързващо вещество се хидратира в разтвора, като на теория Le Шателие, а директното добавяне на вода към твърдата фаза като резултат от topochemical реакции. По този начин съществува самостоятелно дисперсия на твърдата фаза и хидрати като gelevidnyh частици падат върху повърхността на първоначалните зърната да образуват гел филм. Като хидрати на процеса се натрупват в контура на оригиналните зърна се случва и втвърдяване на системата за уплътнение гел.

В момента процесът на цимент втвърдяване е най-често описан от теорията на български учен АА Байкова. Тази теория е известна като обобщение на теорията на Льо Шателие и Михаелис, и, според нея, процесът на втвърдяване може да се раздели на три периода. През първия период преминава през разтвор хидратация (от Льо Шателие), но този процес е бавен и значителна роля поне в ранните етапи на втвърдяване не е важно. Вторият период е директно прибавяне на вода към твърдата фаза от topochemical реакции и натрупване на хидрат гел масови тумори води до втвърдяващи системи. Третият период съответства на образуването на кристална "снаждане" дължи главно на прекристализация на частиците на гел и тяхното сливане, и придържане към тях кристали, образувани в първия период, което в крайна сметка води до втвърдяване на системата. Трябва да се подчертае, че според АА Байков, всички три периода вървят успоредно във времето.

От гледна точка на съвременните процеси втвърдяване Портланд цимент води до появата и развитието на неоплазми във времето слой, състоящ се от "външен", образуван през разтвора и "вътрешен" (в резултат на topochemical реакции) хидрати различава по структура и морфология. За тези и други хидрати характеристика афинитет към повърхността на зърната на цимент (особено зърно С3 S), така както на "вътрешни" хидрати служат субстрат активни повърхностни части, и асоцииране на "външни" хидрати, дължащи се на по-висока концентрация и пренасищане на течната фаза на минералните йони е в близост повърхност на изходните семената. В резултат от тези причини е фактът, че централната част на междукристална пространство може да бъде свободен или частично запълнени "срастъци" кристални частици "външни" хидрати, създавайки отслабени участъци в структурата на формоване. За да се преодолее тази хетерогенност цимент камък структура и да помогне за подобряване на качеството на оптимален размер на химически добавки и пълнители.

цимент каменна постройка. Изолирайте основните елементи на структурата на цимент камък:

1. Нереагиралият зърно клинкер което количество постепенно намалява.

2. относително големи кристали на етрингит и (GSAK) образуване цимент камък скелет, който увеличава еластични свойства, скованост.

3. фини частици калциев gelevidnye хидросиликати - лепило на циментова основа, който действа като матрица, дава свързване и деформационните свойства на цимент камък.

Съотношението на кристални и гел отделните компоненти определя физичните и механични свойства на цимент камъка: силата, деформируемостта и т.н. В този случай, съотношението зависи от химическия и минерален състав на цимент.

4. Много фини пори на гела (в които само вода замръзва при -50 ° С или по-ниска и не се движи под въздействието на силата на тежестта). Тези пори са голямо влияние върху свойствата на цимент не разполагат.

5. порите на капилярни (размер на 0.1-20 микрона), които са получени чрез изпаряване на излишната вода смесване не влизат в химична реакция. Те не са желателни, тъй като те вече са вода замръзва под -5 ° С, което е опасно от гледна точка на студоустойчивост. От друга страна, водата се абсорбира в порите дори от въздуха чрез капилярна кондензация. Броят на тези пори, трябва да се намали чрез намаляване на първоначалното количество на смесване на вода.

6. големи въздушни пори (50-100 цт до 2 mm), които се появяват поради аерирането в бетона и хоросан смес с разбъркване. Те обикновено са затворени и има положителна стойност, тъй като, за разлика от капилярните пори обикновено не са пълни с вода и до голяма степен намаляват топлопроводимост на материала и, освен това, не само не намалява и дори увеличи мразоустойчивост (действат като архивиране досега).

Порите на цимент паста обикновено присъства в течна фаза. който е воден разтвор на основа, преди всичко. Той не причинява корозия на стоманена армировка в бетона на цимент с достатъчна концентрация на разтвор на Са (ОН) 2 се дължи на "пасивиращ" действието на алкален по отношение на стомана.

Информацията portlandtsementa.Istinnaya плътност портланд 3,1-3,15 г / см 3; Насипна плътност 900-1100 кг / м3.

Необходима вода на цимента в получаването на тест нормална плътност обикновено 24-28%. Намалена изискване вода се постига чрез използване на пластификатори добавки (ПАВ) и по-специално суперпластификатори.

време на Портланд цимент настройка се определя и въз единица Уик (с игла). ГОСТ започнете да настройвате компютър трябва да бъде не по-рано от 45 минути и не по-късно от 10 часа. За определяне на ускорение или забавяне прилага химически добавки. Ускорители включват: хлориди, сулфати и карбонати на алкални метали, водно стъкло, калциев формиат (CaCl2 поташ К 2СО 3 и други подобни.). Имайте предвид, че някои от тях (особено хлориди) да доведе до корозия на арматурата в бетона. Горенето. калциеви лигносулфонати (LST), захарен сироп.

Еднаквостта на промяната на обема на цимент в tverdeniiyavlyaetsya важен показател за качество. Причина неравни промени в обема на циментовия камък са местната деформация, причинено от разрастване на свободен CaO и MgO поради тяхната periclase забавено хидратация (гасене). Съгласно стандарта изработен от нормална плътност тесто утайка проби след 24 часа предварително втвърдяване се поддържа в продължение на 3 часа в кипяща вода. Торти, не трябва да се деформира, не са разрешени като радиални пукнатини, които достигат до краищата.

Сила Портланд цимент. Трайност HRC, както и доменна пещ цимент и вариации характеризират марки, които определят границите на якост на натиск и огъване проби, напречните елементи, направени от цимент-пясък хоросан състав 1: 3 нормална последователност след втвърдяване на пробите в продължение на 28 дни при нормални условия. Цименти са разделени в марка: 300 (цимент слабост) 400 (обикновен), 500 (износоустойчиво), 550 и 600 (висока якост). Печати HRC: 400, 500, 550 и 600.

Якост на натиск (МРа) половини balochek-проби на възраст 28 дни, наречени цимент активност.

Сила характеристики на Портланд цимент и шлака Портланд цимент и техни варианти са показани в таблица. 2.

Таблица 2. Сила Индикатори Портланд,

шлака Портланд цимент и неговите разновидности