Портландцемент и его физико-механические свойства |
Промышленность строительных материалов в настоящее время выпускает различные виды и сорта цемента: глиноземистый, кварцевый, кремнефтористый, кислотоупорный, портландский белый, портландцемент томпонажный, щлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент, магнезиальный портландцемент и т.д. В дорожном строительстве наибольшее распространение получили цементы группы портландцемент. Портландцемент есть гидравлическое вяжущее, твердеющее как на воздухе, так и в воде. Причем, при твердении во влажной среде прочность его выше. Портландцемент представляет собой продукт тонкого помола цементного клинкера с активными добавками (шлака, трепела, диатомита и др., не более 10%) и природного гипса (до 5%). Цементный клинкер получают в результате обжига до спекания сырьевой смеси, состоящей примерно на 75% известняка и 25% глины. Технология приготовления портландцемента включает подготовку сырья, обжиг, выдерживание полученного клинкера на складе, совместный помол цементного клинкера с добавками, силосование цемента и его упаковку. Подготовка сырья может вестись мокрым, сухим и комбинированным способами. При мокром способе подготовки смеси материалы, поступающие из карьеров, измельчаются до размеров 5 мм и перемешиваются с водой. Перемешивание производится в бассейнах-болтушках. Сметанообразная масса – шлам – смешивается с известняком и передается в трубные мельницы. Здесь она подвергается окончательному тонкому измельчению. Измельченный шлам вытекает из мельницы и при помощи насосов транспортируется в шлам-бассейн, где накапливается определенный запас и производится корректировка состава шлама. Сухой способ применяется в том случае, если химический состав сырья однородный, а для измельчения его имеется соответствующее оборудование. Комбинированный способ включает элементы как мокрого, так и сухого способов. Вначале измельчение породы производится водой, а затем – в трубных мельницах. Полученная смесь частично обезвоживается, а из оставшейся массы готовятся гранулы, которые идут в дальнейшую обработку. Обжиг сырьевой смеси производится чаще всего во вращающихся печах, при сухом способе подготовки его можно производить и в шахтных печах. В результате обжига при температуре 1450°С подучается клинкерный материал, состоящий из следующих соединений: ЗСаО•SiO2 – трехкальциевый силикату 2СаО•SiO2 - двухкальциевый силикат; ЗСаО•Al2O3 – трехкальциевый алюминат; 4CaO•Al2O3•Fe2O3 – четырехкальциевый алюмоферрит. Обожженный клинкер поступает в холодильник после охлаждения – на клинкерный склад для силосования. Во время силосования в клинкере гидратируется (гасится) свободная известь за счет влаги воздуха или обрызгивания водой. В результата исключается неравномерное изменение объема цемента при твердении, вызываемое гашением свободной извести. После вылеживания на складе клинкер направляют на многокамерные шаровые мельницы для помола. При помоле клинкера в целях регулирования сроков схватывания цемента вводится до 3% двухводного гипса (в расчете на SO3). Кроме того, вводится до 15% активных и до 10% инертных добавок, что увеличивает выход цемента, не снижая качества. После размола и сепарация цемент закрытыми транспортерами или пневматическими насосами направляют в силосные башни, где выдерживают две-три недели. За это время цемент приобретает нормальные сроки твердения и способность равномерно изменять объем при твердении. После выдерживания цемент из силков поступает на автоматическое отвешивание и упаковывающие машины, на которых его упаковывают в многослойные бумажные мешки массой 50 или 70 кг. На мешках указывают название завода, наименование цемента и его мерку, номер партии, год и месяц его изготовления. |