Цементы для производства сухих строительных смесей Никифоров Юрий Васильевич



Скачать 101,26 Kb.
Дата17.10.2016
Размер101,26 Kb.
Цементы для производства сухих строительных смесей

Никифоров Юрий Васильевич , к.т.н.,
главный редактор журнала "Цемент и его применение"

http://www.novomix.ru/NX1/DOC/DOC3/portlandcement.html

Цементы в качестве вяжущего материала для большинства сухих строительных смесей являются одним из основных компонентов.

Расширение ассортимента сухих смесей и совершенствование технологии их применения требуют использования цементов, приготовленных на основе клинкеров различного химико-минералогического состава.

Цементная промышленность после длительного спада производства, пик которого приходится на 1998 г. (26,0 млн. т), наращивает выпуск цемента. Его производство в 2001 г. составило 35,1 млн. тонн, а I полугодии 2002 - 17,0 млн. Можно ожидать, что объем производства цемента в 2002 г. составит на уровне 40,0 млн. т.

В России в настоящее время работают 52 цементных завода, из которых 48 предприятий работают по полному циклу, и 4 помольные установки используют привозной клинкер.

Проектная мощность предприятий цементной промышленности в настоящее время составляет 72 млн. т., и цементное производство представлено во всех экологических регионах страны.



Портландцемент

Главными показателями, определяющие пригодность и эффективность использования цементов при производстве сухих строительных смесей, являются:



  • дисперсность, причем определенной гранулометрии,

  • сроки схватывания,

  • прочность, причем при оценке этого показателя очень важна характеристика кинетики набора прочности.

Эти критерии определяются по ГОСТ 310 и регламентированы для портландцемента и шлакопортландцемента ГОСТ 10178-85.

Сухие строительные смеси очень чувствительны к изменению вида цемента, содержанию активных минеральных добавок и их природе, также изменению дисперсности. Поэтому стабильность этих показателей является необходимым условием производства сухих строительных смесей определенного ассортимента и их высокого качества.

Цементная промышленность России выпускает цемент широкого ассортимента.

Так, портландцемент выпускается:



  • бездобавочный (ПЦ Д0) c 5% минеральных добавок (ПЦ Д5);

  • с минеральными добавками до 20% (ПЦ Д20);

  • быстротвердеющий портландцемент с минеральными добавками до 20% (ПЦ-Д20-Б);

  • шлакопортландцемент и быстротвердеющий шлакопортландцемент (ШПЦ, ШПЦ-Б).

В последние годы производство цемента с минеральными добавками снизилось, особенно шлакопротландцемента. Это обстоятельство связано с повышением железнодорожных тарифов, практически исключением из производства высокоактивных украинских доменных гранулированных шлаков и требованиями рынка потребления.

Так, в середине 80-х годов прошлого столетия объем производства шлакопортландцемента составлял 26-28% (по СССР), в настоящее время этот показатель не превышает 6-8%.

По механической прочности цемент подразделяют на марки:


  • портландцемент - 400, 500, 550 и 600;

  • шлакопортландцемент - 300, 400 и 500;

  • портландцемент быстротвердеющий - 400 и 500;

  • шлакопортланд быстротвердеющий - 400.

По химико-минералогическому составу клинкера, выпускаемые отечественной цементной промышленностью, по основным клинкерным минералам не очень существенно отличаются друг от друга: определяющая алитовая фаза изменяется в незначительных пределах. В бездобавочных цементах эта характеристика клинкера является решающей при обеспечении стабильной активности цемента.

Содержание алита находится в пределах 58-60%. Наиболее высоким содержанием алита (60-65%) характеризуются клинкера Липецкого, Брянского заводов, заводов Новороссийской группы, Теплоозерского завода и ряда других предприятий.

На прочность в начальные сроки твердения сказывается также содержание трехкальциевого алюмината.

Как правило, учитывая условия обжига, содержание этого минерала в клинкере составляет 3-6%.

Клинкера некоторых заводов (Ангарский, Горнозаводский, Катав-Ивановский, Спасский и некоторые другие) содержат этот минерал в количестве 6-9%.

Нестабильными являются цементы, приготовленные из клинкеров с повышенным содержанием щелочей. Этот показатель в стандарте не регламентируется, однако его наличие в повышенном количестве следует учитывать.

Наибольшее количество щелочей (> 1,2%) содержится в клинкерах Сланцевского, Пикалевского, Катав-Ивановского и некоторых других заводов.

Большое значение для цементов, применяемых для производства сухих строительных смесей, приобретает тонкость помола и зерновой его состав.

Практически удельная поверхность размолотого цемента должна быть 300-350 м2/кг. Рядовые цементы, производимые на цементных заводах России, характеризуются удельной поверхностью 250-300 м2/кг.

Для обеспечения ранней прочности цемента содержание частиц размером менее 2 мкм должно составлять более 10%.

Анализ использования цементов, содержащих минеральные добавки, свидетельствует о сложных процессах гидратации таких вяжущих. Минеральные добавки различны по природе, гидравлической активности, и их содержание в цементе может быть различно. Поэтому, учитывая необходимость обеспечения стабильных свойств ССС, рекомендуется для их производства использовать бездобавочные цементы.

В России и странах СНГ уже длительное время производилась работа по переходу на испытания цементов по единым европейским стандартам.

С 1 марта 2002 г. введен в действие новый стандарт на методы испытаний цемента ГОСТ 30744-2001, гармонизированный с европейским стандартом EN196-1, - как первая стадия подготовки к переходу на требования к цементу по европейскому стандарту EN197-1:2000.

Для определения прочностных показателей цемента ГОСТ 30744-2001 предусмотрено использование полифракционного песка по ГОСТ 6139, требования которого соответствуют требованиям EN196-1. Песок по ГОСТ 6139 производится в промышленных масштабах ООО "Цемсэнд" (г. Подольск). Оборудование для испытаний по ГОСТ 30744-2001 выпускает ООО НИКЦИМ "Точмашприбор" (г. Армавир).

Новый стандарт на методы испытаний цемента применяется параллельно с действующим ГОСТ 310.1-ГОСТ 310.4. Новый ГОСТ 30744 должен использоваться в случае, если предусмотрена поставка цемента по EN197-1, ГОСТ 310 - при поставках по действующим российским стандартам.

Фирмой "Цемискон" и Госстроем РФ разработан и готов к рассмотрению стандарт, в котором приведены требования к общестроительным цементам и критерии оценки соответствия. Стандарт гармонизирован с европейским EN197-1 и будет действовать параллельно с ГОСТ 10178-85.

В проекте стандарта все цементы по вещественному составу подразделены на пять основных типов:


  • Цем I - портландцемент;

  • Цем II - портландцемент с минеральными добавками;

  • Цем III - шлакопортландцемент;

  • Цем IV - пуццолановый цемент;

  • Цем V - композиционный цемент.

Проект стандарта отличается от действующего стандарта ГОСТ 10178 следующим:

  • физико-механические характеристики цементов определяются с использованием полифракционного песка;

  • вместо марок введены классы прочности: 22,5; 32,5; 42,5; 52,5, которые характеризуются на сжатие в возрасте 28 суток и в 2 или 7 суточном возрасте. В 7 сут. возрасте проводятся испытания только для классов 22,5Н и 32,5;

  • равномерность изменения объема определяется по методу Ле-Шателье.

Предполагается, что новый стандарт будет утвержден в 2003 г.

Глиноземистый цемент

Этот цемент успешно применяется для обеспечения высокой ранней прочности.

Глиноземистый цемент применяется для выпуска ССС, предназначенных для изготовления гидроизоляционных покрытий, самонивелирующихся полов, для выравнивания оснований под полы при различной толщине пола, для ремонта бетонных и железобетонных изделий и других работ, где от вяжущего требуется ранняя высокая прочность.

ГОСТ 969-91 на цементы глиноземистые и высокоглиноземистые предусматривает 4 вида цемента, в основном отличающиеся содержанием глинозема. Так, содержание глинозема в глиноземистом цементе (ГЦ) должно быть не менее 35%, в высокоглиноземистом цементе (ВГЦ-I) - не менее 60%, в высокоглиноземистом цементе (ВГЦ-II) - не менее 70% и в высокоглиноземистом цементе (ВГЦ-III) - не менее 80%.

Для производства строительных работ в России применяется в основном глиноземистый цемент, выпускаемый Пашийским металлургическо-цементным заводом. Высокоглиноземистые цементы используются, главным образом, как огнеупорные вяжущие.

Согласно ГОСТ 969-91, прочность глиноземистого цемента при сжатии через 1 сутки для марок 40, 50 и 60 составляет не менее 22,5, 27,4 и 32,4 МПа.

Глиноземистый цемент содержит, главным образом, два минерала: моноалюминат кальция (CA) и геленит (C2AS) и сопутствующие минералы: двухкальциевый силикат (C2S), алюмоферриты кальция (C6A2F) и некоторые другие минералы.

Высокоглиноземистые цементы в зависимости от состава сырьевой смеси и способа получения содержат разное количество CA и CA2, а также алюминаты кальция состава C12A7.

На российском рынке цементов часто появляются импортные глиноземистые цементы.

В частности, французская фирма Lafarge производит методом плавления и поставляет глиноземистый цемент под названием "Fondu" (ФГ).

Сравнение химического состава глиноземистых цементов Пашийского завода (ПГ) и цемента "Fondu" свидетельствует о том, что при практически равном содержании Al2O3 французский цемент содержит больше соединений железа и значительно меньше кремнезема. Это сказывается на прочностных характеристиках цементов, особенно в ранние сроки твердения.

Низкая ранняя прочность цемента ПГ обусловлена образованием пластинчатого гидрооксида алюминия и геленита. В цементе ФГ в начальные сроки твердения преобладают гелевидные гидрооксиды алюминия.

При длительном твердении морфология ФГ цемента отличается от цемента ПГ, который характеризуется высокой степенью закристализованностью.

Цемент ПГ характеризуется отсутствием спада прочности, в то время как ФГ теряет прочность в 28 суточном возрасте.

Для глиноземистого цемента характерно быстрое выделение тепла за короткий отрезок времени, начиная через 5-8 часов после схватывания.

Усадка глиноземистого цемента меньше, чем у портландцемента. Термическое расширение, теплопроводность, сцепление с арматурой имеют примерно те же значения, что и у портландцемента.

Глиноземистый цемент более стоек в растворах сульфатов кальция, магния, хлористых соединениях, в маслах и т. д.

Он менее стоек в крепких растворах неорганических кислот, щелочей, солей аммония, в растворах сульфатов щелочных металлов.



Белый портландцемент

Белый портландцемент является разновидностью обычного портландцемента и отличается химико-минералогическим составом, определяющим цвет.

Химический состав белого цемента отличается от обычного портландцемента повышенным содержанием SiO2, Al2O3 и незначительным количеством оксидов железа, которые и определяют цвет.

Эталоном белизны являются стекла молочного цвета, коэффициент отражения которых не менее 96,3%. По стандарту белый цемент подразделяется на 3 сорта:



  • I сорт (высший) - 80%

  • II сорт - 76%

  • III сорт - 72%

Белые цементы на российском рынке представлены в основном следующими компаниями:

  • ОАО "Щуровский цемент";

  • Завод компании "Aalborg Portland" (Дания);

  • Завод Rohoznik (Словакия), компания "Holcim".

ОАО "Шуровский цемент" производит белый цемент II и III сортов марки "400". Трудности организации белого цемента более высокого качества связаны с особенностью сырьевой базы и технологией помола. Химико-минералогический состав клинкера и физико-технические характеристиками цемента имеют следующие показатели:

1. Химический состав клинкера, %
п.п.п. - 1,2-1,4
SiO2 - 21,4-22,4
Al2O3 - 4,5-5,0
Fe2O3 - 0,7-0,9
CaO - 63,7-65,6
MgO - 2,30-2,8
H.O - 0,3-0,4

2. Минералогический состав клинкера, %
C3S - 54-62
C2S - 20-28
CaOсв - 0,2-2,0
C3A - 10-13
C4AF - 2-3

3. Белизна цемента, %
II сорта - 75-77%
III сорта - 71-74%

4. Физико-механические характеристики:
Тонкость помола на сите 008, % - 7,8-10,6
Удельная поверхность, м2/кг - 360-400
Нормальная густота, % - 24,25-25,25
Водоцементное отношение - 0,38-0,40
Расплыв стандартного конуса - мм 110-115
Сроки схватывания, час-мин:
начало 1-00:2-50
конец 2-45:4-15
Равномерность изменения объема - выдерживает
Прочность, МПа:



При нормальном твердении

При пропаривании

Изгиб

Сжатие

сутки

3 сут

28 сут

3 сут

28 сут

изгиб

сжатие

3,9-5,1

5,5-7,9

20,8-25,3

39,4-42,8

4,1-5,2

20,5-24,5


Завод компании "Aalborg Portland"

Цементный завод компании "Aalborg Portland" (Дания) производит белый цемент очень высокого качества. Объясняется это, кроме применения передовой технологии, использованием очень чистых основных сырьевых материалов.

В качестве карбонатного компонента используется белый известняк, который в изобилии залегает в районе г. Ольборг. В качестве силикатного компонента используется очень чистый песок Северной Ютландии, образовавшийся во время последнего ледникового периода, промытый морем и продутый ветрами.

Химико-минералогический состав клинкера и физико-технические характеристики цемента характеризуются следующими показателями:



1. Химический состав клинкера, %
SiO2 - 24,6-25,8
Al2O3 - 1,85-2,00
Fe2O3 - 0,28-0,38
CaO - 68,4-70,0
MgO - 0,50-0,60
Cl - до 0,02
Содержание щелочей в пересчете на Na2O - 0,15-0,35
п.п.п. - 0,30-1,00
нерастворимый остаток - 0,0-0,30
коэффициент насыщения - 0,94

2. Минералогический состав (по Боггу), %
C3S - 73
C2S - 16
C3A - 4,0-5,0
C4AF - 1

3. Белизна цемента (по DIN5033), % - 84,5-88,5

4. Физико-технические характеристики:
Удельная поверхность (по Блейну), м2/кг: 3600-4400
Начало схватывания, мин: 75 - 120
Постоянство объема, мм 0 - 2
Прочность на сжатие по EN196, МПа:
1 сутки - 17-23
2 сутки - 29-37
7 суток - 49-61
28 суток - 65-77

Согласно большинству национальных стандартов, датский супербелый цемент относится к цементам с высокой сульфатостойкостью, так как содержание C3A в клинкере составляет не более 4%. Этот цемент характеризуется низким содержанием хроматов (Ј 2 мг/кг).

Белый цемент датского завода является весьма эффективным материалом при производстве цветных цементов для получения цветного бетона и цветной штукатурки. Даже тонкие оттенки светлых тонов остаются чистыми и яркими, если красители любой природы смешать с белым цементом.

Для придания бетону определенной структуры с использованием белого цемента используются такие материалы, как белый мрамор, светлый гранит, морские светлые заполнители.

Датский белый цемент часто используется в качестве вяжущего компонента для различного вида растворов, а также вместе с известью в известково-цементном растворе.

Датский белый цемент поставляется в следующей упаковке: 20-25 - 40- - 42,8 - 50 кг бумажные мешки, биг-бэги (около 1500 кг), а также навалом - цементновозами, железнодорожными вагонами и судами.

Белый цемент компании Holcim г. Рогожник, Словакия

Белый цемент этой фирмы на рынке цемента России появился несколько лет назад. Производится он на заводе сухого способа и, благодаря использованию чистых материалов, характеризуются высокой степенью белизны.

Химический состав клинкера и физико-технические характеристики цемента характеризуются следующими показателями, %
SiO2 - 21,7-22,5
Al2O3 - 4,0-4,3
Fe2O3 - 0,02
CaO - 65,4-66,5
MgO - 1,8-2,5
H.O - 0,03
Белизна цемента (по DIN5033), % - 88-90
Физико-технические характеристики:
Тонкость помола:
Остаток на сите №008, % - 0,12
Удельная поверхность, м2/кг - 470
Сроки схватывания:
начало схватывания, мин - 100-160
конец схватывания, мин - 160-240
Предел прочности при сжатии (по EN197-1:2000), МПа:
2 суток - 36,0-38,0
28 суток - 60,4-62,0

Содержание гипса в цементе (в пересчете на SO3) - 2,2-2,7%.



При работе с белым цементом рекомендуется соблюдать следующие правила:
- перемешивающие устройства, транспортные средства, непосредственно соприкасающиеся со свежим раствором, должны быть совершенно чистыми, без ржавчины, остатков жиров и др.
- опалубка или бетонные формы должны быть также чистыми. Очистка производится продувкой или удалением пыли. Можно использовать только такие средства для распалубки, которые не вызывают окрашивания бетона.
- стальная арматура белого бетона должна быть покрыта слоем бетона для предупреждения образования коррозии.

 

 

Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©grazit.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница