Цемент – хлеб строительства

Минестерсво образвания и науки Республики Казахстан Казахстанско-Британский Технический Университет Факультет энергетики и нефтегазовой индустрии Кафедра химической инженерии Цемент — хлеб строительства Выполняли: студентки 1-го курса ФЭиНГИ ХТОВ Отеш А.Ж.

Абдиханова А.М.

Проверял: Д.т.н., профессор, ассоц.

профессор Бишимбаева Г. К.

Алмата 2010

Свойства цемента Способность некоторых природных материалов после обжига приобретать свойство затвердевать, будучи смешанными с водой, была известна давно. Наиболее древними вяжущими строительными материалами были известь и гипс, которые не требовали тонкого размола и высоких температур для их изготовления. Постепенное развитие конструкций обжигательных печей и размольного оборудования позволило создать условия, необходимые для получения высококачественных цементов.

Цементы (нем. Zement лат. caementum — битый камень) — большая группа неорганических вяжущих порошкообразных материалов, образующих при смешивании с водой пластичную удобообрабатываемую массу, затвердевающую в прочное камневидное тело. Цемент — основной строительный материал, применяемый в надземных, подземных и гидротехнических сооружениях.

Свойства цемента. К основным физико-механическим свойствам цемента относятся:

Прочность — способность материалов сопротивляться внутренним напряжением, возникающим в результате действия внешних нагрузок.

Нормальная густота цементного теста характеризуется количеством воды затворения, выраженной в процентах от массы цемента.

Тонкость помола портландцемента — характеристика размеров частиц измельченного материала. А также сроки схватывания, плотность цемента.

Классификация цементов:

По химическому и минералогическому составу:

обыкновенный, алитовый, белитовый, ферритовый, магнезиальный.

По вещественному составу:

портландцемент, сульфатостойкий быстротвердеющий.

По виду клинкера:

портландцемент, шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент.

По прочности портландцемент подразделяется на пять марок:

300,400,500,550,600.

Самым распространенным цементом является портландцемент. Портландцемент — гидравлическое вяжущее вещество, получаемое совместным помолом портландцементного клинкера и гипса.

Магнезиальный цемент — технический продукт, получаемый путем замешевания прокаленного при 800С оксида магния с 30% водным раствором хлорида магния.

Цветные портландцементы получают путем совместного тонкого измельчения белого или цветного цементного клинкера (не менее 80%), активной минеральной добавки — белого диатомита, гипса и пигмента — или красковой руды. Для получения красного покрытия используют красный железоокисный пигмент (Fe₂O₃ 63−73%) зеленого-окись хрома (Cr₂O₃ не менее 98%), черного — пиролюзит (MnO₂ не менее 80%).

Сырье для производства цемента. Цементные заводы эксплуатируют 150 самых разнообразных по геологическому строению и физико-механическим свойствам месторождений карбонатных и глинистых пород и гидравлических добавок. Для проиводства цемента применяют как природные материалы, так и отходы промышленности. В цементном производстве используют известняк, мрамор, мел, глина, лесс и т. д.

Известняк — осадочная горная порода, состоящая главным образом из кальцита CaCO₃, обычно с примесью доломита, глинистых частиц, песчаных частиц, оксидов железа и других минералов. В природе встречается в отложениях всех геологических возрастов.

Глина — тонкодисперсная осадочная горная порода, состоящая в основном из глинистых минералов: каолинита, монтмориллонита, гидрослюд и других гидроалюмосиликатов.

Получение цемента. Наиболее распространенный цемент, называемый портландцементом, получают путем обжига при высокой температуре (1400−1500°) природного сырья в виде мергелей или искусственной смеси известняка с глиной и другими материалами. Обжиг производится в специальных печах. Обычно цементообжигательная печь — это огромный, длиной 100−150 метров, горизонтально расположенный цилиндр, выложенный внутри огнеупорным кирпичом и медленно вращающийся. Печь устанавливается с наклоном; благодаря этому материалы в ней, пересыпаясь, постепенно передвигаются от одного конца к другому. При обжиге получается спекшийся материал, часть которого расплавилась и застыла в стекловидном состоянии. Этот материал носит название цементного клинкера. На рис. 1 показано строение цементного клинкера при небольшом увеличении. Из рисунка видно, что цементный клинкер состоит из кристаллических минералов, соединенных стекловидным веществом.

Рис. 1. Частица цементного клинкера в разрезе при увеличении в 100 раз Цементный клинкер подвергается размолу в тонкий порошок с добавкой при размоле нескольких процентов гипса (обычно до 5%), и цемент готов. Схема производства цемента показана на рис. 2.

Рис. 2. Схема производства цемента В цементный клинкер при помоле могут вводиться, кроме гипса, и другие добавки: горные породы, шлаки, которые, присутствуя в цементе в количестве до 10−15%, существенно не ухудшают его прочности и позволяют экономить таким образом более дорогой клинкер. Однако там, где требуется высокая морозостойкость, как, например, в дорожных покрытиях, рекомендуется применять цемент, полученный размолом цементного клинкера, без каких-либо добавок, кроме гипса.

Способ производства цемента выбирают в зависимости от технологических и технико-экономических факторов.

При мокром способе производства сырьевые материалы измельчают и сырьевую смесь смешивают с водой.

При сухом способе производства цемента после выхода из дробилки известьняк и глину высушивают до влажности примерно 1%.

При комбинированном способе производства сырьевая смесь в виде шлама, полученного по мокрому способу производства, подвергается обезвоживанию и грануляции, а затем обжигается в печах, работающих по сухому способу.

Производство цемента быстро растет, но и потребность в нем непрерывно увеличивается. По темпам развития, по организации технического контроля за качеством наша цементная промышленность занимает ведущее положение в мире. Для того чтобы правильно и экономно использовать этот замечательный и ценный строительный материал, необходимо хорошо знать его свойства и особенности.

Цемент это основа строительной индустрии любого государства. Рынок цемента в Казахстане рос параллельно рынку недвижимости и промышленного строительства. привлекательным для инвесторов. Пик потребления цемента в РК пришелся на 2007 год — свыше 9 млн. тонн. Если учесть, что цена этого товара в то время доходила до 25−30 тыс. тенге за тонну (сейчас — 9−12 тыс тенге), то емкость рынка составляла порядка 250 млрд. тенге. В кризисные годы объемы закупок цемента на внутреннем рынке заметно снизились. Однако спада производства, согласно официальной статистике, не произошло.

цемент клинкер портландцемент Цементы различных марок применяются в разных областях строительной сферы, в зависимости от места применения, времени года и других факторов.

* Для производства бетонных и железобетонных сборных и монолитных конструкций, требующих повышенной прочности.

* Производство монолитных бетонных и железобетонных конструкций в промышленном и гражданском строительстве, сборного железобетона с применением пропаривания при марке бетона до 200.

* Портландцемент с добавками марки 500 (с активными минеральными добавками не более 5%), ПЦ 500-Д0 применяют для высокопрочных сборных обычных и предварительно напряженных железобетонных конструкций, а также для наружных частей монолитных железобетонных сооружений. Его можно употреблять для аварийных ремонтных и восстановительных работ при высокой начальной прочности и марке бетона. Также применяется для гидротехнических сооружений (при службе в пресной воде), для производства плит оболочек, находящихся в зоне переменного уровня воды, для аэродромного и дорожного строительства. При производстве бетонных работ с быстрой распалубкой и для зимних бетонных работ по способу «термоса», для производства асбестоцементных изделий.

* Для сооружения современных автострад, строительства аэродромов, взлетно-посадочных полос, портовых и складских территорий, городских улиц, мостовых конструкций и других ответственных сооружений в промышленном и гражданском строительстве, где требуется длительный срок службы покрытий, которые должны обладать повышенным сопротивлением трению и действию высоких нагрузок и температур.

* Для тампонирования нефтяных и газовых скважин с забойными температурами до 50 °C («Холодные скважины») с целью изоляции водоносных слоев от продуктивных, а также при проведении мелиоративных работ.

* Широко применяют сульфатостойкий портландцемент в гидротехническом строительстве, а также для производства бетонных и железобетонных конструкций, подвергающихся воздействию сульфатных вод при систематическом увлажнении и высыхании или замораживании и оттаивании, что позволяет повысить их коррозионную стойкость.

* Применяют белый и цветные портландцементы для внутренней и наружной отделки зданий и помещений и для изготовления скульптурных изделий. Они широко применяются при изготовлении тротуарной плитки.

* Пуццолановый портландцемент и шлакопортландцемент применяют для массивных бетонных и железобетонных конструкций подводных и подземных частей сооружений (плотин, шлюзов туннелей, канализационных и водопроводных сетей, фундаментов и т. п.). Широко используют эти цементы в производстве сборных изделий с тепловлажностной обработкой.

* Напрягающий цемент рекомендуется применять для изготовления напорных труб и других тонкостенных железобетонных изделий и конструкций с напряженной арматурой.