Из чего сделан цемент и как его получают?

Цемент – самый распространенный строительный материал. Без него не построить ни одно сооружение. Он используется везде – от фундамента до внутренней отделки. В переводе с латыни слово «цемент» (caementum) означает «битый камень». Такой материал представляет собой ни что иное, как неорганическое, выпущенное искусственным путем, вяжущее вещество. А получают его из клинкера.

Что такое клинкер

И вот тут-то кое-кто придет в недоумение: «Как из клинкера? Ведь это же брусчатка, кирпич или специальная керамическая плитка!». Увы, это не совсем так, поскольку все вышеперечисленные материалы сами сделаны из того самого клинкера, потому часто в народе им же и называются.

На самом деле клинкер – всего лишь вид глины. Причем, чем меньше в ней содержится солей, тем она лучше. Чтобы получить цемент, глину спекают при температуре около 1 450 градусов. А дальше образовавшиеся гранулы размалывают в порошок и смешивают с гипсом. И только после добавляют наполнители и модифицирующие добавки, определяющие марку цемента.

Вы, наверное, замечали, как на стенах или заборах из симпатичного клинкерного кирпича появляются белые разводы. Это высолы. Они возникают тогда, когда конечный продукт изготавливался из клинкера с большим содержанием солей. В результате от намокания они проникают наружу и буквально уродуют фасад строения. Пройдет ни один год, пока атмосферные осадки не удалят все соли, содержащиеся в таком кирпиче.

Как выглядит базовый состав цемента

Так получается отличное связующее. При разведении его водой образуется пастообразный пластичный материал, который прекрасно держится на шероховатых поверхностях. Со временем он превращается в твердый искусственный камень. Правда, в раствор добавляют еще наполнитель – песок. Без него по крепкому и плотному застывшему цементному раствору пошли бы трещины или расколы.

Химический состав готового цемента выглядит примерно так:

• оксид кальция (СаО) – 67%;
• диоксид кремния (SiO2) – 22%;
• окись алюминия (Al2O3) – 5%;
• оксид железа (Fe2O3) – 3%;
• прочие соединения – 3%.

Это базовый состав. А дальше, в зависимости от видов модифицирующих добавок цементы разделяют на такие виды:

• ПЦ – портландцемент;
• ШПЦ – шлаковый;
• А – пуццолановый;
• БЦ – белый;
• ВРЦ – водонепроницаемый расширяющийся;
• ВБЦ – водонепроницаемый безусадочный;
• ГФЦ – гидрофобный;
• ГЛЦ – глиноземный;
• МГЦ – магнезиальный;
• специальный (сульфатостойкий, кислотоупорный, цветной, тампонажный и пр.).

Что такое качественный цемент

ГОСТ 21108-2003 регламентирует характеристики строительных цементов.

Ранее в России сертификация цемента осуществлялась по ГОСТ 10178-85. Однако в последнее время все больше предприятий сертифицируется как раз по новому стандарту — ГОСТ 21108-2003. Этот документ ужесточил требования к качеству связующего и к условиям проведения испытаний.

Кроме того, новые требования полностью адаптированы под европейские стандарты. Это позволяет нашим производителям предлагать свою продукцию на мировых рынках. Ведь по качеству российские цементы абсолютно не уступают зарубежным. Да и стоимость их вполне конкурентоспособна.

ГОСТ 31108-2003 преобразует понятие «марка цемента» (обозначается буквой М) в термин «класс прочности» (обозначается литерой В). Правда, учитывая, что потребители по старинке ориентируются как раз на марку связующего, на упаковке, предназначенной для внутри российского употребления, присутствует двойная маркировка – и буква «М», и буква «В».

Цемент – важнейший компонент в производстве бетона. Компания «СпецМонолитСтрой» использует только высококачественный сертифицированный цемент от лучших производителей. Однако даже такой материал проходит внутризаводской контроль в лаборатории ОТК. Мы занимаемся продажей бетона более 30 лет и дорожим репутацией больше, чем прибылью. Поэтому если хотите приобрести отличный товарный бетон любой марки, обращайтесь – нам есть что вам предложить!

Состав цемента: компоненты, пропорции и соотношение

Сложно найти более востребованный строительный материал, чем цемент. Он широко применяется практически во всех отраслях строительной индустрии, да и в обустройстве жилища и подворья тоже. Поэтому классическое соотношение, в котором цемент составляет одну часть, а песок три, знают все. Если в этот состав добавить еще и необходимую часть воды, то получится раствор, который применяется, например, для штукатурки.

Оглавление:

1. Типы цементов по химическому составу
2. Маркировка в соответствии с прочностью
3. Другие виды маркировки

В цемент обычно входит меленый клинкер, а также гипс, глина, известняк, уголь и другие минеральные вещества. Характеристики, которыми обладает эта смесь, определяют пропорции, в которых входят в нее те или иные компоненты.

Если дать краткое определение, то цемент – это общее название целой группы вяжущих веществ, которые твердеют после смешивания с водой, не теряя потом полученной твердости.

Химический состав различных видов

В зависимости от того, какой состав имеет та или иная смесь измельченных минералов, какие дополнительные компоненты и добавки в нее входят, каково их соотношение, цемент делят на следующие группы:

• портландцемент;
• пуццолановый;
• шлаковый;
• глиноземистый;
• романоцемент;
• смешанный с наполнителями;
• магнезиальный;
• специальный (кислотоупорный).

Некоторые виды имеют множество подвидов. Например, группа, которую объединяет название портландцемент, включает в себя алюмоферритный, алюминатный, ферритный, белитовый, алитовый.

О том, из чего состоит цемент, можно написать не одну большую книгу. Как уже указывалось, цемент – лишь общее название огромной группы строительных материалов, которые объединяет не столько состав (входящие в них компоненты и их соотношение), сколько предназначение.

Химический состав некоторых групп цементов в общих чертах описан ниже.

1. Портландцемент – это смесь, в которую входят продукты тонкого размола клинкера и гипса. Именно гипс и является основным вяжущим веществом. С химической точки зрения – это смешанный в определенной пропорции сульфат кальция с разнообразными силикатами кальция. Доля последних может составлять до восьмидесяти процентов. Исходное сырье, из которого производится портландцемент, представляет собой субстанцию, состоящую из известняка (до 78 %) и глин (до 25 %).

2. Глиноземистый представляет собой смесь клинкера, бокситов и других минералов. Состав по массе: от трети до половины оксида алюминия, от 35 до 45 % оксида кальция, от 5 до 10 % оксида кремния и до 15 % оксидов железа. Пропорции этих компонентов определяют свойства глинозёмистого раствора. Применяется он как в качестве самостоятельного вяжущего вещества, так и в качестве добавки к другим видам.

3. Романоцемент. Это смесь, в состав которой, кроме клинкера, входят мергели, как известняковые, так и магнезиальные. Содержание в нем оксида алюминия и кремнезема не должно быть ниже четверти по весу.

4. Магнезиальный. В него обязательно входит оксид магния, а также хлорид магния и сульфат магния в качестве затворителей. Последний используется реже и, главным образом для того, чтобы достичь повышенной устойчивости к воздействию воды. Применение определяется повышенной прочностью, а также способностью быстро схватываться и твердеть. Из комбинации магнезиального цемента в определенной пропорции с другими веществами получаются очень прочные полы. Из него же делают облицовочные материалы, точильные камни, абразивные круги, жернова, лестничные ступени и другие изделия, которые обычно работают под большой нагрузкой.

К магнезиальным относится и так называемый цемент Сореля, состав которого был разработан еще в позапрошлом веке французским ученым Станиславом Сорелем.

5. Кислотоупорный состоит из жидкого стекла, которое представляет собой водный раствор силиката натрия. Наполнителями служат устойчивые к воздействию внешней среды минералы, в том числе кварциты и кварц. Использование кремнефтористого натрия способствует повышению скорости затвердевания, а также его стойкости к воздействию воды. Применяют для возведения сооружений, которые подвергаются активному воздействию агрессивных факторов. Например, башни, резервуары на предприятиях химической промышленности.

6. Цемент, смешанный с наполнителями, условно можно отнести к отдельной группе, поскольку по составу он сильно отличается от других видов.

Марки

Маркировка определяется прочностными характеристиками получившегося бетона. Для определения марок берут состав, смешанный в пропорции один к трем (одна часть материала и три части чистого кварцевого песка). Смесь в таком соотношении разбавляют водой и создают из нее небольшие блоки следующих размеров:

• длина: 16 см,
• ширина и высота: по 4 см.

После отвердения полученные изделия испытывают с различной периодичностью. Блоки сдавливают на специальном оборудовании и определяют их прочность. Максимальная прочность проявляется после четырех и более недель просушки испытательного блока. В зависимости от полученных результатов вещество относят к определенной марке.

Наименее устойчивая смесь получает маркировку М100. Это значит, что испытательный блок выдержал давление до 10 МПа, или до 100 килограмм на сантиметр квадратный. Слишком подробно не маркируют, в стандартах большинства стран мира прописан шаг в сто единиц. Но достаточно часто встречается и шаг в пятьдесят единиц.

Наиболее прочным считается вещество марки М600. Сфера его применения – особо прочные сооружения военного и промышленного назначения. Смесь М600 с различными добавками и наполнителями в определенном соотношении позволяет создавать объекты, способные выдержать прямое попадание очень мощной бомбы. Соответствует качеству и цена. Он намного дороже, чем довольно высокопрочный М500.

В гражданском строительстве и в производстве многих материалов используют в основном, пожалуй, марки М300-М500. Этого диапазона прочности хватает для того, чтобы можно было возводить сооружения и создавать изделия с нужными характеристиками.

Другие виды маркировки

Кроме марок по прочности существуют также и марки по составу. Так, аббревиатура ПЦ означает нахождение в таре портландцемента. Аббревиатура ШПЦ – это шлакопортландцемент. Латинские буквы и цифры указывают на состав такого материала. Речь идет о массовом количестве клинкера и шлака.

Отдельная маркировка указывает на то, какое количество различных добавок содержится в составе:

• к примеру, если на мешке с вяжущим материалом написано Д15, это значит, что в нем имеется 15 % определенных добавок.
• буквы ПЛ указывают на содержание пластификаторов, которые, значительно увеличивают срок его хранения. Быстротвердеющий обозначается буквой Б.
• для обозначения водонепроницаемого используют аббревиатуру ВРЦ.

Существует также множество других видов маркировки, указывающих на те или иные свойства, наличие в нем разнообразных добавок и наполнителей.

Химический состав цемента и функции ингредиентов, присутствующих в цементе

Химический состав цемента и функции ингредиентов для цемента обсуждаются здесь.

Химический состав цемента зависит от сырья, используемого при производстве цемента. Этими сырьевыми материалами являются известь, кремнезем, глинозем и оксид железа.

Содержание

1. Каков химический состав цемента?
2. Химический состав цемента и функции ингредиентов

• Химический состав цемента в процентах
• Функции химических соединений, присутствующих в цементе

Основные соединения цемента

• Основные соединения цемента, их общее название и приблизительный диапазон массы 900 10
• Оксидный состав типичных OPC и Соответствующий состав Bogue’s Compounds —
• Bogue’s Compounds
• 1. Трехкальциевый силикат
• 2. Двухкальциевый силикат
• 3. Трехкальциевый алюминат
• 4. Тетракальциевый алюминоферит
• Теплота гидратации компонентов цемента

Второстепенные соединения цемента

• Важность щелочей в цементе
• Важность Гипс в цементе

Химические требования OPC (цемент класса 33) В соответствии с IS: 269 – 1989

Важные моменты, на которые следует обратить внимание при изменении состава цемента (изменение свойств цемента) —

Микроструктура состава цемента

Key Take Away

Часто задаваемые вопросы

Каков химический состав цемента?

При высоких температурах сырье вступает в реакцию друг с другом в печи. Молекулярный состав реструктурируется в печи путем прокаливания. В результате образуется ряд сложных химических соединений.

После этого достигается состояние химического равновесия за исключением небольшого остатка несвязанной извести. Это связано с тем, что известь не успевает прореагировать. Но при охлаждении равновесие не сохраняется. И эта скорость охлаждения влияет на степень кристаллизации.

Глинозем и железо производят алюминат трикальция и алюминат тетракальция. Глинозем и железо снижают температуру с 2000°C до 1350°C (от 3500°F до 2500°F).

Вышеупомянутое снижение температуры требуется для образования трехкальциевого силиката. В противном случае для снижения температуры потребовалась бы энергия, и, следовательно, стоимость увеличилась бы.

Химический состав цемента и функции ингредиентов

В ходе реакции образуются оксиды сырья. Относительные пропорции этих оксидов наряду со скоростью охлаждения и тонкостью помола влияют на свойства цемента.

Химический состав цемента в процентах

Приблизительный химический состав цемента в процентах приведен в таблице ниже:

Функции химических соединений, присутствующих в цементе

1. Расч. оксид кальция CaO

Регулирует прирост прочности цемента

Регулирует прочность цемента

Дефицит CaO в цементе снижает прочность, а также время схватывания цемента.

2. Силикагель SiO ₂

Придает прочность цементу.

Избыток кремнезема снижает схватывание цемента.

3. Оксид алюминия Al ₂ O ₃

Отвечает за быстрое схватывание цемента

Избыток оксида алюминия снижает прочность цемента

9006 1 4. Оксид железа Fe ₂ O ₃

Придает цементу характерный серый цвет

Также помогает при сплавлении различных материалов

5. Оксид магния MgO

Придает цвет цементу

Придает цементу твердость

Избыток оксида магния вызывает трещины в растворе и приводит к звук конкретный.

6. Щелочи Na ₂ O, K ₂ O, P ₂ O ₅

Щелочи присутствуют в виде остатков в цементе.

Избыток щелочей вызывает высолы в бетоне

Избыток щелочи может также привести к растрескиванию бетона.

7. Триоксид серы SO ₃

Триоксид серы придает прочность цементу.

Основные соединения цемента

Основные соединения цемента, образующиеся после обжига материалов в печи, образуют клинкер цемента. Эти соединения могут схватываться и затвердевать в присутствии воды.

В основном их идентифицировал Бог. Следовательно, эти основные соединения также называют соединениями Бога.

Основные соединения цемента, их общепринятое название и примерный весовой диапазон 185 Аббревиатура Общее название Обычный диапазон по весу Трехкальциевый силикат 3 CaO. SiO ₂ C ₃ S алит 9018 5 45-60 Двухкальциевый силикат 2 CaO.SiO ₂ C ₂ S белит 15-30 Трехкальциевый алюминат 3 Al ₂ O ₃ .SiO ₂ C ₃ A – 6-12 Алюмоферрит тетракальция 4 Al ₂ O ₃ .Fe ₂ O ₃ C ₄ AF феррит 6-8

Соотношение этих четырех элементов определяет основные свойства цемента.

Оксидный состав типичного OPC и соответствующий состав Bogue’s Compounds-

9 0185 1. 5 9020 5 9Состав (%)

Оксид	Состав (%)
CaO	63
SiO 2	20
Al2O 3	6
Fe 2 O 3	3
MgO
Na 2 OK 2 O	1
SO 3	2
Другие	1
Потери при прокаливании	2 (пояснено ниже)
Нерастворимый остаток	0,5 (поясняется ниже)
C 901 02 3 S	54
C 2 S	16,6
C 3 A	10,8
C 4 AF	9,1

Если пропорция s этих оксидов варьируются даже незначительно, это имеет большое значение для расчетного количества основного и второстепенного цемента. образовавшиеся соединения.

Следовательно, производство цемента с установленным количеством определенного соединения требует тщательного контроля состава оксидов в сырье.

Различные испытания проводятся для определения пропорций этих компонентов в цементе.

Нерастворимый остаток

Согласно BS EN 197-1 нерастворимый остаток не должен превышать 5 % от общей массы цемента с наполнителем.

Потери при прокаливании

Показывает степень карбонизации и гидратации свободной извести и свободной магнезии при контакте цемента с атмосферой. Пределы потерь при прокаливании согласно ASTM C 150-05 и BS EN 197-1 следующие:

Тип цемента	205
ASTM Тип I Цемент	3
ASTM Тип II Цемент	3
ASTM Тип III Цемент	3
ASTM Тип IV Цемент	2,5
ASTM Тип V Цемент	3
Цемент с наполнителем	5

Bogue’s Compounds Химический состав цемента с процентным содержанием

Четыре основных соединения цемента называются соединениями Бога.

1.

Трехкальциевый силикат

• Может считаться лучшим вяжущим материалом.
• Облегчает измельчение цементных клинкеров
• Повышает устойчивость к замораживанию и оттаиванию
• Поскольку он гидратируется на ранней стадии, он обеспечивает раннюю прочность цемента
• Его гидратация и характер образовавшегося геля вызывают твердость цемента наряду с 7-дневной прочностью цемента
• Увеличение его содержания сверх указанных пределов может значительно увеличить теплоту гидратации, а также увеличить растворимость цемента в воде

2.

Двухкальциевый силикат

• Его гидратация требует времени, поэтому затвердевание происходит на более поздней стадии
• Сила развивается примерно через год
• Обеспечивает стойкость к химическому воздействию
• Увеличение его содержания затрудняет помол клинкеров, снижает раннюю прочность и теплоту гидратации
• Через год вклад C ₂ S в прочность и твердость почти равен вкладу C ₃ С

Вместе составляют 70-80 % цементных смесей. Большая часть прочности цемента зависит только от этих двух соединений. При гидратации они дают C ₃ S ₂ H ₃ и Ca(OH) ₂ . Но C ₃ S дает раннюю прочность, а C ₂ S отвечает за предел прочности.

Вклад цементных компаундов в прочность цемента

3. Трехкальциевый алюминат

• Может быстро реагировать с водой
• Вызывает мгновенное схватывание тонкоизмельченного клинкера за счет мгновенного затвердевания цементного теста. Для предотвращения этого при помоле цемента
добавляют 2-3 % гипса.
• Отвечает за начальное схватывание, высокую теплоту гидратации и объемные изменения; таким образом, это причина взлома
• Увеличение его содержания снижает время схватывания, устойчивость к сульфатному воздействию, предельную прочность и теплоту гидратации

4. Тетракальциевый алюмоферит

• Он также отвечает за мгновенное схватывание цемента вместе с C ₃ A, но выделяет меньше тепла.
• Имеет наименьшую цементирующую способность из всех
• Увеличение его содержания снижает прочность

Теплота гидратации компонентов цемента 9018 4

Компонент	Теплота гидратации (в Дж/г)
C 3 S	500
C 2 S	260
C 3 A	865
C 4 AF	420

Скорость гидратации чистых цементных компаундов

Реакция теплоты гидратации цемента протекает с большей скоростью на ранней стадии и с меньшей скоростью после нее.

Незначительные соединения цемента

Помимо соединений Bogue, составляющих основную часть продукции, в печи также образуются некоторые второстепенные соединения.

В цементе содержится довольно много второстепенных соединений, таких как CaSO ₄ . 2H ₂ O, MgO, TiO ₂ , Mn ₂ O ₃ , K 9010 2 2 О, На ₂ O и щелочи.

Основные соединения играют важную роль в гидратации цемента. Чтобы знать, что такое гидратация цемента и как эти соединения помогают в наборе прочности бетона, Чтение гидратации цемента .

Это не означает, что второстепенными соединениями можно пренебречь. На самом деле, термин «минорное соединение» относится к его количеству, а не к важности. Это можно понять по следующим примерам:

Важность щелочей в цементе

Наличие этих щелочей повышает рН до 13,5, что хорошо для защиты арматурной стали от коррозии.

Щелочи реагируют с заполнителями в бетоне, что вызывает разрушение бетона. Это явление известно как реакция щелочного агрегата и отрицательно сказывается на прочности бетона.

Значение гипса в цементе

Большое значение имеет количество гипса, присутствующего в клинкере.

Содержание гипса зависит от содержания C ₃ A и содержания щелочи. Если C ₃ A увеличивается, потребность в гипсе также увеличивается. (Увеличение C ₃ A требуется, если также увеличивается тонкость помола цемента.)

Но добавление гипса увеличивает характеристики расширения цемента и вызывает разрушение застывшего цементного теста.

Таким образом, необходимо определить оптимальное содержание гипса. Его определяют по выделению теплоты гидратации. Обеспечивается желаемая скорость ранней реакции, так что небольшое количество C ₃ A доступно для реакции даже после того, как весь гипс будет объединен.

Химические требования к цементу OPC (цемент марки 33) в соответствии с IS: 269 – 1989

Ниже приведены некоторые химические требования цемента OPC марки 33 согласно IS: 269-1989:

1. Коэффициент насыщения известью представляет собой отношение процентного содержания извести к объему кремнезема, глинозема и оксида железа. Он не должен быть больше 1,02.

2. Процент глинозема к проценту оксида железа 6.

Важные моменты, на которые следует обратить внимание при изменении состава цемента (изменение состава цемента). Свойства)-

1. Отношение кремнезема к глинозему и оксиду железа определяет скорость схватывания цементного теста.

Отношение = SiO2Al2O3 + Fe2O3 

2. Теплота гидратации может быть снижена на

– увеличение содержания кремнезема до 21 % 003

– ограничение содержания оксида железа до 6 %

• с добавлением пуццоланового материала, такого как летучая зола

3. Стойкость к сульфатному воздействию может быть повышена за счет0003

– ограничение содержания железа до 4 %

4. Добавление небольшого процента оксида железа в высококремнистое сырье облегчает его сжигание.

Но избыток этого оксида железа приводит к образованию твердых клинкеров. Эти твердые клинкеры затем затрудняют измельчение.

Оксид железа нейтрализует некоторые нежелательные свойства, возникающие из-за реакции извести с глиноземом. Кроме того, если известь сама по себе вступает в реакцию с оксидом железа, это вызывает нестабильность.

Меры предосторожности при изменении сырья для цемента:

1. Ограничение содержания извести –

Количество извести не должно превышать определенного предела. В противном случае извести будет трудно сочетаться с другими составами. А известь останется в виде свободной извести в клинкере цемента.

Свободная известь в клинкере задерживает гидратацию цемента и, таким образом, ухудшает его прочность.

2. Ограничение содержания кремнезема –

Если вместо глинозема и оксида железа увеличить количество кремнезема, цемент не будет плавиться должным образом. Образование цементных клинкеров также будет затруднено.

Увеличение общего содержания глинозема и оксида железа способствует увеличению ранней прочности цемента.

Микроструктура цементного состава

С развитием науки и техники мы теперь можем распознавать микроструктуру цементного бетона до гидратации, а также после гидратации.

Кристаллическая/аморфная структура гидратированного/негидратированного цемента может быть выявлена ​​методами дифракции рентгеновских лучей

• Рентгенофлуоресцентный метод
• Под мощным электронным микроскопом с увеличением 50000 и более

СЭМ-изображение цементаОптическое микроскопическое изображение цемента

Ле Шателье и Торнебом наблюдали четыре различных типа кристаллов в тонких срезах цементных клинкеров. Эти четыре типа кристаллов были названы Торнебомом алитом, белитом, целитом и фелитом.

Описание этих четырех кристаллов было похоже на описание основных компонентов Богом. Следовательно, соединения Бога также упоминаются в литературе под этими названиями.

Соединение Бога	Название Торнебома для Кристалла
C 3 S	Алит
С 2 S	Белит
С 3 А	Целит
C 4 AF	Felite

Key Take Away

Сырье для цемента – Известь, кремнезем, глинозем, оксид железа

Химический состав цемента с процентным содержанием и его функцией –

Оксид	Процентный диапазон	Функция
CaO	60-67	Регулирует прирост прочности цемента Контролирует прочность производимого цемента Дефицит – Уменьшает прочность и время схватывания
SiO 2	17-25	Придает прочность цементу Избыток – Уменьшает прочность цемента 9 0188
Al2O 3	3-8	Отвечает за быстрое схватывание цемента. 5-6	Придает цвет Облегчает сплавление различных материалов
MgO	0,1-4	Придает цвет Придает твердость цементу
На 2 О, К 2 O, P 2 O 5	0,4-1,3	Избыток щелочи вызывает высолы в бетоне Избыток щелочи вызывает появление трещин в бетоне
СЦ 3	1.3-3	Придает прочность

Вышеперечисленные оксиды, присутствующие в сырье, соединяются друг с другом при высоких температурах клинкерования и образуют комплексные соединения.

Основные соединения цемента t-

Основные соединения цемента были определены на основе работы Bogue. Поэтому их также называют соединениями Бога.

• C ₃ S – Трехкальциевый силикат
• C ₂ S – Двухкальциевый силикат
• C ₃ A – Трехкальциевый алюминат
• C ₄ AF – Тетракальциевый алюмоферрит

Основные соединения ответственны за гидратацию цемента, что приводит к увеличению прочности цемента. Основные соединения составляют около 90 % от общего количества цементных соединений.

Второстепенные соединения цемента –

Хотя процентное содержание второстепенных соединений в составе цемента меньше, они все же значительны.

Второстепенные соединения в цементе включают CaSO ₄ .2H ₂ O, MgO, TiO ₂ , Mn ₂ O ₃ , K ₂ O, Na ₂ O, и щелочи.

Щелочи могут способствовать реакции щелочного агрегата в бетоне, что отрицательно сказывается на прочности бетона.

Необходимо определить оптимальное содержание гипса, так как большее количество гипса вызывает характеристики расширения цемента, что приводит к нарушению затвердевшего цемента.

IS: 269 -1989 : Было указано, что некоторые химические требования к цементу марки 33 для OPC. В этом коде указаны ограничения для следующих факторов:

• Известь до кремнезема, глинозема и оксида железа
• Глинозем в оксид железа
• Нерастворимый остаток
• Магнезия
• Содержание серы
• Потери при прокаливании

Изменение процентного содержания сырья должно производиться с осторожностью. В противном случае могут возникнуть неблагоприятные последствия.

Избыток извести приводит к тому, что известь остается в свободном состоянии в клинкере, вызывая непрочность цемента.

Избыток кремнезема затрудняет образование клинкеров.

Микроструктура цемента –

По мере развития науки и техники новые технологии помогают детально изучать микроструктуру цемента. Для этого можно использовать силовой электронный микроскоп с увеличением 50000 и более.

Часто задаваемые вопросы

Каков химический состав цемента?

Химический состав цемента: Трехкальциевый силикат (C ₃ S), двухкальциевый силикат (C ₂ S), трехкальциевый ауминат (C ₃ A), и алюмоферрит тетракальция (C ₄ AF) составляют более 90 % химических компонентов цемента. Сульфат кальция (CaSO ₄ .2H ₂ O), оксид магния (MgO), оксид титана (TiO ₂ ), оксид марганца (Mn ₂ O ₃ ), щелочи (K 901 02 2 О , Na ₂ O, P ₂ O ₅ ) в незначительных количествах присутствуют в цементе.

Химический состав цемента зависит от сырья, используемого в производстве цемента – извести, кремнезема, глинозема и оксида железа.

В чем разница между цементом и бетоном?

Цемент – материал, обладающий вяжущими свойствами. Цемент — это материал, используемый в бетоне вместе с заполнителями и водой.

Дайте определение цементу.

Цемент представляет собой мелкоизмельченный порошок, обладающий вяжущими свойствами, который при добавлении воды может образовывать пасту и набирать прочность.

Как сделать цемент?

Цемент можно производить путем смешивания водорослевых и кремнистых материалов в сухом или влажном виде на заводе с последующим измельчением их в мелкий порошок.

Танудж Пармар

Я Профессор Танудж Пармар, исполняющий обязанности доцента Государственного инженерного колледжа доктора С. и С. Ганди, Сурат. В настоящее время я работаю над кандидатской диссертацией. в области транспортного машиностроения.

Изображение предоставлено СЭМ-изображением цемента, изображением цемента под оптическим микроскопом.

Химический состав цемента — Civil Bull

27 июля 2021 г. 27 апреля 2021 г. by civilbull

Содержание

Что такое цемент?

Цемент – это в основном вещество, которое действует как связующее в бетоне. Цемент широко используется в строительстве. Интересно знать, что цемент является самым потребляемым материалом на земле после воды. В этой статье будет обсуждаться химический состав цементного сырья, что делает его вторым наиболее используемым продуктом.

Рисунок 1: Цемент берет

Химический состав сырья:

Римский продукт, Цемент изготовлен из известняковых и глинистых материалов. Известняковые материалы представлены известняком или мелом, а глинистые – сланцами или глиной. Эти вещества дают главным образом известь, кремнезем, глинозем и окись железа.

Относительная пропорция этих оксидов сильно влияет на свойства цемента. В дополнение к этим оксидам цемент также содержит небольшое количество магнезии, триоксида серы и щелочей.

Рисунок 2: Основные ингредиенты цемента

Мы наблюдали изменения в составе цемента на протяжении многих лет — требования людей вынуждают вносить изменения в процентное содержание оксидов цемента. Мы обсудим это позже в какой-нибудь другой статье. Здесь мы увидим состав портландцемента марки-33.

Таблица 1.1 Приблизительные предельные значения состава оксидов для обычного портландцемента

9114 6 Придает цвет и твердость. В избытке вызывает

1	Состав
CaO	Контролирует прочность и плотность. Его недостаток снижает прочность и время схватывания	60–65
SiO2	Придает прочность. Его избыток вызывает медленное схватывание.	17–25
Al2O3	Отвечает за быструю настройку; если в избытке, это снижает силу.	3–8
Fe2O3	Придает цвет и способствует вливанию различных ингредиентов	0,5–6
MgO	0,5–4
Na 2 O + K 2 O	трещины в растворе и бетоне и нарушение прочности	0,5–1,3
SO 3	Придает цементу звук	1–2

Функции ингредиентов цемента:

1. Известь (CaO):

Известь или оксид кальция известкового и главного компонента цемента с 60-65 %. Его получают из мела и известняка, и он придает прочность цементу. Достаточное количество извести требует внесения силиката и алюминатов кальция.

Рисунок 3 : Известняк в цементе

Увеличение содержания извести сверх определенного предела затрудняет его объединение с другими оксидами. Следовательно, в клинкере будет присутствовать свободная известь, которая расширяется при контакте бетона с влагой и вызывает непрочность цемента. С другой стороны, недостаток извести снижает прочность, а также вызывает быстрое схватывание цемента.

2. Силикагель SiO

₂

Это второй по величине компонент цемента, который получают из песка и глинистых пород. Достаточное количество кремнезема способствует образованию двухкальциевых и трехкальциевых силикатов, придающих прочность цементу.

Рисунок 4 : Силикагель для цемента

Для повышения водостойкости к сульфатам количество кремнезема увеличивается до 24 процентов, а количество комбинированного оксида алюминия и железа снижается до 4 процентов. Избыток кремнезема придает большую прочность, но в то же время вызывает медленное схватывание цемента.

3. Глинозем Al

₂ O ₃

Глинозем или оксид алюминия получают из бокситов или глин, содержащих алюминий. Его процентный предел составляет от 3 до 8 процентов. Он обеспечивает быстрое схватывание цемента.

Рисунок 5: Боксит для цемента

Процесс производства цемента требует высокой температуры, но добавление глинозема снижает температуру печи. Это внезапное снижение температуры ослабляет цемент. По этой причине рекомендуется не использовать избыток глинозема.

4. Оксид железа Fe

₂ O ₃

Оксид железа получают из железных руд или некоторого количества кремнезема. Его количество в цементе колеблется от 0,5 до 6%. Оксиды железа придают цвет цементу.

Рисунок 6: Железная руда для цемента

Оксид железа также способствует введению различных компонентов цемента. При более высоких температурах он соединяется с кальцием и алюминием, образуя алюмоферрит. Следовательно, он придает твердость и прочность цементу.

5. Сульфат кальция (CaSO

_4. 2H ₂ O)

Сульфат кальция встречается вместе с известняком в виде гипса. Его дополнительно добавляют 2-3% в цементный клинкер при помоле. Увеличивает время схватывания, замедляет схватывание цемента. Если в цементе нет гипса, то цемент может показать мгновенное схватывание.

Рисунок 7: Гипсовый порошок

6. Магнезия (MgO)

Магнезия присутствует в значительно меньшем количестве (от 0,1 до 3 %) в цементе. В небольших количествах он придает цвет и твердость цементу. Более 3 процентов вызывают трещины в бетоне или растворе.

7. Сера или триоксид серы (SO

₃ )

Сера или триоксид серы появляются при добавлении гипса во время помола клинкера. Небольшое количество 1-2% полезно для того, чтобы цемент звучал. Если его слишком много, цемент становится непрочным.