Расширяющиеся, безусадочные напрягающиеся цементы. Сырьевые материалы производство, свойства

Введение

Актуальность
Расширяющиеся цементы позволяют увеличить объем цементного камня, его уплотнение, расширение и самонапряжение. Существует несколько видов расширяющихся цементов:
Гипсо-глинозем. В производстве используются дигидрат сульфата кальция и клинкер. Ингредиенты тщательно измельчаются и смешиваются.
Водонепроницаемый. В производстве используются алюминат кальция, глиноземистый цемент и гипс. Три компонента измельчаются и смешиваются. Материал быстро затвердевает, процесс начинается уже на четвертой минуте.

1.Особенности свойств и эффективности применения расширяющихся цементов

Портландцемент и материалы на его основе при твердении на воздухе дают усадку. Так, портландцементное тесто с отношением Е/Ц 0,45 имеет воздушную усадку около 2,5 мм/м, а цементно-песчаный раствор с тем же цементом — 1 мм/м. В результате при бетонировании крупных конструкций, таких как напольные покрытия, на них появляются трещины. В то же время в ряде случаев растрескивание бетона абсолютно недопустимо, например, для конструкций, работающих под давлением воды, таких как трубы, резервуары и т.п. Для этих целей применяют специальные цементы без расширения и усадки.
Расширяющиеся цементы, даже затвердевающие на воздухе, демонстрируют небольшое увеличение объема в процессе твердения. Безусадочные цементы — это расширяющиеся цементы, в которых расширение только компенсирует усадку, поэтому такие цементы как будто уплотняются, делая бетон непроницаемым.[1]
При использовании расширяющихся цементов в железобетонных конструкциях эффект расширения, вяжущего может вызвать растяжение арматуры и, как следствие, сжатие самого бетона, что дополнительно защитит бетон от растрескивания. Такие цементы называются напрягающими цементами.
Эффект расширения связующего может быть достигнут различными способами. Например, путем образования пузырьков газа в связующей пасте во время затвердевания или посредством реакции гашения CaO, добавленного к цементу при переходе в Ca(OH)2. Эти методы используются для решения различных задач. Например, метод гашения CaO применяется при добыче крупных каменных блоков с использованием так называемого бесшумного взрыва.

2.Сырьевые материалы производство, свойства

Карбонатные породы. Они широко распространены в природе, что способствует развитию цементного производства на их основе. К используемым карбонатным породам относятся известняк, мел, ракушечник, мрамор, известковый туф, мергель и т. д. Все эти породы содержат в основном карбонат кальцита CaCO3.
Известняки состоят из кристаллов кальцита разных размеров. Мел — рыхлая, слабосцементированная горная порода, содержащая землистый ил. Качество карбонатного сырья зависит от его структуры, количества примесей и равномерности их распределения в массе сырья. Карбонатные породы, содержащие 40–43,5% CaO и 3,2–3,7% MgO, пригодны для производства цемента. Желательно, чтобы суммарное содержание Na2O и K2O не превышало 1%, а SO3 – 1,5–1,7%.
Более благоприятны породы с постоянным химическим составом и однородной мелкокристаллической структурой. Смеси тонкодисперсных глин и аморфного кремнезема полезны, если они равномерно распределены по карбонатной породе.[5]
Особым видом карбонатного сырья является мергель — переходная порода между известняком и глиной. Мергель — тонкодисперсная природная смесь глинисто-песчаных пород осадочного происхождения (20-50%) и карбоната кальция (50-80%). В зависимости от содержания CaCO3 мергели подразделяются на песчаные, глинистые и известковые. Наиболее ценным сырьем является известковый мергель, содержащий 75-80% CaCO3 и 20-25% глины.

Заключение

Твердение всех гидравлических вяжущих в воздушной среде сопровождается уменьшением объема цементного камня (усадкой). Усадочные деформации могут привести к появлению трещин в бетоне, нарушению целостности конструкций и снижению их долговечности.