Портландцемент
Портландцемент (ПЦ)– это гидравлическое вяжущее вещество, серый порошок, получаемое совместным помолом ПЦ клинкера и около 5 % двуводного гипса. ПЦ клинкер получают из известняка (около 75 %) и глины (около 25 %).
Известняк дробят, а затем размалывают вместе с глиной сухим или мокрым (с 35–45 % воды) способами в шаровых мельницах (рисунок 9). Полученную сырьевую смесь обжигают во вращающихся печах, аналогичных печам для обжига керамзита (рисунок 6), но имеющих значительно бóльшие размеры – длину до 185 м и диаметр до 5 м.
Рисунок 9 – Схема шаровой мельницы
В печи известняк СаСО3 разлагается и образуется CaO. Компоненты глины, разлагаясь, образуют оксиды SiO2, Al2O3, и Fe2O3. СаО взаимодействует с оксидами глины. Максимальная температура в печи 1450 С. При этой температуре завершается взаимодействие CaO с другими оксидами, в результате чего образуются минералы, называемые клинкерными:
– 3CaOSiO2 (С3S) – трехкальциевый силикат (алит);
– -2CaOSiO2 (-С2S) – бета-двухкальциевый силикат (белит);
– 3CaOAl2O3 (С3А) – трехкальциевый алюминат;
– 4CaOAl2O3Fe2O3 (С4АF) – четырехкальциевый алюмоферрит.
Клинкер представляет собой округлые гранулы размером 5–40 мм. Для получения ПЦ клинкер размалывают совместно с двуводным гипсовым камнем СаSО42Н2О (около 5 %) в шаровых мельницах (см. выше) и отгружают потребителям в вагонах-цементовозах, автомобилях-цементовозах, мешках.
ПЦ делят на марки 400, 500, 550, 600 – прочность при сжатии 40–60 МПа образцов из ПЦ и песка 1:3 через 28 суток твердения (одни сутки на воздухе и 27 – в воде).
Твердение ПЦ.Обусловлено взаимодействием с водой клинкерных минералов:
(С3S, -С2S, С3А, С4АF) + H2O
Образующиеся гидросиликаты, гидроалюминаты и гидроферриты кальция обеспечивают по мере их накопления схватывание и твердение ПЦ.
Применение ПЦ – для получения бетонных и железобетонных изделий, растворов, работающих в надземных, подземных и подводных условиях в промышленном, гражданском, дорожном и гидротехническом строительстве.
Шлакопортландцемент. Если при помоле вместо 21–80 % клинкера добавляют гранулированный доменный шлак, то полученный цемент называют шлакопортландцемент (ШПЦ). По свойствам он близок к обычному ПЦ и имеет марки 300, 400, 500, 550.