36. Химический и минералогический состав цементного клинкера. Характеристика ос­новных материалов.

Клинкер сост. из след. основных клинкерных минералов: трехкальциевого силиката 3CaO·Si0₂ (алит) 40-65 %, двухкальциевого силиката 2CaO·Si0₂ (белит) 15-40%, трехкальциевого алюмината ЗСаО·А1₂0₃ 2-15%, четырехкальциевого алюмоферрита 4CaO·Al₂0₃·Fe₂0₃ 10-20%. Часто используют их сокращ. обозн-е: соответственно C₃S, C₂S, C₃A и C₄AF.

Кажд. из клинкерных мин-лов имеет свои специфич. св-ва:

Трехкальциевый силикат (алит) явл. химически активным мин-лом, он оказывает решающее влияние на прочность и скорость тверд-я цем. Взаимодей­ствие его с водой происх. с большим тепловыд-ем. Алит обладает способностью быстро твердеть и на­бирать выс. прочность, поэтому повышенное содер­жание трехкальциевого силиката обеспечивает получение из данного клинкера высокомарочного портландцемента.

Двухкальциевый силикат (белит), затворенный во­дой, в начальный период твердеет медленно, при этом выделяется очень мало теплоты. Продукт твердения в течение первого месяца обладает невысокой прочностью, но затем на протяжении нескольких лет при благопри­ятных условиях прочность его неуклонно возрастает.

Трехкальциевый алюминат хар-ся выс. хим. активностью, в первые сутки твердения он выделяет наиб. кол-во теплоты гидратации и быстро твердеет. Однако продукт его твердения имеет низкую долговечность и малую стойкость против воздей­ствия сернокислых соединений.

Четырехкальциевый алюмоферрит хар-ся умеренным тепловыделением, твердеет он значительно медленнее, чем алит, но быстрее, чем белит. Прочн-ть продуктов его гидратации несколько ниже, чем у алита.

Располагая данными о минералог-ом составе портландцементного клинкера и зная св-ва клинкер­ных мин-ов, можно заранее составить представ-е об основных св-вах портландцемента и особенностях его твердения в различных условиях.

37. Свойства портландцемента, методы их оценки.

Средняя плотность портландцемента в рыхлом со­ст. 1000-1100 кг/м³, а в уплотн-м -1400-1700 кг/м³. Ист. плотн-ть - 3,05-3,15 г/см³.

Тонкость помола цемента характеризуется остатком на сите № 008 (размер ячейки в свету 0,08 мм) не более 15% или удельной поверхностью —величиной поверхно­сти зерен (в см²) в 1г цемента. Удельная поверхность портландцемента должна быть 2500—3000 см²/г. С уве­личением тонкости помола цемента до 4000—4500 см²/г возрастает скорость твердения и повышается прочность цементного камня.

Водопотреб-ть портландцем. опред-ся ко­л-вом воды (в %), кот. необх. для получ. цем. теста норм. густоты, т. е. задан­ной станд. пласт-ти.

Нормальной густотой цем. теста считается его консистенция, при кот. игла прибора Вика, погружа­ясь, не доходит до дна кольца на 5—7 мм. Во­допотребность портландцемента обычно колеблется в пределах 22—26 % и зависит от минералогического со­става и тонкости помола.

Сроки схватывания цементного теста нормальной гус­тоты определяют на приборе Вика по глубине проника­ния иглы. Начало схватывания должно наступить не ра­нее чем через 45 мин, а конец схватывания — не позднее 10 ч от начала затворения. У портландцемента обычно начало схватывания наступает через 1—2 ч, а конец — через 4—6 ч. На сроки схватывания портландцемента влияют его минералогический состав, тонкость помола и другие факторы. Равномерность изменения объема це­мента устанавливают на образцах-лепешках, изготов­ленных из цементного теста нормальной густоты, при кипячении их в воде и выдерживании над паром. Це­мент считают доброкачественным, если на лицевой сто­роне лепешек, подвергнутых испытаниям, нет радиаль­ных, доходящих до краев трещин или сетки мелких тре­щин, видимых в лупу или невооруж. глазом, а также каких-либо искривлений. Одной из причин нерав­ном. изменения объема цем. камня при твердении явл. наличие в цементе свободных СаО и MgO, которые гидратируются с увеличением объема в уже затвердевшем цементном камне, разрушая его.

Прочность портландцемента характеризуется его маркой. Марку цемента устанавливают по пределу прочности при изгибе образцов призм размером 40Х40Х X160 мм и при сжатии их половинок, изготовленных из цем.-песчаного р-ра состава 1 :3 (по массе) на станд. песке при водоцементном отно­шении В/Ц=0,4 и испытанных через 28 сут. Предел прочности при сжатии в возрасте 28 сут называют ак­тивностью цемента, по ее величине устанавливают мар­ку цемента. Например, если при испытании цемента ус­тановлена активность 43 МПа, то его относят к марке 400.

Портландцемента разделяют на марки М400, М500, М550 и М600.