Магазинирование клинкера и помол. Прочность цемента. Твердение цемента. Коррозия цементного камня и меры борьбы с ней

Магазинирование — это вылеживание (до 2—3 недель) с целью гашения свободной извести в клинкере влагой из воздуха и предупреждения этим неравномерности изменения объема цемента при его твердении. Клинкер из холодильника направляют непосредственно на помол. Перед помолом клинкер дробят до зерен размером 8-10 мм чтобы облегчить работу мельниц. Измельчение клинкера производится совместно с гипсом, гидравлическими и другими добавками, если последние применяются. Совместный помол обеспечивает тщательное перемешивание между собой всех материалов, а высокая однородность цемента является важным фактором его качества. Гидравлические добавки, будучи материалами сильно пористыми, имеют, как правило, высокую влажность (до 20-30% и более). Поэтому перед помолом их высушивают до влажности примерно 1%, предварительно раздробив до зерен крупностью 8—10 мм. Гипс только дробят, так как его вводят в незначительных количествах, и содержащаяся в нем влага легко испаряется теплом, образующимся при помоле цемента в результате ударов и истирания в мельнице мелющих тел. Из мельницы цемент выходит с температурой до 100°С и более. Для охлаждения, а также создания запаса его отправляют на склад.

Твердение цемента - сложный процесс, включающий ряд химических и физических явлений. При затворении минералы цемента реагируют и дают различные новообразования. В присутствии гипса и воды трехкальциевый алюминат образует эттрингит — гидросульфоалюминат кальция, замедляющий схватывание и твердение цемента. Механизм твердения цемента очень сложен. Химические реакции начинают протекать сразу после смешивания цемента с водой. Компоненты цемента растворяются слабо, медленно, образуется насыщенный раствор, заполняющий пространства между зернами. При твердении цемента на воздухе цементный камень дополнительно упрочняется в результате карбонизации гидроксида кальция. Затвердевший цементный камень представляет собой весьма прочный кристаллический каркас, заполненный гелем, внутри которого находятся не затронутые реакцией внутренние слои цементных зерен. Поры в цементном камне заполнены воздухом и капиллярной водой. Качество цемента принято оценивать по его прочности, набираемой через 28 суток твердения.

Коррозия - процесс полного или частичного разрушения материала под влиянием различных агрессивных воздействий. Если вода, растворы солей или кислот просачиваются сквозь цементный камень, он постепенно разрушается, что приподит к разрушению цементных бетонов и растворов. Различают несколько видов коррозии цементного камня. Одним из них является выщелачивание. Процесс выщелачивания продолжается до полного разрушения материала. Стойкость цементного камня против выщелачивания увеличивают, добавляя активные минеральные добавки. Они связывают Са(ОН)а в нерастворимые в воде гидросиликаты и гидроалюминаты кальция.

Особенно опасны для бетонов и растворов водные растворы сульфата кальция Са. Соединяясь с гидроалюминатом кальция, сульфат кальция образует гидросульфоалюминат кальция, объем которой за счет значительного содержания кристаллизационной воды в 2,5 раза превышает объем гидроалюмината, что и вызывает сульфатную коррозию— разрушение затвердевшего цементного камня.

Предотвращают коррозию цементного камня правильным выбором вида цемента и путем гидроизоляции бетонов и растворов от фильтрации через них агрессивной воды.

Пластифицированный ПЦ, гидрофобный (гидрофобизированный) ПЦ, БТЦ, ОБТЦ

Пластифицированный ПЦ – получают, вводя при помоле клинкера добавки гидрофилизирующих ПАВ (до 0,3% по массе цемента). Такой цемент позволяет получать бетонные и растворные смеси повышенной подвижности. Пластифицирующий эффект используется для уменьшения в/ц и повышения плотности, морозостойкости и водонепроницаемости бетона. Введение пластификаторов отрицательно сказывается на скорости гидратации и твердения ПЦ , особенно в начальные сроки. Но к 28 суткам прочность достигает прочности бездобавочного.

Гидрофобный ПЦ – получают, вводя при помоле клинкера добавки гидрофобизирующих ПАВ (до 0,3%): мылонафт, асидол, ГКЖ-10, 11, 94. Обладают пониженной гигроскопичностью и капиллярным подсосом. Такой цемент хранится даже в очень влажных условиях, и долгое время сохраняет свою активность. Имеет повышенную морозостойкость, повышенную стойкость против истирающих и ударных воздействий, малую усадку, повышенную прочность на растяжение и изгиб.

Быстротвердеющий портландцемент (БТЦ) получается путем тонкого помола алито-алюминатного клинкера (удельная поверхность 3500…4000 см2/г) и регулированием минералогического состава, – вводится большое количество трехкальциевого силиката и трехкальциевого алюмината. БТЦ востребованный там, где необходимо получить высокую прочность бетона в начальные сроки твердения.

Особо быстротвердеющий портландцемент (ОБТПЦ)состоит из ПЦ клинкера, содержащего алит C₃S в пределах 65 ÷ 68% и трехкальциевого алюмината С₃А не более 8%, а также добавляется гипс. Особо тонкий помол (удельная поверхность 4000…4500 см²/г и более) обеспечивает быстрый набор прочности в начальные сроки твердения, а также высокую марку цемента (М600, М700).

Пуццолановый ПЦ, шлакопортландцемент. Св-ва, применение

Пуццолановый портландцемент состоит: цементный клинкер + добавка гипса (3 – 5 %) + активная минеральная добавка. Свойства:     скорость набора прочности: низкий; атмосферостойкость: низкая; морозостойкость: низкая; сульфатостойкость: высокая; значение деформации усадки: высокие. Применяется для подземных и подводных конструкций в сильноагрессивных средах и воздействию мягких вод. Для внутренних массивов гидротехнических сооружений.

Сульфатостойкий шлакопортландцемент трехкальциевый силикат – не более 50%, трехкальциевый алюминат – не более 5 %, C3A+C4AF – не больше 22%. В состав включают оксид магния (5%) и оксид алюминия (5%) + добавка доменного шлака. Свойства: скорость набора прочности: низкий; атмосферостойкость: средняя; морозостойкость: низкая; сульфатостойкость: высокая; значение деформации усадки: высокие. Применяется для сульфатостойких подземных и подводных бетонных и железобетонных конструкций, для использования как низкотермичного цемента.