Splavmetal.ru

Сплав Металл
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Вода затворения

Вода затворения

Вода затворения — вода необходимая для получения растворной или бетонной смеси или цементного теста требуемой консистенции.

Вода затворения — обязательный компонент цементных бетонов, гипсобетонов, силикатных бетонов и ряда других бетонов, обеспечивающий твердение неорганических вяжущих в результате протекания химических реакции между вяжущим и водой, таких как гидратация цемента.

Например, расход воды затворения для изготовления тяжелого бетона лежит в диапазоне 80-240 л/куб.м [1] , для строительных растворов — 150—250 л/куб.м. Расход воды затворения зависит как от количества воды, необходимой для протекания реакции вяжущего с водой, так и от требуемой консистенции бетонной смеси.

Свойства воды затворения способны повлиять на все параметры качества бетонных и растворных смесей и цементного теста. Вода затворения выполняет функции растворителя и основного химического реагента, взаимодействующего с минералами цемента. Но в то же время, являясь активным растворителем, вода способна внести в состав бетона многие примеси, некоторые из которых могут быть отнесены к вредным [2] .

Содержание

Источники воды затворения [ править | править код ]

Загрязнённая вода, используемая при изготовлении бетона, может вызвать проблемы при схватывании бетона или преждевременный выход конструкции из строя [3] . Степень загрязнения воды устанавливают прежде всего по её цвету, запаху, вкусу, содержащимся взвешенным частицам и имеющейся или возникающей при сильном ударе пены. Эти критерии субъективны и недостаточны для оценки степени степени загрязнения воды — могут потребоваться инструментальные методы контроля [4] .

Возможные источники воды для затворения могут быть разделены на группы:

1. Питьевая вода. Не требует предварительных испытаний на пригодность. Является эталоном для сравнения с остальными источниками воды.

2. Вода из подземных источников. Пригодна после проведения испытаний.

3. Вода природных поверхностных вод, промышленных сточных вод. Пригодна после проведения испытаний.

4. Вода после промывки оборудования для приготовления и транспортирования бетонных смесей. Пригодна после проведения испытаний [5] [6]

5. Морская вода или вода с примесями солей (засоленная). Может быть использована для приготовления строительного раствора, бетона без армирования; в целом не подходит для железобетона и тем более для бетона с предварительно напряжённой арматурой, поскольку примеси солей (особенно хлоридов) вызывают коррозию арматуры. Не подходит для штукатурных растворных смесей, так как могут появиться высолы [7] .

6. Сточные воды. Для использования не подходят.

7. Болотная и торфяная воды. Для использования не подходят из-за высокого содержания гуминовых веществ и прочих органических загрязнителей.

Допускаемая к использованию вода не должна содержать химических соединений и примесей в количествах, которые могут повлиять на сроки схватывания цемента, скорость твердения, прочность, морозостойкость и водонепроницаемость бетона, коррозию арматуры.

Помимо определения содержания отдельных загрязнителей проводятся сравнительные испытания составов на предлагаемой к использованию воде и на питьевой воде. Если по сравнению с результатами испытаний, проведённых на питьевой воде, сроки схватывания цемента изменяются не более чем на 25 %, прочность бетона через 7 и 28 дней нормально-влажностного твердения, а также морозостойкость и водонепроницаемость бетона не снижаются, а арматурная сталь в бетоне находится в устойчивом пассивном состоянии, то вода допускается к использованию.

Вредные примеси в воде затворения [ править | править код ]

Хлориды приводят к быстрой коррозии арматуры, что особенно опасно на преднапряжённом бетоне; в присутствии хлоридов ускоряется щелочная коррозия заполнителей [8] . Содержание хлоридов не должно превышать 500 мг/л для железобетона с преднапряжённой арматурой; 1000—1200 мг/л — с обычной арматурой; для бетонов, не усиленных арматурой, количество хлоридов, не приводящее к негативным последствиям может доходить до 4500 мг/л [9] .

Сульфат-ионы SO4 2- могут приводить к сульфатной коррозии цементного камня, максимальное содержание сульфат-ионов может составлять до 600 мг/л для преднапряжённого бетона, до 2000—2700 мг/л для прочего бетона и раствора [10] .

Водородный показатель должен быть не менее 4, оптимально 6-8. Если предполагается использование заполнителей , которые могут реагировать с щелочами, то вода должна быть испытана на содержание щелочей, как правило, их количество в пересчёте на гидроксид натрия не должно составлять более 1500 мг/л. Если этот предел превышен, вода используется только в случае принятия мер для предотвращения вредных щёлочно-кремнезёмных реакций, протекающих между щелочами и реакционноспособным микрокремнезёмом. Значение водородного показателя воды затворения практически не сказывается на времени схватывания цемента [11] .

Такие примеси как сахара и фенолы способны замедлить схватывание цемента. Рекомендованное содержание сахаров в воде затворения не превышает 100 мг/л. В таких популярных добавках в бетон как лигносульфонаты (ЛСТ) содержится некоторое количество сахаров, которые приходится по этой причине удалять при очистке продукта [12] . Качество использованной воды влияет и на сроки схватывания бетона [13] .

Читайте так же:
Цемент м 500 поставщик

Нефтепродукты, масла и жиры могут сорбироваться на частицах цемента, замедляя гидратацию, а, следовательно, схватывание и твердение бетона и раствора; также они могут сорбироваться на частицах заполнителя, уменьшая их адгезию к цементному камню и прочность материала в целом. Нефтепродукты в воде затворения допустимы только в виде следов (радужной пленки) на поверхности.

Наличие поверхностно-активных веществ, определяемых по пене на поверхности недопустимо из-за возможного избыточного вовлечения воздуха в материал, что приводит к снижению прочности.

Вода с окраской, а также вода с гуминовыми веществами (проявляется увеличением интенсивности окраски при пробе со щелочью) должна с осторожностью использоваться в технологии декоративных бетонов, а также при изготовлении изделий для монтажа на наружных поверхностях зданий и сооружений.

Примеси карбонатов и бикарбонатов натрия и калия влияют на время схватывания бетона, при этом бикарбонат натрия может вызвать быстрое схватывание. Бикарбонаты могут ускорять или замедлять время схватывания в зависимости от соли, присутствующей с бикарбонатами [14] .

Примеси солей марганца, олова, меди и свинца вызывают снижение прочности бетона.

Общая жёсткость воды влияет на скорость схватывания цемента — чем выше жёсткость воды, тем быстрее происходит схватывание цемента [11] .

Температура воды затворения [ править | править код ]

Скорость схватывания и твердение вяжущих зависят от температуры цементного теста, растворной или бетонной смеси, а значит, и от температуры воды затворения. Оптимальной принятой в РФ при испытаниях цемента является температура воды затворения 18-22 °С [15] [16] . При отклонениях в температуре воды необходимо учитывать, что повышение температуры ускоряет схватывание цемента, снижение температуры замедляет схватывание цемента [17] .

В технологии бетона температура воды затворения позволяет управлять температурой бетона.

В жаркое время вода затворения охлаждается (вплоть до замены части воды затворения льдом) [18] .

При среднесуточной температуре наружного воздуха ниже 5°С и минимальной суточной температуре ниже 0°С вода затворения подогревается, поскольку подогрев воды технически осуществить легче чем заполнителей. Температура воды затворения не должна превышать 70 °С [19] , в противном случае возможно «заваривание» цемента — резкое протекание процессов структурообразования в цементном тесте с потерей подвижности бетонной смеси.

Для ячеистого бетона, в частности пенобетона неавтоклавного типа, температура воды затворения является эффективным способом управления структурой пенобетона, позволяющим регулировать прочностные свойства [20] .

Изменением температуры воды затворения создаётся возможность регулировать сроки вспучивания формовочной смеси ячеистого бетона и достигать планируемую максимальную температуру массива [21] .

Активация воды затворения [ править | править код ]

Предпринимаются большие усилия для поиска путей активации воды затворения различными малозатратными методами. Цель активации воды затворения — в снижении расхода вяжущего и повышении экономической эффективности производства бетона. Известны научные работы по активации воды затворения физическими, механическими методами, особое внимание ученые уделяют электро- и магнитной активации воды [22] [23] [24] , а также ультразвуковой активации [25] . Несмотря на достигнутый эффект в лабораторных условиях указанные способы не получили широкого распространения на практике.

Цемент, производство цемента, цена цемента.

Цемент – связующее вещество при производстве бетонного раствора и других строительных смесей.

Многие люди путают понятия цемента и бетона.

Цемент это мелкий серый порошок, применяемый для производства бетона. Он также является компонентом раствора, который каменщики используют при укладке кирпича и камня, так же он входит в состав того цемента, материалы которого используются при строительстве дамб, мощения дорог, укладки водоемов и т.д.

cement.jpg

Производство цемента.

Процесс производства цемента начинается в известняковом карьере. Известняк расположенный близко к поверхности, имеет высокое содержание минералов, таких как: окись алюминия, кремний и железо, чем глубже известняк, тем он чище, в нем содержится меньше минералов и больше углекислого кальция. На заводах по производству цемента используют оба типа породы, что бы меняя пропорции, делать разные марки цемента.

Работники бурят отверстие в стене и закладывают в него мощное взрывчатое вещество. Для безопасности они отходят за пределы взрывной зоны, на расстояние более 50 метров. После произведенного взрыва, подъезжают автомобильные погрузчики, которые загружают известняковую породу в грузовые самосвалы, отвозя руду на ближайшей завод по производству цемента.

Прибывшие на завод машины выгружают породу в первичную дробилку, которая разбивает большие куски породы, на более мелкие кусочки. В такой дробилке постоянно разбрызгивается вода, для того, что бы, пыль не поднималась и не оседала и на желоб. Оттуда раздробленные камни по конвейеру поступают во вторичную дробилку. В ней они еще больше дробятся, уменьшаясь в размерах. Камни с высоким и низким содержанием углекислого кальция дробятся отдельно.

Читайте так же:
Цементные панели для ванной

процесс производства цемента.jpg цементный порошок.jpg

Далее наступает время перемешивания камней, соотношение которых, зависит от марки производимого цемента. Специальный перегружатель формирует кучки в необходимых пропорциях. Затем погрузчик загружает эту смесь в шлифовальную машину — вальцовую мельницу. В зависимости от минералов уже изначально имеющихся в пере дробленой породе на заводе еще добавляют такие минералы как кремний и железо. Для некоторых марок цемента нужна окись алюминия. Роллер равномерно смешивает и размельчает ингредиенты, образуя сухой порошок из камня, называемы каменной мукой. Далее этот порошок идет в подогреватель. На входе температура порошка 80 градусов Цельсия, за 40 секунд она достигает 800 градусов. Начинается процесс соединения минералов и превращения их в материал, затвердевающий при добавлении воды. В подогревателе имеется мгновенный кольценатор. Примерно через 5 секунд с помощью химической реакции он убирает из порошка 95% двуокиси углерода. Отделяется известь, которая является наиважнейшим элементом цемента. Оттуда порок направляется во вращающуюся печь – огромную цилиндрическую топку. Она установлена под углом, позволяющим порошку перемещаться сверху вниз на расстоянии 49 метров. Печь вращается со скоростью два оборота в минуту, чтобы материал двигался с нужной скоростью. Газовое пламя на дне топки нагревается до огромной температуры – 1700 градусов Цельсия. Когда температура порошка достигает 1500 градусов, он сплавляется в куски размером со стеклянные шарики – они называются клинкерами. При выходе клинкера из обжиговой печи, он охлаждается большими вентиляторами до 60-80 градусов Цельсия. Важно быстро остудить его, чтобы получить качественный цемент. Отсюда клинкер попадает в накопитель.

Последняя ступень производства цемента называется окончательным дроблением. В клинкер добавляется немного гипса. Точное количество зависит от марки производимого цемента. Гипс, замедляет время застывания цемента, поэтому до затвердения с ним можно работать около двух часов. Цементные дробилки или шаровые мельницы, называются так из-за находящихся в них металлических шариков. В самых крупных дробилках их около 150 тонн. При вращении дробилки, шары разбивают и измельчают клинкер и гипс до мелкого порошка. После всех произведенных процессов, получается готовый к применению цемент.

Доставка цемента осуществляется при помощи автомобилей-цементовозов (цементовозный прицеп) или железнодорожными платформами (вагон-цистерна) для перевозки цемента. Это позволяет сберечь от внешних воздействий качество и свойства цемента, а так же транспортировать его на большие расстояния.

Цементовоз.jpg жд платформа для траспортировки цемента.jpg

Цена и стоимость цемента определяется исходя из нескольких составляющих. Во-первых, она зависит от марки или класса цемента, которые обозначают предел прочности на сжатие (простыми словами – прочность при сжатии). Чем выше марка или класс, тем выше прочность готового изделия. Во-вторых, цена так же зависит от сезона – в зимний период цена выше, так как производство цемента более энергозатратно. Так же зимой необходимо повышать морозостойкость цемента путем введения различных добавок, которые, несомненно, повлияют на стоимость продукции. И, в-третьих, цена зависит от конъюнктуры рынка – удаленности завода-производителя, сезонности, специфики региона, уровня его развития и прочих факторов.

Глиноземистый цемент и его особенности

Кроме традиционного портландцемента существуют иные вяжущие компоненты с минеральным составом. Рассмотрим характеристики, особенности и применение глиноземистого цемента.

Глиноземистый цемент и его особенности

Описание

Глиноземистый цемент относится к группе вяжущих компонентов для приготовления строительных смесей. ГЦ может быть использован в качестве самостоятельного, базового или дополнительного компонента. Характеристики готовых продуктов определяются составом и способом приготовления природного вещества.

Состав

В качестве основы для производства композитного вяжущего используются алюминиевая руда (бокситы), известняк и породы с высоким содержанием алюминия. За счет последнего иное название ГЦ — алюминатный. При детальном рассмотрении химический состав глиноземистого цемента представлен оксидами металлов в таком содержании (в %):

  • алюминий — 30-50:
  • кальций — 35-45;
  • железо и кремний — по 5-15.

В зависимости от доли CaO различают два типа ГЦ:

  • мелоизвестковый — 35-40 %;
  • высокоизвестковый — от 40 %.

Классификация также проводится по концентрации других примесей:

  • обычный с содержанием глинозема до 66 %, кремниевой кислоты около 3 %;
  • высокоглиноземистый с аналогичными компонентами до 76 и до 1 % соответственно.

Глиноземистый цемент и его особенности

Также в составе глиноземистого цемента присутствуют функциональные компоненты. Так, для балласта применяется геленит, а с целью увеличения рабочего времени раствора добавляется двухкальциевый силикат.

Производство

Методики изготовления алюминатного цемента сводятся к обжигу составляющих компонентов. Способов всего два: спекание или плавление. Первая технология подразумевает использование печей шахтного либо вращающегося типа, в которых температура поднимается до 1300 градусов по Цельсию. Сначала сырье охлаждают для кристаллизации геленита, затем происходит нагревание, а заготовку гранулируют и быстро остужают. Недостаток здесь в больших энергозатратах, но вяжущее вещество на выходе получается высокопрочным и качественным.

Читайте так же:
Постоянный цемент для фиксации металлокерамических коронок

Плавление происходит постепенно в печах шахтного типа, которые также применяются для литья цветных металлов. Доменные практически не используются из-за низкой прочности получаемого материала на начальных этапах схватывания. В камеру сырье подается в измельченном виде с добавлением кокса. Получаемый продукт на выходе подвергается водяному охлаждению, далее заготовки попадают в специальную дробильную установку с многокамерными мельницами.

Вторая методика более распространенная за счет использования пылевидного топлива, что экономически более выгодно. Реже производители прибегают к электроплавке с целью очищения продукта от кремниевой кислоты.

Еще один подтип методики — дуговая плавка. Процесс выполняется в печах с переменным током. Здесь измельченное сырье обращают в гранулы или брикеты. При этом известняк предварительно кальцинируют, алюминиевую руду прокаливают. В результате получают ГЦ самого высокого качества на фоне алюминатных аналогов.

Технические характеристики

Одно из главных свойств глиноземистого цемента заключается в быстром схватывании и набора прочности. Процесс затвердевания происходит около 12 часов, а марочный показатель достигается в течение 3 дней. Для сравнения — портландцементу требуется 28 суток. Такая скорость образования цементного камня оправдана высоким содержанием активных кальциевых алюминатов.

Глиноземистый цемент и его особенности

Важно! Раствор на основе ГЦ рекомендуется замешивать маленькими порциями. Это объяснимо коротким рабочим временем композита — примерно 30-45 минут.

Также на фоне традиционного портландцемента алюминатный аналог превосходит в следующем:

  1. Адгезия с металлом. Коэффициент сцепления ГЦ со стальной арматурой выше, благодаря чему монолит получается более целостным.
  2. Жаростойкость. Если у ПЦ процесс дегидратации начинается при нагревании до 550 градусов по Цельсию, то у ГЦ свойства и форма сохраняются в условиях свыше 1500 градусов (по ГОСТу 969-91 для марок ВГЦ I — 1580, ВГЦ II — 1670 и ВГЦ III — 1750).
  3. Плотность. Бетон из портландцемента имеет пористую структуру, из ГЦ пустоты в теле искусственного камня практически отсутствую, имеют меньшие размеры. В результате прочность и удельный вес также выше.

Минеральный композит на основе цемента проявляет устойчивость к механическим нагрузкам, агрессивным условиям эксплуатации относительно влаги, биологических и химических реагентов. Также бетон обладает инертностью к коррозии.

Важно! ГЦ неустойчив к щелочам, взаимодействие составов приводит к деформированию монолита. Из-за этого не рекомендуется самостоятельное добавление в раствор вяжущего с гипсом, известью и ПЦ.

Еще одно преимущество материала перед портландцементом — выделение тепла в процессе твердения раствора на глиноземистом цементе. В первые сутки показатель достигает 70 %. Это положительно сказывается на активности схватывания, позволяет выполнять заливку конструкций при температуре -10 градусов по Цельсию.

Важно! Работать с раствором на основе ГЦ не рекомендуется в жаркую погоду. При +30 градусов прочность сухого остатка будет ниже заявленной в 2-3 раза.

Стоит отметить особенность раствора из глиноземистого цемента. Из-за высокой вязкости вяжущего рабочую массу замешивать приходится дольше и трудозатратнее, нежели на основе ПЦ. Самостоятельно без опыта добиться однородности, своевременно выработать смесь сложно. Поэтому с целью получения качественного бетона лучше доверить работу профессионалам.

Ввиду характеристик материала сухие смеси в продажу поступают в контейнерах или мешках по 40-50 кг. Так как содержание железа может быть разным цветовое исполнение может быть желтым, зеленым, коричневым или черным.

Глиноземистый цемент и его особенности

Производство глиноземистого цемента регламентируется ГОСТом 969 от 2019 года (обновленные 969-77 и 969-91). На основании документа алюминатное вяжущее по прочности на сжатие подразделяют на три типа:

  1. Цемент глиноземистый ГЦ-40 в течение суток способен выдержать нагрузку в 22,5-40 МПа. Применяется материал в строительной сфере для реализации различных проектов. Считается лидером по потребительскому спросу.
  2. Глиноземистый цемент ГЦ-50 набирает прочность в 27,4-50 МПа. Основная сфера применения — топливная и энергетическая отрасль.
  3. Цемент глиноземистый ГЦ-60 (от 32,4 МПа) применяется оборонном и металлургическом секторе.

Также по показателям прочности на третьи сутки выделяют:

  • ВГЦ-25 или ВГЦ III по ГОСТ 969-91 (высокоглинистый цемент с классом прочности В25);
  • ВГЦ-35 или ВГЦ I;
  • ОВГЦ-25 (особочистый ВГЦ).

Важно! Маркировке ВГЦ II соответствуют марки ВГЦ с прочностью 25 и 35 МПа.

На базе алюминатного цемента приготовляют три типа смесей:

  • с гипсом и шлаком — расширяется в воде;
  • с полугидратом гипса м гашеной известью — проявляет гидроизоляционные свойства;
  • комбинированный применяется в изоляционных и ремонтных работах со шлюзами, тоннелями, трубопроводами и резервуарами для той или иной жидкости.
Читайте так же:
Полимерные модификаторы для цемента

Подводя итоги применение ГЦ сводится к строительным и ремонтным работам с ответственными и гидротехническими конструкциями. Вяжущий компонент важен в условиях получения быстрого и высокопрочного результата (транспортные сети, мосты, оборонительные и стратегические объекты).

Востребован материал для выполнения реконструкций в послеаварийных ситуациях в случае с трубопроводом, плотинами, дамбами, портовыми сооружениями, морскими судами. Жаростойкий бетон особенно актуален в промышленном секторе и отопительных пунктах.

В частном секторе нередко приходится работать в условиях низких температур. Так, алюминатный компонент актуален для устройства подушки под фундамент, фиксации анкерных систем, герметизации скважин. Более масштабные проекты здесь редко реализуются из-за высокой стоимости материала на фоне портландцемента. Но в случае с высокими грунтовыми водами мастера рекомендуют выбирать более качественный вариант.

Производители

Производством всех марок глиноземистого цемента в России занимается ОАО “Пашийский Металлургический Цементный Завод”. Также на отечественном рынке можно найти продукцию из Голландии (Caltra) и Франции (Sekar, Kerneos). Конкурентом из России можно считать ООО “ЕМА-цемент”.

Заключение

Глиноземистый цемент изготавливается на базе минералов с высоким содержанием алюминия. Присутствие химически активного металла объясняет быстрое твердение раствора и высокую адгезию материала со стальной арматурой. Применяется материал в строительных и ремонтных работах в условиях высокой влажности, агрессивных сред за исключение щелочной.

Урал-Омега | Получение цементов различных видов в мельнице типа МЦ

Эффективность применяемых в настоящее время при помоле цемента шаровых мельниц достаточно низка: только 3-6% подаваемой электроэнергии идет на измельчение материала. Остальная часть в форме тепла, вибрации и шума просто теряется. Снижение энергопотребления при помоле цемента достигается путем применения центробежно-ударных мельниц МЦ, поставляемых ЗАО «Урал-Омега» (рис. 1), которые широко используются при измельчении различных материалов.

Рис. 1. Установка измельчения с центробежно-ударной мельницей МЦ

Рис. 1. Установка измельчения с центробежно-ударной мельницей МЦ

Портландцемент

В данной части работы еще раз исследовано влияние способа помола на строительно-технические свойства цемента. Для этого использованы шаровая мельница МШ-1 и центробежно-ударная мельница МЦ-0,36. В шаровой мельнице удельная поверхность и зерновой состав цемента определяются длительностью измельчения, а в центробежно-ударной мельнице – скоростью вращения ускорителя частиц и регулировкой встроенного классификатора.

Удельная поверхность и зерновой состав цементов (определен с помощью лазерного гранулометра «Mastersizer») приведены в таблице. Индекс Ш относится к цементам, полученным в шаровой мельнице, а индекс Ц – в центробежно-ударной.

Удельная поверхность и зерновой состав цементов

Цементы, полученные в шаровой мельнице, характеризуются большей удельной поверхностью, что обусловлено высоким содержанием в них частиц фракции 0–5 мкм. Эти цементы обладают широким зерновым составом, что определяет их пониженную водопотребность по сравнению с цементами, полученными в центробежно-ударной мельнице.

Представляет интерес сопоставить свойства цементов, полученных в различных измельчителях и обладающих одинаковой тониной помола (равными значениями Xe). Согласно данным таблицы, это цементы Ш2 и Ц2. Несмотря на одинаковую тонину помола, цемент центробежно-ударного измельчения Ц3 содержит большее количество частиц размером 5–30 мкм. Именно содержание этих частиц определяет активность цемента, и как показали проведенные исследования, указанный цемент имеет активность 39,1 МПа, а цемент, полученный в шаровой мельнице – 37,0 МПа.

Таким образом, проведенные исследования показывают, что цементы центробежно-ударного измельчения по своим строительно-техническим свойствам не уступают цементам, полученным с использованием традиционных способов измельчения. Как показала проведенная технико-экономическая оценка, при получении цементов равной активности использование центробежно-ударной мельницы позволяет на 10–30% снизить общие удельные энергозатраты по сравнению с традиционной шаровой мельницей.

Смешанные цементы

Вопрос о целесообразном способе измельчения и рациональной гранулометрии компонентов смешанных цементов является достаточно сложным. При использовании центробежно-ударных мельниц дискуссионным остается вопрос о рациональной схеме измельчения компонентов смешанного цемента.

В данной работе рассмотрены две схемы измельчения:

  • смешивание исходного портландцемента М400 с измельченным в центробежно-ударной мельнице доменным шлаком (гранулированным и отвальным);
  • совместный помол портландцемента и доменных шлаков в центробежно-ударной мельнице.

Характер изменения прочностных показателей смешанных цементов (относительная прочность при сжатии) не зависит ни от способа получения смешанных цементов, ни от вида используемого шлака. Однако абсолютные показатели изменения физико-механических характеристик существенно зависят от состава и способа получения смешанного цемента (рис. 2, 3).

Рис. 2. Активность смешанного цемента на основе гранулированного шлака

Рис. 2. Активность смешанного цемента на основе гранулированного шлака

Рис. 3. Активность смешанного цемента на основе отвального шлака

Рис. 3. Активность смешанного цемента на основе отвального шлака

Читайте так же:
Растворы готовые кладочные цементные гост

Наилучшие прочностные показатели достигаются при получении смешанного цемента путем совместного помола компонентов, хотя для цементов на основе отвального доменного шлака различие в указанных характеристиках не столь велико. Это обусловлено тем, что отвальный шлак имеет кристаллическую структуру, разрушение которой аналогично клинкерной.

Смешанные цементы на основе гранулированного шлака характеризуются меньшим снижением прочности при увеличении доли шлака в их составе. Это обусловлено аморфной структурой этого шлака и хорошо известной его более высокой гидравлической активностью.

Согласно ГОСТ 10178 увеличение или уменьшение марки цемента на единицу сопровождается изменением его активности от 17 до 33%, а в пределах марки допускается изменение активности на 5%.

Отсюда следует, что на основе гранулированного шлака при совместном помоле компонентов возможно получение смешанного цемента, марка которого выше, чем марка исходного портландцемента.

Использование отвального шлака позволяет путем совместного помола получать смешанный цемент равной с исходным портландцементом марки при содержании шлака до 30%. Получение смешанного цемента такого состава в традиционной шаровой мельнице, как показали проведенные исследования, является проблематичным и сопровождается большими затратами энергии.

Таким образом, использование центробежно-ударных мельниц является эффективным средством получения смешанных цементов со стандартными строительно-техническими свойствами на основе техногенных продуктов, которые практически не использовались в цементной промышленности.

Сверхтонкомолотые цементы

Распространенным методом укрепления слабых грунтов является использование специальных инъекционных материалов, в частности особо тонкодисперсного. Такое вяжущее изготавливается посредством воздушной сепарации пыли, образуемой при помоле портландцементного клинкера, причем для предотвращения агломерации частиц оно подвергается обработке специальными добавками. Главной особенностью такого вяжущего является узкий зерновой состав, что и обеспечивает высокую инъекционную способность суспензий на его основе.

При укреплении грунтов инъекционными составами на основе цементов часто необходимо обеспечить необходимую долговечность получаемого композита при воздействии агрессивной среды, поэтому предпочтительным является использование шлакоцементных вяжущих, обладающих высокой коррозионной стойкостью.

Инъекционные суспензии, применяемые для укрепления грунтов, должны обладать определенными реологическими свойствами, что необходимо для полного заполнения межзернового пространства в укрепляемом грунте. Эти реологические характеристики зависят от водоцементного отношения суспензии, причем данный фактор является определяющим и для прочности получаемого композита.

Применение центробежно-ударных мельниц, как показали наши исследования, позволяет получать сверхтонкомолотые цементы с преобладающим размером частиц в диапазоне 7–9 мкм, пригодные для геотехнических работ. Из измельченных клинкера и гранулированного шлака смешиванием были изготовлены два вида шлакоцементного вяжущего – с содержанием шлака 50 и 75%.

Анализ прочностных показателей цементного камня показал, что рационально использование вяжущего с 50% содержанием шлака и суспензии с В/Ц = 2,5. Следует отметить, что условия твердения такой композиции незначительно влияют на прочность цементного камня в 28 суточном возрасте. Однако эта композиция характеризуется высокой вязкостью, что затрудняет инъекцирование грунта. Поэтому, для снижения вязкости, использовалась добавка-пластификатор в количестве 0,25% от массы цемента.

Согласно нормативным требованиям, прочность укрепленного грунта через 28 суток твердения как в воздушных, так и во влажных условиях твердения должна составлять не менее 2,5 МПа. Из полученной композиции были изготовлены образцы модельного песчаного укрепленного грунта, результаты испытаний на сжатие которого показали, что использование шлакоцементного вяжущего, содержащего 50% доменного гранулированного шлака, позволяет обеспечить нормативные показатели прочности укрепленного грунта.

Высокоглиноземистый цемент

При помоле высокоглиноземистого клинкера необходимо учитывать, что этот материал имеет высокую твердость (7–8 единиц по шкале Мооса), а его размолоспособность на 40–50% ниже размолоспособности портландцементного клинкера. Благодаря малой поверхности контакта изнашиваемых деталей и ударным воздействиям на материал в МЦ, достигаются свойства, требуемые для высокоглиноземистого цемента.
При измельчении в МЦ высокоглиноземистых клинкеров с содержанием Al2O3 60 и 70% были получены ВГЦ I и ВГЦ II. Несмотря на повышенный показатель нормальной густоты (38–40%), В/Ц при приготовлении раствора составило 0,42.

Полученные цементы в значительной степени превосходят требования ГОСТ-969 по тонкости помола (полный остаток на сите 50 мкм составил 0,1–0,4%) и прочностным показателям (рис. 4).

Рис. 4. Предел прочности ВГЦ

Рис. 4. Предел прочности ВГЦ

Результаты выполненного исследования свидетельствуют о том, что центробежно-ударные мельницы являются эффективными измельчителями для получения цементов различной номенклатуры:

  • цементов традиционного состава и назначения;
  • смешанных цементов на основе техногенных отвальных продуктов;
  • композиционных цементов специального назначения;
  • высокоглиноземистых цементов.

М.С. Гаркави, д. т. н., проф.,
А.В. Артамонов, к. т. н.,
С.С. Шленкина, к. т. н.,
И.С. Хрипачева, к.т.н.
МГТУ им. Г.И. Носова, Россия

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector