Цемент – хлеб строительства
Минестерсво образвания и науки Республики Казахстан
Казахстанско-Британский Технический Университет
Факультет энергетики и нефтегазовой индустрии
Кафедра химической инженерии
Цемент - хлеб строительства
Выполняли: студентки
1-го курса
ФЭиНГИ ХТОВ Отеш А.Ж.
Абдиханова А.М.
Проверял: Д.т.н.,
профессор,ассоц.
профессор Бишимбаева
Г.К.
Алмата 2010
Свойства цемента
Способность некоторых природных
материалов после обжига приобретать свойство затвердевать, будучи смешанными с
водой, была известна давно. Наиболее древними вяжущими строительными
материалами были известь и гипс, которые не требовали тонкого размола и высоких
температур для их изготовления. Постепенное развитие конструкций обжигательных
печей и размольного оборудования позволило создать условия, необходимые для
получения высококачественных цементов.
Цементы (нем. Zement лат. caementum - битый камень) - большая группа неорганических вяжущих
порошкообразных материалов,
образующих при смешивании с водой пластичную удобообрабатываемую массу,
затвердевающую в прочное камневидное тело. Цемент - основной строительный
материал, применяемый в надземных, подземных и гидротехнических сооружениях.
Свойства цемента. К
основным физико-механическим свойствам
цемента относятся:
Прочность - способность материалов сопротивляться внутренним напряжением,
возникающим в результате действия внешних нагрузок.
Нормальная густота цементного теста
характеризуется количеством воды затворения, выраженной в процентах от массы
цемента.
Тонкость помола портландцемента -
характеристика размеров частиц измельченного материала. А также сроки
схватывания, плотность цемента.
Классификация цементов:
По химическому и
минералогическому составу:
По вещественному составу:
портландцемент,
сульфатостойкий быстротвердеющий.
По виду клинкера:
портландцемент,
шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент.
По прочности
портландцемент подразделяется на пять марок:
300,400,500,550,600.
Самым распространенным
цементом является портландцемент. Портландцемент - гидравлическое вяжущее вещество, получаемое совместным помолом
портландцементного клинкера и гипса.
Магнезиальный цемент - технический продукт,
получаемый путем замешевания прокаленного при 800°С оксида магния с 30% водным раствором хлорида
магния.
Цветные портландцементы
получают путем совместного тонкого измельчения белого или цветного цементного
клинкера (не менее 80%), активной минеральной добавки - белого диатомита, гипса и пигмента -
или красковой руды. Для получения
красного покрытия используют красный железоокисный пигмент(Fe2O3 63-73%) зеленого-окись
хрома(Cr2O3 не менее 98%),черного - пиролюзит (MnO2 не менее 80%).
Сырье для производства
цемента. Цементные заводы эксплуатируют 150 самых разнообразных по геологическому строению и физико-механическим свойствам месторождений карбонатных и глинистых
пород и гидравлических добавок. Для проиводства цемента применяют как природные
материалы, так и отходы
промышленности. В цементном производстве используют известняк, мрамор, мел,
глина, лесс и т.д.
Известняк - осадочная горная порода,
состоящая главным образом из кальцита CaCO3, обычно с примесью
доломита, глинистых частиц, песчаных частиц, оксидов железа и других минералов.
В природе встречается в отложениях всех геологических возрастов.
Глина - тонкодисперсная
осадочная горная порода, состоящая в основном из глинистых минералов:
каолинита, монтмориллонита, гидрослюд и других гидроалюмосиликатов.
Получение цемента. Наиболее
распространенный цемент, называемый портландцементом, получают путем обжига при
высокой температуре (1400-1500°) природного сырья в виде мергелей или
искусственной смеси известняка с глиной и другими материалами. Обжиг
производится в специальных печах. Обычно цементообжигательная печь - это
огромный, длиной 100-150 метров, горизонтально расположенный цилиндр,
выложенный внутри огнеупорным кирпичом и медленно вращающийся. Печь
устанавливается с наклоном; благодаря этому материалы в ней, пересыпаясь,
постепенно передвигаются от одного конца к другому. При обжиге получается
спекшийся материал, часть которого расплавилась и застыла в стекловидном
состоянии. Этот материал носит название цементного клинкера. На рис. 1 показано
строение цементного клинкера при небольшом увеличении. Из рисунка видно, что
цементный клинкер состоит из кристаллических минералов, соединенных
стекловидным веществом.
Рис. 1. Частица цементного клинкера
в разрезе при увеличении в 100 раз
Цементный клинкер подвергается
размолу в тонкий порошок с добавкой при размоле нескольких процентов гипса
(обычно до 5%), и цемент готов. Схема производства цемента показана на рис. 2.
Рис. 2. Схема производства цемента
В цементный клинкер при помоле могут
вводиться, кроме гипса, и другие добавки: горные породы, шлаки, которые,
присутствуя в цементе в количестве до 10-15%, существенно не ухудшают его
прочности и позволяют экономить таким образом более дорогой клинкер. Однако
там, где требуется высокая морозостойкость, как, например, в дорожных
покрытиях, рекомендуется применять цемент, полученный размолом цементного
клинкера, без каких-либо добавок, кроме гипса.
Способ производства
цемента выбирают в зависимости от технологических и технико-экономических факторов.
При сухом способе
производства цемента после выхода из дробилки известьняк и глину высушивают до
влажности примерно 1%.
При комбинированном
способе производства сырьевая смесь в виде шлама, полученного по мокрому
способу производства, подвергается обезвоживанию и грануляции, а затем
обжигается в печах, работающих по сухому способу.
Производство цемента быстро растет,
но и потребность в нем непрерывно увеличивается. По темпам развития, по
организации технического контроля за качеством наша цементная промышленность
занимает ведущее положение в мире. Для того чтобы правильно и экономно
использовать этот замечательный и ценный строительный материал, необходимо
хорошо знать его свойства и особенности.
Цемент это основа
строительной индустрии любого государства. Рынок цемента в Казахстане рос
параллельно рынку недвижимости и промышленного строительства. привлекательным
для инвесторов. Пик потребления цемента в РК пришелся на 2007 год - свыше 9
млн. тонн. Если учесть, что цена этого товара в то время доходила до 25-30 тыс.
тенге за тонну (сейчас - 9-12 тыс тенге), то емкость рынка составляла порядка
250 млрд. тенге. В кризисные годы объемы закупок цемента на внутреннем рынке
заметно снизились. Однако спада производства, согласно официальной статистике,
не произошло.
<#"555959.files/image004.gif">
Цементы различных марок
применяются в разных областях строительной сферы, в зависимости от места
применения, времени года и других факторов.
• Для производства
бетонных и железобетонных сборных и монолитных конструкций, требующих
повышенной прочности.
• Производство
монолитных бетонных и железобетонных конструкций в промышленном и гражданском
строительстве, сборного железобетона с применением пропаривания при марке
бетона до 200.
• Портландцемент с
добавками марки 500 (с активными минеральными добавками не более 5 %), ПЦ
500-Д0 применяют для высокопрочных сборных обычных и предварительно напряженных
железобетонных конструкций, а также для наружных частей монолитных
железобетонных сооружений. Его можно употреблять для аварийных ремонтных и
восстановительных работ при высокой начальной прочности и марке бетона. Также
применяется для гидротехнических сооружений (при службе в пресной воде), для
производства плит оболочек, находящихся в зоне переменного уровня воды, для
аэродромного и дорожного строительства. При производстве бетонных работ с
быстрой распалубкой и для зимних бетонных работ по способу «термоса», для
производства асбестоцементных изделий.
• Для сооружения
современных автострад, строительства аэродромов, взлетно-посадочных полос,
портовых и складских территорий, городских улиц, мостовых конструкций и других
ответственных сооружений в промышленном и гражданском строительстве, где
требуется длительный срок службы покрытий, которые должны обладать повышенным
сопротивлением трению и действию высоких нагрузок и температур.
• Для тампонирования
нефтяных и газовых скважин с забойными температурами до 50°С («Холодные
скважины») с целью изоляции водоносных слоев от продуктивных, а также при
проведении мелиоративных работ.
• Широко применяют
сульфатостойкий портландцемент в гидротехническом строительстве, а также для
производства бетонных и железобетонных конструкций, подвергающихся воздействию
сульфатных вод при систематическом увлажнении и высыхании или замораживании и
оттаивании, что позволяет повысить их коррозионную стойкость
<#"555959.files/image006.gif">