ЦЕМЕНТ (нем. Zement, от лат. caementum - щебень, битый камень), собирательное назв. искусств, неорганич. порошкообразных вяжущих материалов, преим. гидравлических, обладающих способностью при взаимодействии с водой, с водными растворами солей или др. жидкостями образовывать пластичную массу, к-рая со временем затвердевает и превращается в прочное камневидное тело; один из главнейших строит, материалов, предназнач. для изготовления бетонов и строит, растворов, скрепления отд. элементов (деталей) сооружений, гидроизоляции и др.
Совр. процесс произ-ва Ц. включает: добычу цементного сырья природного или использование в качестве такового нек-рых пром. отходов (металлургич. шлаков, зол ТЭС, вскрышных пород и т. п.); дробление и тонкое его измельчение; приготовление однородной сырьевой смеси заданного состава; обжиг её до спекания при темп-ре 1450-1550 °С; измельчение полученного клинкера в тонкий порошок вместе с небольшим кол-вом гипса и активных минеральных добавок или др. веществ, придающих Ц. нужные качества. В зависимости от способа приготовления сырьевой смеси различают сухой, мокрый и комбин-ров. способы произ-ва Ц. Выбор способа обусловлен гл. обр. технико-эко-номич. показателями: возможной степенью концентрации произ-ва, расходом топлива и электроэнергии, трудовыми затратами.
При сухом способе произ-ва Ц. сырьевые материалы (известняк и глина) в процессе измельчения и помола в мельницах высушиваются и превращаются в сырьевую муку, состав к-рой корректируется в соответствии с заданным, после чего мука поступает на обжиг. Совр. вращающиеся печи для обжига клинкера, как правило, оборудованы запечными теплообменниками, в к-рых осуществляется подогрев и частичная декарбонизация сырьевой смеси. Расход тепла на обжиг клинкера составляет 750-850 ккал/кг клинкера. При мокром способе размол сырьевых компонентов осуществляется в мельницах в присутствии воды, к-рая играет роль понизителя твёрдости, интенсифицирует процесс помола и снижает удельный расход энергии на помол. Полученная сметанообразная масса (шлам) корректируется до заданного состава и направляется на обжиг. За счёт испарения воды шлама в печи расход тепла на обжиг увеличивается и в зависимости от размера и конструкции печи составляет 5,45-6,7 МДж/кг (1300-1600 ккал/кг) клинкера. При комбинированном способе сырьевая смесь готовится по схеме мокрого способа, затем обезвоживается на вакуум-фильтрах или вакуум-прессах, формуется (обычно в виде гранул) и поступает на обжиг. Расход тепла при этом составляет ок. 4,19 МДж/кг (1000 ккал/кг) клинкера.
Виды цементов
|
Название
|
Вещественный состав цемента (в % по массе)
|
Минералогический состав клинкера (в % по массе)
|
Марка цемента
|
Особые свойства
|
Основные области применения
|
|
|
Портландцементный клинкер (85); гипс (1,5-3,5) по SО3; активная минеральная добавка (до 15)
|
ЗСаО•SiO2 (37- 72); 2СаО•SiO2 (6- 47); ЗСаО•Аl2О3 (2-20): 4СаО•Аl2О3•Fе2О2 (2-19)
|
300, 400, 500, 600
|
-
|
Монолитный бетон гражд. и пром. зданий и сооружений, сборные железобетонные конструкции, дорожное строительство, наружные части гидротехнич. сооружений, строит, растворы
|
Быстротвердеющий портландцемент
|
Портландцементный клинкер (90); гипс (1,5-3,5) по SО3; активная минеральная добавка (до 10)
|
3CaO•SiO2 + +ЗСаО•Аl2О3 (до 65) 2СаО•SiO2 + + 4СаО•Аl2О3•Fe2O3 (33)
|
Не ниже 400; через 3 сут прочность не менее: 4 МН/мг (при изгибе), 25 МН/м2(при сжатии)
|
Более быстрое твердение и более тонкий помол, чем у обычного портландцемента
|
Сборные железобетонные конструкции, скоростное строительство
|
|
Сульфатостойкий портландцемент
|
Портландцементный клинкер (100); гипс (до 3,5) по SО3
|
ЗСаО•SiO2 (до 50);
ЗСаО•Аl2О3 (до 5); ЗСаО•Аl2О3 + 4СаО•Аl2О3•Fе2О3 (до 22)
|
400
|
Повышенная стойкость к сульфатной агрессии, повышенная морозостойкость
|
Для сооружений, находящихся в условиях сульфатной агрессии и в условиях переменного замораживания и оттаивания или увлажнения и высыхания
|
|
Пластифицированный портландцемент
|
Портландцемент с пластифицирующей добавкой (0,15-0,25)
|
Тот же, что у портландцемента
|
300, 400, 500
|
Повышенные пластичность и морозостойкость
|
Те же, что и обычного портландцемента; для экономии цемента или бетонной смеси; для повышения морозостойкости бетона
|
|
Гидрофобный портландцемент
|
Портландцемент с гидрофобной добавкой (0,06-0,3)
|
>>
|
300, 400
|
Длительное сохранение активности, повышенные пластичность и морозостойкость
|
Те же, что и обычного и пластифицированного портландцементов и в тех случаях, когда необходимо длительное хранение цемента
|
|
Тампонажный портландцемент: а) для "холодных" скважин; б) для "горячих" скважин
|
Портландцементный клинкер; допускается введение: а) активных (до 15%) или инертных (до 10%) минеральных добавок; б) шлака (до 15%) или песка (до 10%)
|
>>
|
-
|
Быстрое твердение и медленное схватывание
|
Тампонирование нефтяных и газовых скважин
|
|
Декоративные портландцементы (белый и цветные)
|
Белый Портландцементный клинкер (80 -84); диатомит (6); инертная минеральная добавка (10) или минеральный пигмент (15)
|
4СаО•Аl2О3•Fе2О3 (до 2)
|
300, 400, 500
|
Белый цемент по степени белизны делится на 3 сорта, цветные цементы имеют различную окраску
|
Отделка зданий и сооружений, скульптурные и покрасочные работы
|
|
Сульфатостойкий пуццолановый портландцемент
|
Портландцементный клинкер (60); добавки вулканич. (25 - 40) или осадочного (20-30) происхождения; гипс (до 3,5) по SО3
|
ЗСаО•Аl2О3 (до 8)
|
200, 300. 400
|
Повышенная стойкость к сульфатной агрессии
|
Подводные и подземные сооружения в условиях постоянного воздействия агрессивных (сульфатных) вод
|
|
Шлакопортландцемент
|
Портландцементный клинкер (40-70); доменный гранулиров. шлак (30-60); гипс (до 3,5) по SО3
|
Тот же, что у портландцемента
|
300, 400, 500
|
Замедленный рост прочности в нач. период твердения, пониженные морозостойкость и тепловыделение, повышенная сульфатостойкость
|
Те же, что у портландцемента. Эффективен для сборного железобетона, изготовляемого с тепловлажностной обработкой
|
|
Глинозёмистый цемент
|
Глинозёмистый шлак (100); допускается введение 1% добавок, не ухудшающих качество цемента
|
СаО•Аl2О3; 12СаО•7Аl2О3; СаО•2Аl2О3; 2СаО•Аl2О3•SiО2; FeO
|
400, 500, 600 (через 3 сут твердения)
|
Быстрое твердение при нормальной и пониженной темп-рах, высокая стойкость к действию минерали-зов. вод, потеря прочности (до 60%) через 15-20 лет
|
Срочные, аварийные и восстановит, работы, сооружения, подвергающиеся действию минерализов. вод или сернистого газа, жаростойкие бетоны и растворы. Неприменим в условиях повыш. темп-ры и влажности
|
|
Гипсоглинозёмистый расширяющийся цемент
|
Глинозёмистый шлак (70); двуводвый гипс (30)
|
Тот же, что у глинозёмистого цемента
|
400, 500 (через 3 сут твердения)
|
Расширение при твердении в воде (через 1 сут 0,15%, через 28 сут 0,3-1%), быстрое твердение ; высокие плотность, водонепроницаемость и сульфатостойкость
|
Водонепроницаемые бетоны и растворы, заделка стыков, ремонтные работы, тампонирование нефтяных и газовых скважин
|
|
Кислотоупорный цемент
|
Кварцевый песок (90 - 96); кремнефтористый натрий (4-8,5)
|
SiО2;
Na2SiF6
|
Предел прочности при растяжении 2 МН/мг (через 28 сут твердения)
|
Стоек к действию большинства минеральных и органич. кислот. Нестоек к действию HF, H2SiF6, кипящей воды и водяного пара. Токсичен.
|
Кислотоупорные бетоны и растворы, обмазки и футеровки. Неприменим в аппаратах пищевой пром-сти и при темп-ре ниже -20 °С
|
Необходимые свойства Ц. достигаются правильным проектированием сырьевой смеси и получением в процессе произ-ва Ц. нужного состава - химич., минералогия., гранулометрич. и вещественного (под минералогия, составом Ц. понимается качеств, и количеств, перечень минералов, входящих в состав клинкера; под веществ, составом - качеств, и количеств, перечень веществ, входящих в состав готового Ц.). Правильное проектирование сырьевой смеси - одно из важнейших условий, обеспечивающих нормальное протекание и полное завершение процессов клинкерообразования при обжиге и высокие экономич. показатели произ-ва. Контроль качества готового Ц. осуществляется на основе требований соответств. ГОСТов. Стандартизованы также методы физико-механич. испытаний при определении свойств Ц.
По прочности Ц. делится на марки. Марка Ц. определяется пределом прочности при изгибе образцов-призм размером 40 • 40 • 160 мм и при сжатии их половинок, изготовленных из цем. раствора состава 1 : 3 (по массе) с нормальным (кварцевым) песком (срок твердения образцов в воде 28 сут с момента изготовления). Для спец. Ц. возможно изменение состава и методов изготовления и хранения образцов.
Лит.: Технология вяжущих веществ, М., 1965; Вяжущие материалы, заполнители для бетонов и нерудные материалы, М., 1973; Краткий справочник технолога цементного завода, М., 1974. И. В. Кравченко.
По материалам БСЭ.
|
💸 Как сделать бизнес проще, а карман толще?