Sarvtor.ru

SarVtor.Ru
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Портландцемент — что это? Марки, технические характеристики

Как и к любому строительному материалу, высокие требования выдвигают к компонентам, из которых производят портландцемент. ГОСТ 10178-85 «Портландцемент и шлакопортландцемент» регламентирует состав и качество ингредиентов для данного типа вяжущего:

  • Цементный клинкер с массовой долей оксида кремния не более 5%.
  • Гипс, соответствующий ГОСТ 4013-82. Допускается наличие соединений фосфора, бора и фтора в количестве, не противоречащем нормативной документации.
  • Минеральные добавки определенного свойства, необходимые для создания смесей нужного вида.

Все составляющие совместно перемалываются до однородного состояния.

Для разных видов портландцемента могут быть использованы различные составляющие, к которым также предъявляют определенные технические требования, прописанные в ГОСТе.

На заводах, где ведется производство, все компоненты проходят необходимые испытания на соответствие, четко соблюдаются пропорции создания сухих и рабочих смесей.

Выпускаемый портландцемент ГОСТ и его обозначение содержит на упаковке и в сопроводительной документации. Если такового нет, то продукт изготовлен по ТУ, его свойства могут отличаться от общепринятых.

Основы производства портландцемента.

Гидравлическиминазывают вяжущие вещества, которые после затворения водой и предварительного твердения в среде влажного воздуха продолжают твердеть в воде, набирая прочность значительно большую, чем на воздухе.

К ним относятся: портландцемент и его разновидности: шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент, глиноземистый цемент, расширяющийся портландцемент и его разновидности, а также романцемент, гидравлическая известь, известково-шлаковые, известково-зольные, шлако-щелочные вяжущие.

Портландцемент

— наиболее распространенный вид цемента. Получают его тонким измельчением клинкера с обязательной добавкой гипса (1,5 — 3,5 % от массы цемента в пересчете на S03); гипс вводят для регулирования сроков схватывания. Допускается введение в смесь активных минеральных добавок (до 20 %).

Изобретение портландцемента связывают с именами Джозефа Аспдина и российского военного техника Егора Герасимовича Челиева. Каменщику из английского города Лидса Дж. Аспдину в декабре 1824 г. был выдан патент на изготовление вяжущего вещества путем обжига смеси извести с глиной. За сходство по цвету с естественным камнем из каменоломен близ города Портленда Дж. Аспдин назвал это вяжущее портландцементом.

Сырьевыми материалами для изготовления портландцемент-ного клинкера служат карбонатные и глинистые горные породы. Главное химическое соединение карбонатных пород (известняка, мела) — карбонат кальция СаСОэ. Глинистые породы (в основном глины) содержат различные алюмосиликаты типа А1203 • wSi02 • /?Н20. Для получения клинкера исходные сырьевые материалы берут примерно в соотношении 1 : 3, т. е. на 1 мае. ч. глины должно приходиться 3 мае. ч известняка. Близок к этому составу мергель — осадочная горная порода, представляющая собой смесь известняка с глиной. В сырьевую смесь вводят корректирующие добавки. Недостаток кремнезема компенсируют введением диатомита, трепела, опоки; содержание оксидов железа увеличивают добавкой руды или колчеданных огарков.

Производство портландцемента включает следующие технологические операции: приготовление сырьевой смеси, ее обжиг и получение клинкера, помол клинкера с добавкой гипса ( 36).

В зависимости от методов приготовления смеси различают мокрый и сухой способы производства цемента. При мокром способе сырье смешивают и измельчают в присутствии воды. Затем смесь в виде шлама, содержащего 40…50 % воды, обжигают во вращающихся печах. При сухом способе сырьевые материалы высушивают, измельчают, смешивают и обжигают в сухом виде (влажность — 1.. .2 %).

При мокром способе достигается высокая однородность смеси, однако затраты топлива на обжиг в 1,5…2 раза выше, чем при сухом.

Подготовленную к обжигу сырьевую смесь подают во вращающуюся печь ( 37), представляющую собой стальную обечайку длиной 150 или 185 м и диаметром 4 или 5 м. Изнутри труба выложена огнеупорным кирпичом. Печь установлена под небольшим (3…4°) уклоном к горизонту и вращается (1…2 об/мин), благодаря чему сырьевая смесь постепенно перемещается в ней от верхнего конца к нижнему, куда подается топливо. Максимальная температура обжига — 1450 °С. При таких высоких температурах оксид кальция СаО, образовавшийся в результате разложения известняка, взаимодействует с кислотными оксидами Si02, A1203 и Fe203, образующимися при разложении глины. Продукты взаимодействия, частично плавясь и спекаясь друг с другом, образуют так называемый портландцементный клинкер — пористые гранулы серого цвета.

Читайте так же:
Как нельзя делать цемент

В настоящее время наиболее распространен сухой способ производства цемента. В конечном итоге качество портландцемента зависит от тщательности подготовки сырья, условий обжига, режима охлаждения и его химического и минералогического составов.

Основными минералами портландцементного клинкера являются:

алит — трехкальциевый силикат ЗСаО — Si02 (или сокращенно C3S) — содержится в количестве 45…65 %. Это — самый важный минерал клинкера, определяющий время твердения, прочность и другие свойства портландцемента;

белит — двухкалъциевый силикат 2СаО • Si02 (или C2S) — содержится в количестве 20…35 %. Он медленно твердеет, при этом выделяется очень мало теплоты;

целит — трехкалъциевый алюминат ЗСаО — А1203 (или С3А) -содержится в количестве 4… 12 %. Он очень быстро гидратиру-ется и твердеет, выделяя большое количество теплоты, но имеет небольшую прочность и малую стойкость против воздействия сернокислых соединений;

четырехкадъциевый алюмоферрит (браунмиллерит) 4СаО • • А1203 • Fe203 (или C4AF) — содержится в количестве 10…20 %, по времени гидратации занимает промежуточное положение между алитом и белитом, обладает средней прочностью.

Для получения портландцемента клинкер размалывают в трубных или шаровых мельницах с гипсом (1,5.. .3,5 % в расчете на S03 природного гипса CaS04 — 2Н20) и другими добавками. Свойства портландцемента зависят от его минералогического состава и тонкости помола клинкера.

Производство портландцемента может быть разделено на два комплекса операций: изготовление клинкера и получение портландцемента измельчением клинкера совместно с гипсом, активными минеральными и другими добавками (если они используются).

Получение клинкера — наиболее сложный и энергоемкий процесс, требующий больших капитальных и эксплуатационных затрат. Удельная стоимость клинкера достигает 70—80 % общей стоимости портландцемента.

Производство портландцемента состоит из следующих основных операций: добычи известняка и глины (если необходимо, то и корректирующих добавок); подготовки сырьевых материалов и приготовления из них однородной смеси заданного состава; обжига сырьевой смеси материалов до спекания с получением клинкера; помола клинкера в порошок с небольшим количеством гипса, а иногда и добавок.

Основной задачей является получение клинкера с заданным фазовым (минеральным) составом, что зависит от состава и качества сырья, выбранного соотношения между исходными материалами, требуемой дисперсности и однородности сырьевой смеси и правильного режима обжига и охлаждения клинкера.

В настоящее время применяют три способа подготовки сырьевой смеси из исходных материалов: мокрый (помол и смешение сырья осуществляются в водной среде), сухой (материалы измельчаются и смешиваются в сухом виде) и комбинированный.

Каждый из этих способов имеет свои положительные и отрицательные стороны. В водной среде облегчается измельчение материалов, при их совместном помоле быстро достигается высокая однородность смеси, но расход топлива на обжиг сырьевой смеси при мокром способе в 1,5—2 раза больше, чем при сухом. Кроме того, значительно возрастают размеры обычных вращающихся печей при обжиге в них мокрой сырьевой смеси, так как эти тепловые агрегаты в значительной мере выполняют функции испарителей воды.

Читайте так же:
Раствор цементный м150 состав пропорции

Сухой способ, несмотря на его технико-экономические преимущества по сравнению с мокрым, длительное время ограниченно применялся вследствие пониженного качества получаемого клинкера. Однако успехи в технике тонкого измельчения и гомогенизации сухих смесей обеспечили возможность получения высококачественных портландцементов и по сухому способу. Это предопределило рост производства цемента по этому способу.

Сущность комбинированного способа заключается в том, что сырьевую смесь готовят по мокрому способу, затем шлам обезвоживается на специальных установках и направляется в печь. Комбинированный способ по ряду данных почти на 20—30 % снижает расход топлива по сравнению с мокрым способом, но при этом возрастают трудоемкость производства и расход электроэнергии.

В СССР и США преобладает производство цемента по мокрому способу. Сухой способ широко используется в Японии, ФРГ, Италии. В 70-е годы в нашей стране началось интенсивное развитие производства портландцемента по сухому способу.

37. Сырьевые смеси, требования к сырьевым материалам. Понятие 2-х,3-х и4-х компонентной смеси.

При производстве портландцемента применяют разнообразные материалы, одни из которых идут непосредственно на изготовление клинкера, другие же в виде добавок используются при его помоле (гипс и минеральные добавки).

Сырьевыми материалами для производства клинкера служат карбонатные горные породы с высоким содержанием углекислого кальция и глинистые породы, содержащие кремнезем, глинозем и оксид железа. В среднем на изготовление 1 т цемента требуется до 1,6 т исходного сырья.

Наряду с материалами природного происхождения цементная промышленность во всеувеличивающемся объеме использует побочные продукты (отходы) разных отраслей промышленности, например доменные шлаки, золы, нефелиновый шлам и др. Имеется также опыт комплексного производства портландцемента и сернистого газа из смесей гипса или ангидрита (сернокислого кальция) с глиной.

Пригодность сырьевых материалов для производства портландцемента устанавливают на основании их всестороннего изучения.

В производстве портландцемента наиболее широко используют известняки и мел, а также мергели. Средняя плотность плотных известняков достигает 2400— 2700, а меловых пород—1500—2000 кг/м3. Влажность этих материалов соответственно 2—6 и 15—30%. Известняки и мел содержат до 90 % и более углекислого кальция и небольшие количества кварцевого песка, глинистых минералов и др. Химический состав этих материалов характеризуется преимущественным содержанием оксида кальция (до 50 % и более) и ССЬ (до 40 % и Со лее). Они содержат также небольшие количества кремнезема, глинозема и др. Содержание MgO более 3— 3,5 % и серного ангидрида более 1—1,3 % недопустимо.

При разработке технологической схемы производства портландцемента прежде всего учитывают химический и петрографический состав, а также физические свойства и влажность карбонатных пород.

Мергели — природная смесь мельчайших частиц углекислого кальция и глинистых минералов, являются ценным сырьем. По содержанию CaO, SiCb, R2O3 в расчете на прокаленное вещество они близки к клинкеру. Мергели, в которых содержание СаСОз соответствует содержанию его в искусственно составленной сырьевой смеси, называют натуральными. Подобно известнякам и мелу мергели могут резко различаться по физическим свойствам: одни имеют плотную структуру и прочны, другие как и мел мягки, рыхлы и влагоемки. Средняя плотность мергелей 2200—2500 кг/м3, а влажность — 5—20

Глины представляют собой тонкодисперсные осадочные горные породы и легко дают суспензии при разбалтывании с водой. Глины сильно различаются по минеральному и гранулометрическому составу часто в пределах даже одного месторождения. Нередко они содержат значительное количество включений в виде песка и гравия, что вызывает необходимость их предварительного обогащения.

По минеральному составу глины характеризуются преимущественным содержанием водных алюмосиликатов и кварцевого песка. Легкоплавкие глины состоят в основном из кремнезема (70—80%), глинозема (3— 10 %), оксида железа (3—6 %) и небольшого количества карбонатов кальция и магния. В отдельных случаях содержание оксида кальция может достигать 10—25 %, а оксида магния — 3—5 %. Иногда в глинах присутствуют соединения, содержащие S03, Na20 и КэО. Включения веществ с этими оксидами, а также MgO нежелательны и их количество должно быть минимальным. Влажность глин колеблется в пределах 15—25 %. Средняя плотность комовой глины 1800—2000 кг/м3.

Читайте так же:
Когда затвердевает цементный раствор

В цементном производстве используются также глинистые сланцы и лессы. Сланцы характеризуются слоистостью и значительной прочностью.

Исследования, проведенные в Киевском политехническом институте под руководством А. А. Пащенко, установили целесообразность применения базальтов в качестве глинистого компонента. При этом обеспечивается пониженная энергоемкость при обжиге и помоле клинкера, пониженное тепловыделение цемента и повышенная его сульфатостойкость.

По данным этих же исследователей, рационально использование «красного шлама», получаемого при производстве глинозема из бокситов и содержащего до 60 % полуторных оксидов. Нефелиновый шлам — отход производства глинозема. В нем содержится 25—30 % Si02, 2— 5 % А1203, 3—5 % Fe203) 50—58 % СаО и 3—8 % других оксидов, в частности щелочей (1,5—3 %). При таком содержании СаО к этому материалу достаточно добавить лишь 15—20 % известняка для получения сырьевой смеси, используемой в производстве портландцемента. Применение нефелинового шлама увеличивает производительность печей на 20—30 % и уменьшает расход топлива на 25 %.

Доменные шлаки, содержащие до 40—50 % СаО, также весьма ценны в производстве портландцемента. Пока их применяют в недостаточном количестве на нескольких цементных заводах, в то время как на их базе возможна организация крупных производств портландцемента.

Поскольку не всегда удается получить клинкер требуемого химического и минерального состава, изменяя только соотношение между двумя исходными компонентами— известняком и глиной, то применяют корректирующие добавки, содержащие значительное количество какого-либо из недостающих оксидов клинкера. Например, содержание Si02 увеличивают добавкой высококремнеземистых веществ (трепела, опоки, диатомита или других пород). Недостаточное количество в сырьевой смеси оксида железа компенсируется добавкой колчеданных огарков или железной руды.

Марки и основные характеристики

Под маркой подразумевают предел прочности образца, проверяемого на сжатие, изгиб. Для его изготовления используют раствор из песка и цемента в пропорции 1:3, из которого формируют образец 4 х 4 х 16 см. Испытание проводят через 28 суток после заливки, причем его твердение должно происходить в условиях высокой влажности.

Схема производства портландцемента по сухому способу во вращающихся печах.

В противном случае прочность образца может значительно понизиться. Чтобы ускорить процесс затвердевания, допускается пропаривание образцов. В настоящее время самыми распространенными марками являются 400, 500, 600.

Кроме прочности портландцемент обладает следующими характеристиками:

  1. Период схватывания. Качественный портландцемент при соблюдении пропорций после добавления воды должен схватываться за 40 — 45 минут. Прямое влияние на этот показатель оказывает тонкость помола, температура, минералогический состав.
  2. Водопотребность — определяет количество жидкости для приготовления раствора оптимальной густоты. Обычно содержание воды находится в пределах 25%. Для понижения водопотребности могут использоваться пластификаторы или сульфитно-дрожжевая бражка.
  3. Водоотделение — отжим воды в приготовленном растворе, происходящий под воздействием тяжести цементных частиц. Для снижения водоотделения часто используют специальные минеральные добавки.
  4. Морозостойкость — это способность выдерживать определенное количество циклов замораживания и размораживания без потери прочности и целостности. В качестве добавок, способных повысить этот показатель, применяют смыленный древесный пек, абиетат натрия.
  5. Тепловыделение — это способность цемента выделять тепло в процессе затвердевания. Цемент, который отличается слишком стремительным выделением тепла, оптимизируют при помощи активных минеральных добавок.
  6. Коррозионная устойчивость напрямую зависит от степени пористости готового бетона и тонкости помола цемента.
Читайте так же:
Заливка пола бетоном сколько цемента

Какие ценные советы оставил потомкам самый долгопрактикующий хирург в мире, который прожил 104 года

Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте.

Тяжело болеющий ребенок и становление будущего светилы

Детство человека, прожившего сверх века, не отличалось безоблачностью. Будучи ребенком, Углов перенес не одно тяжелое инфекционное заболевание, любое из которых в то время чаще заканчивалось смертью. Федор Григорьевич устоял после заражения сыпным, брюшным тифом, пневмонией, перенес тяжелое ушное воспаление. Несмотря на скромное, мягко говоря, существование простые сибиряки Григорий Гаврилович и Анастасия Николаевна воспитали шестерых детей. Пятеро из них получили высшее образование, что тогда было огромной редкостью. Большинство жителей отдаленного уголка страны заканчивали от силы три класса школы. Но старшие Угловы четко осознавали значение образования для будущего собственных детей. Отцу приходилось вне основного рабочего времени на речном судоходстве подрабатывать слесарем в другом городе, чтобы жена могла всецело посвящать себя детям дома. Она и приучила их с малых лет к здоровому образу жизни. Основной акцент делался на закаливание и питание. Зимой малыши бегали босиком по снегу и обливались холодной водой. Впоследствии Фёдор Григорьевич даже по достижении 100-летнего возраста не прерывал купания в реке до самой зимы, проповедуя закаливание, как основу крепкого иммунитета. Что касается питания, то и эту привычку заложила в нем мать, приучив вставать из-за стола без перенасыщения.

Получив педагогическое образование, Углов увлекается медициной и в 1923-м поступает в Иркутский медуниверситет. Надолго прервав обучение из-за заражения тифом с длительным последующим восстановлением, он закончил обучение уже в Саратове в 1929 году. Дальше дипломированный хирург работает в волжской Кисловке, Абхазии, родном Киренске. В 1937-м поступает в аспирантуру мединститута города Ленинград, с которым не расстался даже в страшные блокадные 900 дней, возглавляя в одном из госпиталей хирургическое отделение.

Первые сложнейшие операции в СССР и в мире

Уникальную хирургическую тактику Углова высоко оценивали как медики-соотечественники, так и зарубежные специалисты. Федор Григорьевич всегда шел в авангарде самых сложных сердечных операций, хирургических процедур на легких и пищеводе, не боясь ответственности даже в безнадёжных с виду ситуациях. Федор Григорьевич разработал и внедрил в практику ряд эффективных методик, изобрел искусственный сердечный клапан. В 1994-м его имя внесли в Книгу рекордов Гиннесса в качестве старейшего практикующего хирурга мира. Углов лично провел свыше 10 тысяч операций, последняя из которых состоялась после наступления 100 летнего возраста.

Углов, отлично разбиравшийся еще и в педагогике, воспитал несколько поколений врачей, передавая им вместе с профессиональным опытом собственные взгляды на врачебные моральные устои и взаимоотношения с пациентами. Он часто повторял, что хирург отвечает за будущее больного, а потому обязан подходить к каждой ситуации с такой нежностью и заботой, будто имеет дело с самым близким человеком.

В своей книге «Сердце хирурга» он даже призывал молодых людей уходить из хирургии, если те обладают природно жестким сердцем и не испытывают к больным искреннего сострадания. А вставших на хирургический путь медиков он вдохновлял тем, что никакая другая профессия, кроме врача, не приносит столько счастья и удовлетворения, помогая побеждать смерть.

Читайте так же:
Тайфун мастер 44 смесь цементная для стяжки

Правила жизни и отношение к физкультуре

Профессор Углов сформулировал выработанную на личном опыте систему долголетия. Первое, что пропагандировал выдающийся медик, — полный отказ от алкоголя. Федор Григорьевич не только не употреблял спиртные напитки, но даже избегал лекарственных препаратов, содержащих спирт. Никакие уговоры пропустить символически рюмочку-другую даже самого качественного напитка не действовали на Углова. На это все он неизменно отвечал, что потребности в алкоголе не испытывает, а все, что он искренне любит, в дополнительном подогреве не нуждается. Да и долг хирурга был для Федора Григорьевича превыше всего, а значит он обязан был взять скальпель в руки в любое время суток. Второй догмат касался умеренности в еде.

С детства живя в многодетной семье, Углов привык питаться, исходя исключительно из физиологических законов. Он не практиковал строгие диеты, употребляя в пищу все, но минимальными порциями. До самой смерти хирург регулярно приседал, считая это упражнение базовым для поддержания здоровья ног и тазовой области. К слову, в важности физнагрузок хирург не сомневался. Вот только на банальную физзарядку много времени не тратил, отдавая предпочтение пешему ходу по делам или домашней уборке.

Лучшим способом отдохнуть для Федора Григорьевича была смена деятельности. Трудясь на своем посту свыше 70 лет, он постоянно находил новые увлечения и ставил новые цели, что называется, без отрыва от производства. К примеру, будучи правшой, он столь же мастерски научился владеть хирургическими приборами левой. При самых сложных операциях этот навык не раз выручал хирурга, а вместе с ним и спасал пациентов.

Наряду с физической силой, выносливостью и собранностью, профессор все отведенные ему 103 года сохранял ясность ума. По его мнению, миновать старческую деменцию ему помогала непрерывная научная практика: написание книг, знакомство с новейшими разработками в области мировой хирургии. Кроме того, Федор Григорьевич знал на память несчетное число стихов, регулярно декламируя длинные тексты вслух.

Отдельное внимание Углов уделял любви к Родине. Он был истинным патриотом своей земли, утверждая, что сопричастность со своими корнями дает человеку силу и здоровье. «Любите и защищайте Родину», — рекомендовал профессор Углов. «Безродные долго не живут».

Человеческая медицина развивалась и совершенствовалась на протяжении многих веков. Сейчас трудно представить, каким образом еще несколько столетий назад люди жили без квалифицированной помощи, например, тех же стоматологов. И все же историки знают, как лечили зубы монархи разных времён, и Почему Иван Грозный обходился без дантистов.

Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми:

Роль железа в земледелии

Овладение железом способствовало развитию земледелия. Железный топор и соха с железным лемехом способствовали расширению обработки земли. Железные орудия обеспечили обработку полей не только в безлесных, но и в лесных местах, где приходилось предварительно вырубать деревья.

Вместе с распространением железа земледелие превратилось в важную отрасль производства. Развитие земледелия отразилось и на характере скотоводства, которое либо превратилось в дополнение к земледелию, либо развивалось в самостоятельную отрасль — кочевое скотоводство.

История открытия меди. Первое применение металла

Важнейшие открытия и изобретения средних веков

История сатинового постельного белья

История кубиков и дальше

История древнего Египта

Право господина – история права первой ночи

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector