Портланд-цемент гидратация

Измельчение клинкера. Охлажденный клинкер выдерживается на складе в течение 10—15 суток для гидратации свободного оксида кальция влагой воздуха, смешивается с добавками и измельчается в дробилках и многокамерных мельницах до частиц размером 0,1 мм и меньше. На рис. 20.5 представлена принципиальная схема производства портланд-цемента мокрым способом. [c.313]

Фиг. 829. Общее количество тепла, выделившегося при гидратации портланд-цемента (ТгоНгвсЬ).

Затвердевание портланд-цемента основано на реакциях гидратации, входяш их в его состав силикатов и алюмосиликатов, с образованием кристаллогидратов различного состава [c.311]

Присутствие свободной окиси магния (периклаза) в портланд-цементных клинкерах имеет важное значение из-за продолжительности, эффектов гидратации окиси магния. Равномерность изменения (стабильность) объема цемента, обогащенного окисью магния, может оставаться под сомнением даже спустя много лет. Согласно исследованиям Клейна, содержание окиси магния до 8% в большинстве случаев незначительно влияет на свойства портланд-цементов тем не менее в большинстве стандартов из осторожности рекомендуется, чтобы количество окиси магния не превышало 5%. Для [c.793]

СТЕХИОМЕТРИЯ ПРОДУКТОВ ГИДРАТАЦИИ ПОРТЛАНД-ЦЕМЕНТА [c.32]

В обзорной статье Грина [56] впервые был обобщен экспериментальный материал по химии гидратации клинкерных минералов в сопоставлении с реакциями гидратации портланд-цемента на ранних стадиях. Несмотря на то что за истекший промежуток времени было опубликовано много новых работ, особенно по кристаллохимии продуктов гидратации, кинетике пересыщения и тепловыделению в твердеющих дисперсиях цемента, основные суждения, высказанные в указанном обзоре, разделяются большинством авторов. Реакции гидратации клинкерных минералов в портланд-цементе не являются совершенно независимыми, но на начальном этапе образуются кристаллогидраты из индивидуальных фаз клинкера. [c.104]

Портланд-цемент — это гидравлический цемент, состоящий из двуокиси кремния, извести и окиси алюминия. Он получил таксе название из-за сходства по цвету (после схватывания) с портландским камнем Англии. Его приготовляют разными способами из мела, известняка, мергеля, глины, сланца, речного ила и доменного шлака, которые применяются в виде смеси, содержащей в соот-ветствую щих пропорциях известь, окись алюминия и двуокись кремния. Хорошо смешанные ингредиенты обжигаются в печи до начинающегося спекания и образовавшийся клинкер измельчается в очень тонкий порошок. Когда этот цемент смешан с водой, он схватывается медленно. В присутствии избыточного количества воды происходит гидролиз полученных продуктов, гидроокись кальция переходит в раствор, оставляя главную массу кремнистого материала в твердом состоянии. Добавление воды поэтому—важный фактор процесса схватывания. Гидратация портланд-цемента сопровождается выделением тепла. На практике рекомендуется применять 50—75 частей воды на каждые 100 частей портланд-цемента. Продукты гидратации портланд-цемента выдерживают напряжение около 350 кг на 1 см . [c.495]

И образования на их поверхности пленки продуктов гидратации, пользовался коэффициентом а в уравнении л =ау<, где х — глубина гидратации, i —время. Чем выше водоцементное отношение, w , тем толще становится этот слой (измеренный через 24 часа). Для портланд-цементов его толщина составляет 0,4—0,7 р при обычной темшературе и ш/с=0,5, тогда как в случае глиноземистого цемента эта толщина увеличивается до 5—6 х. Если Го — первоначальный радиус сферической частицы, а Я — степень гидратации зерен за время t, то [c.806]

Реакции при схватывании и твердении плавленых глиноземистых цементов существенно отличаются от аналогичных реакций в портланд-цементах из-за и различного минералогического состава. Агде и Краузе наблюдали, что стекловидная фаза в глиноземистых цементах сначала разлагается водой, в результате чего образуются сферолитовые агрегаты гидроалюминатов кальция, которые покрывают корочкой зерна цемента и затем превращаются в плотный агрегат, что придает цементу его начальную механическую прочность. По мере гидратации, в которой также, вероятно, участвует фаза геленита, гидроокись кальция и гидрат окиси алюминия растворяются. Коллоидальный гидрат окиси алюминия свертывается в хлопья, цементирующие всю массу. Сильно щелочные остаточные растворы вступают в реакцию с кристаллическими компонентами, что сопровождается образованием гидроалюминатов кальция, которое по Агде и Краузе определяет конечную стадию твердения цемента. [c.834]

Для изучения влияния температуры обжига MgO на скорость ее гидратации в предпринятом исследовании была взята химически чистая MgO, обожженная при температурах 800, 1200, 1300, 1400 и 1800° С. Все пробы окиси магния измельчались до полного прохождения через сито 0085. Затворение порошка окиси магния производилось на воде, а также на слабом 4%-ном растворе хлористого магния. Добавка хлористого магния была принята с целью выяснения характера ее воздействия на гидратацию окиси магния. Положительный эффект этой добавки был установлен при изучении гидратации высокомагнезиальных портланд-цементов [4]. [c.129]

По М. И. Стрелкову, при гидратации портланд-цемента, составляющих его минералов и других вяжущих веществ в условиях концентрированной суспензии, в виде которой они находятся в строительных растворах и бетонах, первичным структурным элементом новообразований являются мельчайшие шарообразные частицы — глобулы [10, 11]. В первый момент своего возникновения глобулы аморфны и лишь с течением времени становятся кристаллическими. Время пребывания в аморфном состоянии глобул изменяется от нескольких секунд до нескольких десятков лет. [c.391]

Содержание свободной извести в клинкере тесно связано с проблемой постоянства объема портланд-цементов. Увеличение объема, сопровождающее гидратацию окиси кальция , вызывает трещины, которые представляют серьезную опасность при использовании цементов, содержащих свыше 1 % свободной извести . К определению этой составляющей клинкера с помощью глицератного метода, описанного Эмли , можно относиться с полным доверием. Однако этот метод был значительно изменен и усовершенствован Шленфером и БуковсКим , которые применили этиленгликоль, а также Яндером и франком , использовавшими этиловый эфир ацетоуксусной кислоты и изобутиловый спирт. Кроме того, свободную известь легко определить под микроскопом в шлифах клинкера (см. D. III, 29). Для [c.796]

Интенсивным ростом кристаллов новообразований объясняются также явления временных сбросов прочности, наблюдающиеся при твердении обычных, нерасширяющихся цементов (глиноземистого и портланд-цемента). Причем, чем интенсивнее протекают процессы гидратации цемента, тем более вероятны сбросы прочности цемента во времени. [c.405]

Проведенные исследования показали, что процесс гидратации И твердения шлаковых цементов может быть значительно интенсифицирован за счет введения щелочных и сульфатных возбудителей твердения, превращения шлаков в порошок в присутствии воды, гидротермальной обработки твердеющих цементов ИЛИ изделий из них и последующего сухого их прогрева. Показана возможность превращать шлаки, являющиеся отходом металлургического производства, в высококачественные вяжущие вещества, способные во многих случаях заменить портланд-цемент. [c.462]

Исследователи не пришли к общему выводу относительно того, как образуются гидросиликаты только через растворение СдЗ, в воде, путем протекания серии реакций в твердом состоянии или последовательным сочетанием этих явлений. Например, в недавних исследованиях [127] гидратации СдЗ методами электронной микроскопии и электронографии сообщается о том, что гидратация СдЗ начинается в момент соприкосновения с водой и протекает через раствор. На поверхности минерала первоначально образуются бугорки роста, размер которых увеличивается до 500 А, за счет наслоения на них игольчатых кристаллов трехкальциевого гидросиликата [236]. Процесс гидратации протекает метасоматическим замещением с выносом части вещества через агрегатно-ритмичную структуру. Вместе с тем другие исследователи [229], использовавшие подобные методы изучения гидратации СдЗ, установили, что в гидратированном СдЗ имеется два типа различных гидратных продуктов. Один, плотно окружающий частички гидратировавшегося СдЗ (ангидрида ЗСаО ЗЮг), имеющий соотношение Са/81— 1,7 0,1 и С — 5 — Н гель, почти такой же, как в портланд-цементе. Другой тип гидрата —Са (0Н)2 в виде больших гранул, расположенных вокруг зерен СдЗ, иногда поглощающий маленькие частицы гидросиликатов. По их мнению, СдЗ гидратируется в основном топотак-тически, как описано Кондо [58]. При этом Са " транспортируется в раствор с выпадением Са (0Н)г вокруг ядер СдЗ. [c.76]

Электронномикроскопическое и электронографическое изучение процессов гидратации портланд-цемента и входящих в его состав клинкерных минералов начато давно.. Уже в 1943 г. Слепцович, Джиларт и Катц [485] принципиально показали применимость ме- [c.214]

МО. Явления набухания цементов при гидратации можно количественно объяснить, используя принцип мембранного равновесия Доннана, существующего в системах цемент — вода, подобно тому, как объясняется соответствующий процесс в смесях желатина — вода. Эйтель и Швите подчеркнули огромное значение этих соотношений и рассмотрели сложное мембранное равновесие, устанавливающееся в случае, когда гипс, добавленный к цементу, действует как замедлитель схватывания (см. D. III, 157). Сальмоии 2 в своей работе обратил внимание на сходство действия ионов лития ва схватывание портланд-цементов и глиноземистых цементов, с процессом набухания желатина . В обоих случаях можно пользоваться для расчета эквивалентными уравнениями. Процессы набухания, гидратации кремнезема с внутренней стороны мем браны Доннана и постепенного гидролиза гидросиликата кальция, который представляет собой коллоидный электролит i( m. А. III, 274), иллюстрируют реакции внутреннего поглощения Михаэлиса. [c.804]

Выделение тепла, обусловленное гидратацией гидравлических компонентов при твердении портланд-цементов, специально изучалось ввиду его большого практического значения первоначально с этой целью применяли ртутные термометры или саморегистрирующую аппаратуру (термограф Гари). Киллиг изучал зависимость температуры водно-цементной смеси от времени и на основе полученных кривых сделал заключение, согласно которому первое заметное повышение температуры происходит вследствие гидратации быстро схватывающегося трехкальциевого алюмината, а последующий главный тепловой эффект — вследствие образования гидросиликатов кальция. Эти метеды были значительно усовершенствованы Швите , который использовал чувствительные термопары из медной и констаитановой проволок, электродвижущая сила которых регистрировалась как функция времени. Швите наблюдал, что первые тепловые эффекты возникали сразу же после контакта цемента с водой или раствором соли. [c.813]

Фиг. 827. Изменения температуры при гидратации портланд-цемента DN, содержащего гипс, и того же цемента без добавок гипса (S hwiete).

Большое значение теплоты гидратации особенно сказывается при использовании портланд-цементов и родственных им цементов в массивных бетонных конструкциях, например при сооружении больших плотин . В таких крупных бетонных конструкциях могут возникать значительные внутренние натяжения и деформации, если с течением времени первоначальная высокая температура понизится в этом случае усадка может привести к образованию серьезных трещин. Многие работы специально посвящены решению этих проблем здесь можно сослаться лишь на Мустерле , Карлсона и Хельстрёма . Добавление доменного шлака имеет большое значение, так как он способствует уменьшению усадки вследствие более слабого выделения тепла при гидратации цемента. Цементы с высоким содержанием железа, о которых говорилось в 87 и ниже , или, со- [c.816]

D. Ill, 176) также могут быть использованы для тех же целей благодаря их низкой теплоте схватывания их тепловые эффекты при схватывании, изучавшиеся на хубике бетона с помощью адиабатического калориметра, имеют более низкие значения. Предварительная гидратация портланд-цементов в паре позволяет получить такие же благоприятные результаты, что и при использовании цементов с малым выделением тепла . [c.817]

Выводы Форсена были подтверждены результатами изучения гидратации смесей портланд-цементов и глиноземистого цемента, которые обладают типичным мгновенным схватыванием . Пересыщенный раствор гидроокиси кальция, образовавшийся при гидролизе трехкальциевого силиката, сразу же вступает в реакцию с гидратом окиси алюминия, образовавшимся за счет гидролиза монокальциевого алюмината. Эта реакция протекает очень бурно и сопровождается быстрым выделением тепла, но в результате образуются продукты с малой механической прочностью. Это явление особенно типично для цементов, содержащих монокальциевый алюминат, тогда как согласно Кюлю и Идета , алюминаты с большим содержанием окиси кальция медленнее отщепляют гель гидроокиси алюминия и поэтому спокойнее реагируют с портланд-цементом и в меньшей степени понижают механическую прочность. Растрескивание происходит позже, если количественное отношение окиси кальция к окиси алюминия превышает 2,5. Стэнтон (см. D. III, 67, сноску 26) показал, что при достаточно высоком содержании щелочей в цементах подобное растрескивание имеет место также и в бетоне. [c.822]

Портланд-цементы, обработанные в автоклаве при температуре 125—175°С, дольше не вступают в реакции с сульфатными растворами . Торвальдсон и Воло-хов нашли, что вредного влияния взаимодействия трехкальциевого алюмината с сульфатом можно избежать путем предварительной гидратации основных клинкерных минералов. Если трехкальциевый алюминат превращается в устойчивый геисагидрат и во время обработки паром вся свободная известь вступает в реакцию с кремнеземом, то стойкость к действию морокой воды намного увеличивается. Гидратация силикатов имеет [c.825]

Процесс гидратации чистого доменного шлака протекает относительно медленно в принципе эта реакция имеет сходство с реакцией гидратации чистого геленита. Кристаллические растворы мелилита, в которые входят щелочи, окись магния или закись железа и др., обладают ослабленными связями в элементарной ячейке, и их взаимодействие с водой отражает все характерные особенности типичного схватывания и твердения. Влияние состава и присутствия стимуляторов (активаторов) на скрытые гидравлические свойства при обычных реакциях схватывания изучалось Мусгнугом , а также Кейлем и Гилле . В качестве таких стимуляторов обычно используются портланд-цемент и гипс смешанные цементы, содержащие портланд-цементный клинкер, называются металлургическими цементами . В зависимости от количества примешанного клинкера различаются доменные цементы и железистые портланд-цементы цементы с особо увеличенным количеством гипса называются сульфатно-шлаковыми цементами (во Франции— сверхсульфатными цементами ) 3. Последние виды характеризуются особенно низкой теплотой гидратации и высокой устойчивостью против коррозийного действия солевых растворов. Доменные шлаки альпий- [c.832]

Кемпфе исследовал влияние активирующих агентов на гидратацию шлака ему впервые удалось наблюдать щелочную активацию шлака, например портланд-цементом или высоко интенсивным вяжущим, со- [c.833]

Нагаи своими экспериментами по гидротермальному синтезу гидроалюминатов кальция подтвердил результаты Торвальдсона и его соавторов. Коянаги считал, что при гидратации глиноземистого цемента на базе монокальциевого алюмината в основном образуется восьмиводный двукальциевый алюминат. Этот гидрат образуется очень медленно в результате непосредственной абсорбции воды, так как коллоидный гидрат окиси алюминия осаждается и покрывает зерна цемента. Однако взаимодействие алюмината с водой ускоряется, если добавить гидроокись кальция, а также в том случае, когда она образуется за счет гидролиза ооединеиий с высоким содержанием извести. Известь адсорбируется и затем взаимодействует с монокальциевым алюминатом, в результате чего осаждается шестиводный трехкальциевый алюминат, который обнаруживается под микроскопам. В этом заключается причина мгновенного схватывания смеси (Портланд-цемента и глиноземистого цемента, сопровождающегося сильным выделением тепла [c.836]

При смешении портланд-цемента с водой вначале наблюдается процесс растворения в воде некоторых соединений. Одновременно с растворением протекает гидролиз и гидратация основных клинкерных минералов С З, С3А, С5А3, С4АР, [ -СаЗ. Скорость гидратации этих минералов различна. [c.458]

Таким образом, с помощью фазового рентгеновского анализа, петрографии и дифференциального термоанализа установлено, что трехкальциевый алюминат и четырехкальциевый алюмоферрит в процессе гидратации вступают во взаимодействие с карбонатами кальция и магния, в результате которого образуется новая стабильная в нормальных температурных условиях кристаллогидратная фаза — гидрокарбоалюмннат кальция. Практически ценным результатом этого взаимодействия является улучшение механических свойств алюмосодержащих клинкерных составляющих, а также портланд-цемента в целом. [c.128]

Процесс упрочнения цементного камня во времени в значительной степени зависит от содержания в нем воды. С этой точки зрения представляют интерес данные, которые получены в результате определения содержания воды в цементном камне , приготовленном из растворов ПЦ-1 и ПЦ-3 пластичной и литой консистенции и подвергнутом в течение 16 ч твердению в пропарочной камере и на воздухе. Эти данные говорят о том, что содержание воды в образцах, приготовленных из растворов пластичной и литой консистенции, резко снижается в первые 3 суток как при твердении на воздухе, так и в пропарочной камере. При дальнейшем пребывании образцов на воздухе количество воды в них существенно не изменяется и составляет для образцов, приготовленных из литых растворов, 23—25% и из пластичных — 18—23%. Такого количества воды вполне достаточно для протекания процессов гидратации и гидролиза клинкерных минералов. Многочисленными исследованиями было установлено, что при твердении портланд-цементов в течение 6 месяцев химически связывается около 10% воды от веса цемента, а при полной гидратации наличие связанной в лабораторных условиях воды составляет около 25% [14]. Однако практически полной гидратации не происходит. Петрографическими исследованиями установлено до 30—40% [15] негидратирован-ных зерен клинкера. [c.295]

Ускорение времени схватывания глиноземистого цемента при наличии сернокислого кальция можно объяснить способностью его быстро реагировать с кальциевыми алюминатами аналогично реакции кальциевых алюминато.в с гипсом в портланд-цементе. В последнем сульфат кальция, как известно, является замедлителем схватывания, что связано с прекращением коагуляции геля гидросиликата кальция. Если портланд-цемент содержит повышенный процент глинозема, то, несмотря на связывание его гипсом, время схватывания будет довольно малое, но уже не за счет коагуляции геля гидросиликата, а за счет осаждения кальциевых алюминатов гипсом. Возможно также, что ускорение времени схватывания глиноземистого цемента происходит и вследствие гидратации Са304 (нерастворимый ангидрит) под влиянием [c.364]

Усадка цементного камня глиноземистого цемента, в составе которого находятся в основном быстрокристаллизующие-ся гидроалюминаты кальция и гидраты глинозема, в 2—2,5 раза меньше, чем усадка портланд-цемента, однако скорость роста этих кристаллов недостаточна для того, чтобы в первые сроки твердения, когда цементный камень не приобрел еще излишней жесткости, обеспечить его расширение. Длительный же рост кристаллов, продолжающийся в течение всего периода гидратации глиноземистого цемента, в условиях значительно меньшего по сравнению с портланд-цементом количества новообразований, имеющих коллоидные размеры (гелеобразная фаза), приводит только к сбросам прочности затвердевшего цементного камня. [c.403]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология