Metnn.ru

Строй портал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Минеральный состав цементного камня

Публикации

Влияние структуры цементного камня с добавками микрокремнезема и суперпластификатора на свойства бетона

Известно, что микрокремнезем (МК) в сочетании с водоредуцирующей добавкой. повышает; прочность, водонепроницаемость, сульфатостойкость и другие свойства бетонов [1]. Особенности структуры цементного камня с МК заключаются в характере распределения пор [2]. Они свойственны цементному камню и бетонам с добавкой МК, содержащей диоксид кремния не менее 85%. Так как MК является отходом производства, его физико-химические свойства, в частности дисперсность и содержание диоксида кремния, во многом зависят от качества сплавов [3].
В НИИЖБе, исследовали особенности структуры цементного камня, прочность и проницаемость бетонов в зависимости от вида и количества МК, а также водоредуцирующей добавки. При этом рассмотрели три вида МК, отличающихся содержанием диоксида кремния и дисперсностью. Образцы МК являлись отходами производства кристаллического кремния Братского алюминиевого завода, низкомарочного ферросилиция Ермаковского и ферросиликохрома Актюбинского ферросплавных заводов (марки Бкр, Ефс, Афсх). Основные физико-химические свойства МК приведены в табл.1.

Таблица 1

ПРИМЕЧАНИЯ: S –удельная поверхность, r — истинная плотность, W – водопотребность.

Для экспериментов применяли портландцемент марки 400 Подольского завода без минеральных добавок, соответствующий ГОСТ 10178, кварцевый песок фракции 0. 5 мм с Мкр=2,1, а также гранитный щебень фракций 5. 20 мм. В качестве водоредуцирующей добавки служил суперпластификатор С-З.
Исследования цементного камня проводили на образцах, составы которых приведены в табл. 2. Особенность составов заключалась в одинаковом, содержании воды [В/(Ц+МК) = 0,28] и равной дозировке трех разных видов МК. Дозировку С-3 подбирали для обеспечения одинаковой пластичности суспензий, соответствующей нормальной густоте цементного теста. В одном случае дозировку С-3 увеличили для определения влияния ее количества на свойства цементного камня.

Таблица 2

Состав цементного камня, кг

ПРИМЕЧЕНИЯ: 1). Перед чертой – Ц, после черты – МК. 2). В=0,575 л.

Пористость и прочность цементного камня определяли на образцах размерами 1?1?3 и 3?3?3 см. Структуру цементного камня исследовали в возрасте 28 сут, прочность — после 3, 7, 14 и 28 сут.
Пористость определяли взаимно дополняющими методами протонного магнитного резонанса с диапазоном измерений пор диаметром 1?10-3…1?10-1 мкм [4]; малоугловой рентгеновской дифракцией с диапазоном измерений 2?10-3…3?10-1 мкм; ртутной порометрией с диапазоном измерений 1?10-1…4?10 мкм; оптической микроскопией шлифов с диапазоном измерений 4?10…1?103 мкм.
Метод определения пористости цементного камня с помощью npoтонного магнитного резонанса, разработанный в Санкт-Петербургском физико-техническом институте, основан на размерном эффекте температуры плавления льда, содержащегося в порах материала — температура плавления понижается при уменьшении их размера.
С помощью рентгенофазового анализа определяли степень гидратации цемента и содержание низкоосновных гидросиликатов кальция — CSН (I) . Идентификацию фаз проводили по международной таблице JCPDS. Степень гидратации определяли по интенсивности основного рефлекса C3S. Количество CSH (I) устанавливали в результате сравнения интенсивности основного рефлекса b-CS, полученного на обожженных при 1000оС образцах цементного камня, с эталоном (кварцем).
Результаты определения пористости исследуемых образцов цементного камня приведены в табл. 3. Из нее следует, что при несущественной (менее 2 %) разнице в общей пористости образцы отличаются характером распределения пор разного диаметра.

Читайте так же:
Цемент количество 3 метра

Структура цементного камня

Отвердевший цементный камень представляет собой микроскопически неоднородную систему, состоящую из кристаллических сростков и гелеобразных масс, имеющих частицы коллоидных размеров. Неоднородность структуры цементного камня усиливается и тем, что в нем содержатся зерна цемента, не полностью прореагировавшие с водой.

Существенно влияют на структуру цементного камня гипс и гидравлические добавки, так как в результате их реакции с клинкерными компонентами цементного камня образуются новые продукты. Подбирая минералогический состав клинкера и получая необходимый состав цемента, дающий при твердении то кристаллические сростки, то гелевую структурную составляющую, можно воздействовать на структуру и физико-механические свойства цементного камня и бетона.

Рис. 4.12. Структура цементного камня

Различие в физико-механических свойствах кристаллического и коллоидного гелеобразного вещества является одной из причин влияния минералогического состава клинкера на некоторые, основные строительные свойства цемента: деформативность, стойкость при переменном замораживании и оттаивании, увлажнении и высушивании. Путем рационального подбора минералогического состава клинкера можно регулировать свойства портландцемента и получить цемент, по качеству удовлетворяющий конкретным эксплуатационным условиям.

На структуру бетона оказывает значительное влияние пористость цементного камня, связанная с начальным содержанием воды в бетонной смеси. Для получения удобоукладываемой бетонной смеси в нее вводят в 2. 3 раза больше воды, чем требуется на реакцию с цементом. Таким образом, большая часть воды затворения оказывается в свободном состоянии и образует в затвердевшем камне множество мелких пор. Поэтому для получения плотной структуры цементного камня необходимо применять бетонные смеси с минимальным содержанием воды. В результате повышаются прочность и морозостойкость бетона.

Рис. 4.13. Схема процессов преобразований в структуре цементного теста и камня при гидратации цемента:

а – цементные зерна в начальный период гидратации; б – образование гелевой оболочки на цементных зернах – скрытый период гидратации; в – вторичный рост гелевой оболочки после осмотического разрушения первоначальной оболочки образование волокнистых и столбчатых структур на поверхности зерен и в порах цементного камня – третий период гидратации; г – уплотнение структуры цементного камня при последующей гидратации цемента

Читайте так же:
Пластификатор для раствора цемент

Структура цементного камня, а именно наличие в нем пор и гелеобразного вещества, обусловливает склонность его к влажностным деформациям. При увлажнении он разбухает, а при высушивании дает усадку. Знакопеременные сжимающие и растягивающие напряжения, вызываемые изменением влажности окружающей среды, расшатывают структуру цементного камня и понижают прочность бетона. Степень влажностных деформаций зависит от соотношения гелеобразных и кристаллических фаз в цементном камне. С увеличением последней стойкость камня в таких условиях, называемая воздухостойкостью, повышается. В отличие от рассмотренных далее пуццолановых портландцементов обыкновенный портландцемент отличается высокой воздухостойкостью.

Расширение и растрескивание цементного камня могут вызвать также свободные СаО и MgO, присутствующие в цементе при низком качестве обжига. Гашение их сопровождается значительным увеличением в объеме, и продукты этого гашения разрывают цементный камень. О таком цементе говорят, что он не отвечает требованиям стандарта в отношении равномерности изменения объема при твердении.

Отделочный искусственный цементный камень

  1. Свойства и особенности цементного камня
  2. Состав
  3. Производство
  4. Преимущества
  5. Недостатки искусственного камня из цемента

Декоративный камень ценится сегодня за эстетичный внешний вид, легковесность и дешевизну, однако при этом технические характеристики тоже достаточно хорошие. Искусственный камень цементный – отличный вариант как для внутренней, так и наружной отделки. Преимуществ у него множество, что и объясняет популярность этого вида облицовки.

Свойства и особенности цементного камня

Состав

Декоративный камень на цементной основе изготавливается на портландцементе марки не ниже М400. В качестве дополнительных компонентов используются:

  • песок,
  • пластифицирующие и модифицирующие добавки,
  • гидрофобные агенты,
  • армирующие вещества,
  • краситель.

Многие производители вместо обычного цемента применяют белый. Такая основа позволяет окрашивать смесь в любой цвет, и он будет лучше проявляться, чем на обычном цементе.

Производство

Полученный раствор перемешивается и заливается в специальные формы, где просушивается при естественных условиях. Лицевая поверхность изделий получается фактурной и рельефной, а оборотная – ровной, но шероховатой.

Технология очень проста, поэтому сделать облицовку можно самостоятельно. Нужно лишь приобрести нужные компоненты, армирующую сетку и заливочные формы. Специалисты настоятельно рекомендуют использовать армирующую сетку.

Читайте так же:
Цемент для бетона в35

Она нужна для того, чтобы материал имел какую-то основу. Закладывается тогда, когда половина раствора уже залита в формы. Сохнут изделия долго – 12 дней в формах, а затем еще две недели без них.

Формы могут быть не только купленные в магазине, но и изготовленные своими руками. Чем необычнее их узор, тем уникальнее цементный камень и тем больше он похож на натуральный.

Как правило, в производственных условиях продукция выпускается в виде кирпича и плитки. Геометрия разнообразна. Есть и мелкоформатные элементы, и более габаритные.

Разновидностей по габаритам и цветовым характеристикам более чем достаточно, что и определяет широкую область применения. Отделка отлично смотрится:

  • на целой стене или отдельной ее части,
  • на перегородке,
  • на камине, арке, колонне,
  • на мебели и даже потолке.

Кроме того, облицовка возможна не только в жилых, но и общественных, коммерческих, служебных и других помещениях.

Преимущества

Как известно, все материалы, изготовленные на основе цемента, очень прочны. Не исключение и искусственный камень из цемента.

Главное, если подразумевается самостоятельное изготовление, то необходимо дать материалу набраться прочности. Тогда можно с уверенностью утверждать, что отделка получится не просто прочной, а еще и устойчивой к механическим повреждениям.

Отличительное свойство – влагостойкость, что и позволяет применять его в качестве фасадной и другой наружной облицовки. Например, гипс не может похвастаться водоустойчивостью, поэтому плитка из цемента в этом случае более предпочтительна.

Изделия подойдут и для отделки влажных помещений, таких как ванная комната или кухня. Вдобавок, они «не раскисают» под воздействием постоянной влажности и ее перепадов.

Продукция из цемента абсолютно экологична и гипоаллергенна. В составе нет агрессивных и химически опасных компонентов. Более чем на 90% состав натурален. Стоит отметить и пожаробезопасность.

Искусственный камень цементный легок в монтаже и последующем уходе. Облицовка осуществляется непосредственно на поверхность с помощью мастики или другого высокопрочного клея.

Облегчает весь процесс легкий вес материала. Но, в сравнении с гипсовым камнем, цементный тяжелее, поэтому и клей должен быть соответствующим. Очистка должна быть регулярной и тогда поверхность надолго сохранится в привлекательном виде.

Бесспорно, такой необычный отделочный материал добавит любому помещению торжественности, но в то же время и уюта. Оттенки могут быть различны, но очень популярны натуральные, благодаря которым отличить цементные изделия от натурального камня практически невозможно.

Читайте так же:
Щенок грызет цемент что делать

Недостатки искусственного камня из цемента

Среди недостатков можно отметить лишь тот факт, что плитка или кирпич из цемента все же менее прочные, чем натуральная облицовка. Потому не рекомендуется укладка в местах у основания пола, которые в наибольшей степени подвержены воздействиям.

Также стоит отметить, что некоторые образцы не устойчивы к ударным и другим воздействиям, в результате чего поверхность покрывается трещинами, образуются сколы и потертости. Следует учесть, что чем выше марка цемента, тем, соответственно, прочнее материал.

Декоративная плитка – уникальный материал. Преимуществ множество – прочность, долговечность, износоустойчивость и декоративность. При этом стоимость декоративного аналога в несколько раз ниже натуральной продукции, а технико-эксплуатационные свойства уступают не намного.

Минералогический состав пцк.

Воздушная известь, сырье, получение.

Сырье: извесняки, доломитизированные известняки с содержанием глины до 6%. Сырье обжигают при t=1000-1200С, при этом кальцит(магнезит) декарбонизируется, образуя оксиды CaCO3—CaO+CO2. После обжига получают комовую негашеную известь, измельчив которюю получится молотая известь или известь-кипелка.

Магнезеальные вяжущие, сырье, получение.

Тонкие порошки, главной составной частью котоых является оксид магния. Получают умеренным обжигом (750-850) магнезита. MgCO3—-MgO+CO2. Чаще всего затворяют водным раствором хлорида магния. Это ускоряет твердение и значительно повышает прочность.

Воздушная известь, виды, область применения.

Известь/вода=1/1 тонкодисперстный рыхлый порошок известь –пушонка.

Известь/вода=1/3 известковое тесто с плотностью=1400. Применяют для штукатурных растворов и кладочных растворов, как пластификатор в цементные растворы, производство силикатного кирпича и бетона.

Активность и сорта воздушной извести.

Активность это суммарное содержание в извести CaO+MgO в %.

Классификация возд.извести по времени гашения и содержанию оксида магния.

1.Кальциевая (MgO 20%).

Время гашения-промежутки времени от момента затворения негашеной извести до достижения смеси максимальной температуры.

2. среднегасящаяся 8

Жидкие стекла, сырье. Получение, применение.

Получают обжигом до сплавления чистового кварцевого песка с K2CO3 или содой Na2CO3/ После охлаждения образуется твердый полупрозрачный продукт силикатная-глыба. Которая растворяют в воде до 50% концентрации с плотностью 1400.

Применяют натриевое жидкое стекло для укрепления грунтов и оснований зданий, для устройства гидроизоляции, для производства кислотоупорного цемента, Калиевое жидкое стекло применяют как вяжущее в минеральных силикатных красках. Образуют прозрачную пленку, не изменяющую цвета пигмента.

Жидкое стекло, силикатный модуль.

Основной качественный показатель жидких стекл.

3-4 калиевое стекло

m=SiO2/Na2O(K2O)= 2.5-3.5 натриевое

Кислотоупорный цемент.

Смесь кварцевого песка с сухой солью Na2SiF6 его затворяют растворами натриевого жидкого стекла, а соль ускоритель твердения. Для увеличения прочности камень обрабатывают концентрированными растворами кислот.

Читайте так же:
Керастаз маска с цементом

Применяется для крепления кислотоупорных плиток и для облицовочных минералов, а также для внутренней отделки промышленных химического оборудования.

Гидравлическая известь, сырье, получение, область применения.

Сырье: мергелистые известняки с содержанием глины от 6 до 20%. Обжигают при темпер.1000-2000С При обжиге образуется не только CaO, но он частично вступает во взаимодействие с оксидами глинистых минералов, образуя алюминаты и ферриты кальция CaO*Al2O3 и Cao*Fe2O3. применяют для строит. Растворов, кладочных штукатурных растворов, для производства низкомарочных бетонов.

Гидравлическая известь, классификация по модулю основности.

1. сильногидравлическая (M=1,7…4,5)

2. слабогидравлическая (M=4,5…9,0)

Портландцемент, компонентный состав.

ПЦК-основной, отвественный за твердение цемента и прочность камня.

Добавка гипса-необходима для увеличения сроков сроков схватывания цемента.

Портладцемент, роль добавки гипса.

Гипс добавляют для увелечения сроков схватывания цемента. При помоле гипс взаимодействует с одним из минерало ПЦК-трехкальциевымаллюминатом, образуя эттрингит в виде тонкой пленки на поверхности зерен, ограничевающей доступ воды для затворения цемента.

Портландцемент, роль АМД.

АМД вводят с целью увеличения коррозионной стойкости цементного камня.

Сырье и способы подготовки сырья для получения ПЦК.

Сырье – смесь известняка и глины в массовом соотношении 3:1, которую расстворяют в воде. Затем жидкий шлинкер подают в обжиговую печь. Клинкер выходит из печи в кусках 3-4 см, затем поступает в холодильник, где охлаждается потоком вохдуха, а затем измельчается совместно с гипсом и амд.(сухой способ). Водный способ: измельчение и смешение происходит в водной среде

Процесс обжига при получении ПЦК

а) Зона сушки- до 200С . Удаление из шлама свободной воды

б) Зона дегидратации- 200-700С. Удаляется химически связанная вода.

в) Зона декарбонизации- 700-1000С. CaCO3 (кальцит) разлагается в CaO.

г) Зона экзотермических реакций- 1100-1300С. Образуются 3 основных вида ПЦК: белит(2CaO*SIO2). 3-х кальциевый алюминат и 4-х кальциевый алюмоферрит.

д) Зона спекания – 1300-1400С. Образуется главный минерал пцк – 3-х кальциевый силикат – аллит ( 3CaO*SiO2).

е) Зона охлаждения- 1300-800С. Клинкер выходит из печи в виде раскаленных кусков 3-4 см., затем охлаждается потоком воздуха.

Химический состав пцк.

Cao — 62-67%

Sio2 – 21-24% связаны в минералах пцк

Fe2O3 – 2-4%

Может содержать свободную известь Cao+Mgo- вредные компоненты- вызывают образование трещин, содержание —

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector