Циментът е основният материал в строителната индустрия. Използва се заедно с пясък за образуване на разтвор или с други инертни материали, като натрошен камък. Качеството на цимента и неговите производни зависи от суровините и пропорциите на съставните компоненти, особено като процент вода. Съотношението вода / цимент е важно, за да се избегне влошаване на устойчивостта и механичните свойства на масата.
Циментът може да бъде подобрен по отношение на технологията и това се дължи не само на устойчивостта на влага. Използвайки добавки, циментът става по-течен, което е особено добро по време на довършителни работи или за попълване на конкретни форми. Ако е необходимо да се използва циментова замазка като лепило, се използват специални материали, за да изглежда като паста. Добавката е вид смола, когато смесена с цимент в малки количества я превръща в напълно различен материал. Циментът е много щедър материал, евтин и лесен за използване..
Определение на портланд цимент
Портланд цимент - широко използван вид цимент, се използва като свързваща основа за хоросан..
Той е изобретен през 1824 г. в Англия от зидарят Джоузеф Аспидин и получи името си по подобие и външен вид с варовика на Портланд, остров в графство Дорсет (Англия).
Портланд циментът се получава чрез смилане на клинкер с добавяне на тебешир в необходимото количество за рационализиране на процеса на хидратация. Микроскопският анализ на парче цимент разкрива наличието на четири основни компонента, а именно L алит (трикалциев силикат), белит (дикалциев силикат), целит (трикалциев алуминат) и кафяв милерит (феритен алуминат).
Производството на портланд цимент протича на три етапа:
- Приготвяне на сурова смес от суровини.
- Производство на клинкер.
- Приготвяне на цимент.
Като суровина за производството на портландски материали се използват минерали, съдържащи оксиди:
- Калциев CaO (44%)
- Силициев SiO 2 (14.5%)
- Алуминий Al2O3 (3,5%)
- Желязо Fe2O3 (2%)
- Магнезий MgO (1.6%)
Добивът се извършва в мини, под земята или на открито в непосредствена близост до централата, които по правило вече имат необходимия състав, а в някои случаи е необходимо да се добавят глина, варовик, желязна руда, боксит или останките от леярски материали.
Сместа се загрява в специална цилиндрична пещ, разположена хоризонтално с лек наклон и бавно въртяща се. Температурата се повишава по протежение на цилиндъра до около 1480 ° C.
Степента на нагряване се определя така, че минералите да се агрегират, но не се топят. В долната част калциевият карбонат (варовик) се разлага на калциев оксид и въглероден диоксид (CO2).
Във високотемпературната зона калциевият оксид реагира със силикати, образувайки калциев силикат (CaSiO3 и Ca2Si2O5), малко количество трикалциев алуминат (Ca3Al2O6) и феритен алуминат (C4AF, резултат от реакцията 4CaO + Al2O3 + Fe2O3).
Полученият материал се нарича клинкер. Клинкерът може да се съхранява в продължение на много години, преди да премине в производство при условие - избягвайте контакт с вода.
Теоретичната енергия, необходима за производството на клинкер, е около 1700 джоула на грам, дисперсията е много по-висока и може да достигне до 3000 джоула на грам. Това предполага голямо търсене на енергия и значително отделяне на въглероден диоксид в атмосферата - парникови газове..Количеството въглероден диоксид в атмосферата е средно 1,05 kg CO2 на 1 kg портланд циментов клинкер.
За да се подобрят характеристиките на крайния продукт, около 2% от гипс или калциев сулфат се добавят към клинкера и сместа се смила на ситно. Полученият прах е опакован и готов за употреба..
Състав на цимента:
- 64% калциев оксид.
- 21% силициев диоксид.
- 6,5% алуминий.
- 4,5% железен оксид.
- 1,5% магнезиев оксид.
- 1.6% сулфат.
- 1% от други материали, включително вода.
Портланд циментът се смесва с вода, получената смес се втвърдява за няколко часа. Първоначалното втвърдяване се дължи на реакцията между вода, гипс и трикалциев алуминат за образуване на кристалната структура на калциево-алуминат хидрат (CAH), етрингит (AFT) и моносулфат (AFM).
Последващото втвърдяване и развитие на силите на вътрешно напрежение се получават от бавната реакция на вода с три калциев силикат до образуване на калциев силикат с аморфна структура, наречена хидрат (CSH гел). И в двата случая структурите обгръщат и свързват отделните гранули от наличния материал.
Крайната реакция дава силикагел (SiO2). И трите реакции генерират топлина..
Чрез добавяне на специфични материали към цимента (варовик и вар), пластмасовият бетон се произвежда с бърз монтаж и висока технологична ефективност. Разтвор, използващ смес от портланд цимент и вар, е известен като хоросан. Този материал се използва за покриване на външните повърхности на сградите (гипс). Конвенционалният бетон практически не се размазва.Каква е разликата между тези видове цимент
Портланд цимент най-често срещаният вид цимент обществена употреба, се използва като основна съставка - бетон, хоросан, мазилка, разтвор. Той е създаден на базата на други видове хидравлична вар в Англия в средата на 19 век. Идва от варовик.
Прахът се получава чрез нагряване на материали във фурна, за да се образува така нареченият клинкер, като същевременно се добавя малко количество други добавки.
Плюсове и минуси:
- Портланд циментът може да причини химически изгаряния, дразнене, при продължителен контакт - рак на белия дроб. Съдържа някои вредни компоненти като кристален силициев диоксид и хексавалент хром..
- Проблемите с околната среда са свързани с високото потребление на енергия, необходимо за мината, производството и транспортирането на цимент, замърсяването на въздуха с диоксид и прахови частици.
- Ниската цена и широката наличност на варовик, шисти и други естествени материали, използвани в портланд цимент, го правят един от материалите с най-ниска цена, широко използвани в целия свят. Бетонът е направен от портланд цимент и е известен като универсален строителен материал..
