Цемент. Історія виникнення. Різновиди
| 2-09-2011, 23:35 | [ Будівельні та оздоблювальні матеріали » Цемент ] • Цемент. Історія виникнення. Різновиди |
Цемент навчилися виробляти у минулому столітті. На початку 20-х років ХІХ ст. Є. Делієв знайшов випалене в'яжуче із суміші вапна з глиною і видав результати своєї роботи в книзі, виданій у Москві в 1825 р. У 1856 р. був пущений перший в Україні завод портландцементу.
Цемент є одним із найважливіших будівельних матеріалів. Його застосовують для виготовлення бетонів, бетонних та залізобетонних виробів, будівельних розчинів, азбестоцементних виробів. Виготовляють його на великих механізованих та автоматизованих заводах.
Цемент - це збірна назва групи гідравлічних в'яжучих речовин, головною складовою яких є силікати та алюмінії кальцію, що утворилися при високотемпературній обробці сировинних матеріалів, доведених до часткового або повного плавлення. У групу цементу входять всі види портландцементу, пуццоланового портландцементу, шлакопортландцементу, глиноземистий цемент, цементи, що розширюються, і деякі інші. Цемент кожного виду може при твердінні розвивати різну міцність, що характеризується маркою.
Марки цементу регламентовані будівельними нормами та правилами (СНіП) та ГОСТом. Випускають цементи переважно марок 200, 300, 400, 500 та 600 (за показниками випробування у пластичних розчинах). З підвищенням марки цементу ефективність його застосування у бетонах часто зростає за рахунок зменшення питомої витратив'яжучого.
Серед цементів різних видів найважливіше значення має портландцемент. Портландцемент не завжди задовольняє окремим спеціальним вимогам, які пред'являють до бетонів та будівельних розчинів за різних умов їх застосування. Тому промисловість випускає деякі різновиди портландцементу: сульфатостійкий, з помірною екзотермією, швидкотвердіючий, гідрофобний, пластифікований та деякі інші цементи.
Тому сульфатостійкий портландцемент має підвищену сульфатостійкість і зниженою екзотермією, тобто. якостями, необхідні при виготовленні бетонів для окремих зон гідротехнічних та інших споруд, що працюють в умовах сульфатної агресії. Сульфатостійкий портландцемент зазвичай випускають двох марок - 300 і 400. Портландцемент з помірною екзотермією виготовляють з клінкеру, який повинен містити не більше 50% силікату трикальцієвого і не більше 8% трикальцієвого алюмінату. Такий цемент при помірній екзотермії відрізняється також дещо підвищеною сульфатостійкістю, оскільки в ньому зазвичай міститься помірна кількість трикальцієвого алюмінату. Цей вид портландцементу застосовують у гідротехнічному будівництві в масивних бетонних конструкціях, що зазнають частого поперемінного заморожування та відтавання в прісній або слабо мінералізованій воді. Марка за міцністю зазвичай 300 та 400.
Швидкотвердіючий портландцемент містить багато трикальцієвого силікату та трикальцієвого алюмінію і дуже тонко подрібнений. Тому такий цемент характеризується інтенсивним наростанням міцності в перший період твердіння – через 1 та 3 доби.
Випускається також цемент, що особливо швидкотвердне. Він показує через три доби міцність при стисканні 450-500 кг/кв. см (при випробуванні у жорсткихрозчинах). Гідрофобний портландцемент виготовляють, вводячи при помелі клінкеру 0,1 - 0,2% милонафта, асидолу, окисленого петролатуму, синтетичних жирних кислот, їх кубових залишків та інших гідрофобізуючих поверхнево-активних добавок. Ці речовини, адсорбуючись на частинках цементу, утворюють найтоншу - у середньому мономолекулярну, тобто товщиною одну молекулу, оболонку. Але ця найтонша оболонка надає цементу особливих якостей. У цьому сутність гідрофобізації цементу як методу, що дозволяє певною мірою керувати властивостями цементу щодо дії води на різних етапах використання. Як відомо, взаємодія цементу з водою є двоєдиним суперечливим процесом.
Спорідненість до води органічно властиво цементу, без цієї властивості він не міг би служити в'яжучою речовиною. Але водночас на певних стадіях застосування цементу вода йому шкідлива. Так, при зберіганні і перевезеннях цемент псується від вологи, вода з домішками, що містяться в ній, викликає корозію цементного каменю і при частому поперемінному заморожуванні і відтаванні цементних матеріалів руйнує їх.
Завдання подолання протиріч, закладених у самій природі цементу, певною мірою вирішується його гідрофобізацією. Гідрофобний цемент при перевезеннях та зберіганні навіть у дуже вологих умовах не псується. Поверхнево-активні речовини, що містяться в ньому, мають пластифікуючу дію на бетонні (розчинні) суміші, а також зменшують водопроникність і підвищують корозійну стійкість і морозостійкість бетону. Наприклад, якщо звичайний бетон витримує 300 циклів поперемінного заморожування та відтавання, то гідрофобізований може витримати 1000 і більше циклів.
Марки гідрофобного цементу самі, як і портландського. Гідрофобний цемент було створено СРСР. наНа основі радянського досвіду було розпочато виготовлення цього цементу і за кордоном (наприклад, в Англії). Пластифікований портландцемент отримують, вводячи при помелі клінкеру близько 0,25% сульфітно-спиртової барди (вважаючи суху речовину) від ваги цементу. Ця поверхнево-активна речовина пластифікує бетонні суміші, переважно жирні, дозволяє знижувати водоцементне відношення без погіршення рухливості сумішей і в ряді випадків дає можливість зменшувати витрату цементу. Водночас підвищується морозостійкість затверділого бетону.
Білий портландцемент виготовляють із малозалізистого клінкеру (сірий колір звичайного цементу обумовлений головним чином наявністю сполук заліза у вихідних сировинних матеріалах). Кольорові цементи одержують на основі білого портландцементного клінкеру шляхом спільного помелу з пігментами різних кольорів, наприклад, з охрою, залізним суриком, оксидом хрому. Можна також отримувати кольорові цементи, змішуючи білого цементу з пігментами.
Застосування білого та кольорових портландцементів, що сприяє архітектурно-декоративному оформленню споруд, має велике значення в індустріальній обробці великоелементних будівель. Ці цементи застосовують також для кольорових цементно-бетонних дорожніх покриттів, наприклад на площах біля монументальних споруд. Крім перерахованих, є ще деякі спеціальні сорти портландцементу, наприклад, тампонажний, для виробництва азбестоцементних виробів.