Мокрый способ

Применяется при производстве цемента из сырья состоящий из мела, глины, железосодержащих добавок. Требование к глине по влажности не более 20%, к мелу – не более 29%. Измельчение сырья производится в воде. Полученная шихта в виде суспензии влажностью до 50% поступает в печь для обжига. Диаметр печи может составлять 7 метров и длиной более 200 метров. В результате обжига получаются небольшие шарики – клинкеры, которые после тонкого помола станут готовым цементом.
Сухой способ

Основным отличием данного способа является то, что сырьё после или во время измельчения не увлажняется, а наоборот сушится. Таким образом, порошкообразная шихта поступает на обжиг уже в сухом виде. Данный вид обработки является наиболее экономически целесообразным, поскольку позволяет экономить не только сырьё, но и энергию, которая при мокром способе тратится на удаления воды из шихты.
Комбинированный способ

Данный способ производства совмещает в себе два способа и предполагает две разновидности технологий.

Мокрым способом готовят сырьевую смесь – шлам. После чего шлам пропускают через фильтры, осушая смесь до 16-18%, а затем отправляют на обжиг.

Сухим способом готовят шлам. Затем добавляют воду до влажности смеси 10-14% и гранулируют в шарики. После обжига они становятся клинкерами. Размер клинкеров 10-15 мм

8. Свойства портландцемента (водопотребность, тонкость помола, сроки схватывания).

К основным свойствам портландцемента (ГОСТ 10178—85) относятся тонкость помола, водопотребность, сроки схватывания, равномерность изменения объема и прочность (марка): цемента. При необходимости оценивают и другие свойства: плотность и насыпную плотность, тепловыделение, стойкость в различных условиях среды и т. п.

Тонкость помола — один из факторов, определяющих быстроту твердения и прочность цементного камня. Обычный портландцемент измельчают довольно тонко — остаток на сите № 008 (4900отв/см2) не должен превышать 15%, что соответствует удельной поверхности цемента 2500...3000 ем2/г.

Водопотребность портландцемента характеризуется количеством воды (% массы цемента), которое необходимо для получения цементного теста нормальной густоты, т. е. заранее заданной стандартной пластичности, определяемой погружением в тесто цилиндра пестика прибора Вика. Водопотребность зависит от минерального состава и тонкости помола цемента и колеблется в пределах 22...26 %.

Сроки схватывания и равномерность изменения объема цемента определяют на тесте нормальной густоты. Начало схватывания цементного теста должно наступать не ранее 45 мин, а конец схватывания — tie позднее 10 ч. Сроки схватывания определяют с помощью прибора Вика путем погружения иглы этого прибора в тесто нормальной густоты. Для получения нормальных сроков схватывания при помоле клинкера вводят добавку двуводного гипса, а в случае необходимости — специальные добавки— замедлители или ускорители схватывания.

Процесс твердения цементного камня сопровождается объемными деформациями: набуханием при твердении в воде, усадкой при твердении на воздухе. Эти неизбежные изменения объема учитываются в производстве строительных работ, предусматривая устройство усадочных швов. Неравномерное изменение объема цементного камня при твердении связано с наличием в клинкере свободных оксидов кальция и магния, которые при гидратации расширяются, вызывая местные деформации. По стандарту равномерность изменения объема определяют в образцах-лепешках, изготовленных из теста нормальной густоты, которые через 24 ч предварительного твердения кипятят 3 ч в воде. Лепешки не должны деформироваться, на них не допускаются радиальные трещины. Цемент, не обладающий равномерностью изменения объема, нельзя применять в строительстве.

Прочность портландцемента является главным свойством, характеризующим его качество. В зависимости от предела прочности при сжатии и с учетом предела прочности при изгибе стандартных образцов-балочек через 28 сут твердения портландцемент разделяют на марки: 400, 500, 550, 600(табл. 5.1),.

Фактическую прочность, полученную при испытании на осевое сжатие половинок указанных образцов, называют активностью цемента.

Прочность цемента при нормальных условиях твердения наиболее интенсивно нарастает в первые 7 сут твердения. Уже к 3 сут она составляет 30....35 %, а к 7 сут— 60...70 % от марки цемента. В дальнейшем рост прочности замедляется, но продолжается длительное время (месяцы, годы), следуя зависимости, близкой к логарифмической.

Тепловыделение при твердении цемента зависит от минерального состава и тонкости измельчения цемента и составляет через 7 сут твердения 168...335 кДж/кг цемента. При полной гидратации 1 кг СзА выделяет 1090 кДж, C3S —670 кДж, C4AF — 570. кДж и C2S — 353 кДж теплоты. При изготовлении тонких бетонных конструкций теплота гидратации быстро рассеивается и не вызывает существенного разогрева бетона. При возведении массивных бетонных конструкций (плотины, фундаменты, толстые стены и т. д.) возможно повышение температуры до 50 °С и более, что может вызвать значительные перепады температур в наружных и внутренних зонах, возникновение температурных напряжений, которые нередко являются причиной появления трещин в бетоне. В некоторых случаях, например при бетонировании конструкций в холодное время, повышенное тепловыделение играет положительную роль, способствуя поддержанию положительной температуры бетона.

9. Марка портландцемента и способ ее определения.

Портландцементом называют порошкообразный (тонкодис-

персный) материал, полученный совместным помолом цементного клинкера и

добавки гипса.

Цемент – это основа строительной индустрии. Портландцемент М300

(марки 300) и 400 применяют в основном для приготовления бетонных и желе-

зобетонных монолитных конструкций, изготовления сборного железобетона;

портландцемент М500 и 600 – для гидротехнических сооружений, наружных

частей монолитного бетона массивных .сооружений, аэродромного строитель-

ства, производства асбестоцементных и многих других изделий.

Следует различать основные строительно-технические свойства:

- цементного теста;

- цементных растворов;

- бетонных смесей;

- изделий на основе цемента.

Свойства цементов влияют как на свойства растворов и бетонных смесей,

так и на свойства изделий. К важнейшим свойствам цемента относятся:

- химико-минералогический состав;

- истинная плотность;

- насыпная плотность;

- тонкость помола и гранулометрия;

- нормальная густота;

- сроки схватывания;

- равномерность изменения объема при твердении;

- прочностные характеристики и марка. 5

Свойства, характеризующие строительные растворы и бетонные смеси,

включают подвижность, живучесть (сроки схватывания), реологические свой-

ства (удобоукладываемость), нормальную густоту, водопотребность. Свойства

изделий характеризуются прочностными характеристиками, усадкой и набуха-

нинием, водонепроницаемостью, долговечностью, трещиностойкостью и др. •

При определении марки цемента отвешивают 200 г цемента и затворяют

его таким количеством воды, которое определяется нормальной густотой по

стандарту. Смесь перемешивают фарфоровой или металлической ложкой, энер-

гично растирая массу в течение 5 мин, в результате чего получают равномерно

перемешанное тесто. Каждую из двух форм, имеющих по шести ячеек кубиче-

ской формы с размером ребра 2 см, заполняют тестом и производят его штыко-

вание в каждой ячейке, протыкая 10 раз тесто проволочным стержнем диамет-

ром 3–4 мм и ведя штыкование по периметру ячейки спирально к ее центру. За-

тем каждую форму устанавливают на встряхивающий столик и встряхивают 25

раз, после чего каждую форму закрывают крышкой и завинчивают крепящие ее

болты. Обе формы с тестом помещают во влажную среду при температуре

20±2°С. Через 20 ч одну из форм извлекают и ставят в бачок для кипячения на

полку, расположенную выше уровня воды, после чего воду в бачке подогрева-

ют. Когда вода в бачке будет доведена до кипения, образцы пропаривают в те-

чение 4 ч, затем форму извлекают из бачка и остужают при комнатной темпера-

туре в течение 1 ч. Затем форму разбирают, извлекают кубики, измеряют, взве-

шивают и испытывают их на сжатие. Одновременно с этим из другой формы

извлекают кубики, хранившиеся во влажной среде при температуре 20±2°С,

которые после обмера и взвешивания также испытывают на сжатие. Испытание

проводят на прессе небольшой мощности (до 6–10 тс), дающем возможность

создавать рост напряжения в испытуемом кубике не более чем в 2–3 кгс/см2

в 1

сек. Кубик устанавливают на одну из боковых граней так, чтобы направление

разрушающего усилия было параллельно слою укладки. Образец центрируют

относительно направления сжимающего усилия.46

Для каждой серии из шести

кубиков вычисляют средний предел

прочности при сжатии из четырех

наибольших результатов.

Из средних результатов испы-

тания пропаренных кубиков (Асут

проп) и не подвергавшихся пропари-

ванию образцов (Асут норм) выводят

соотношение:

η = Асут проп./ Асут норм (9)

в соответствии с которым по графи-

ку рис. 8. находят переходной коэф-

фициент - κ от ускоренного

Рис. 8. График для определения испытания к стандартному.

переходного коэффициента от

ускоренного испытания к

нормальному (стандартному)

Приближенное значение активности портландцемента, т.е. его марки рас-

считывается по формуле: Ац = κ·Асут проп (10)

ВЫВОД. По результатам выполненного эксперимента приводится марка иссле-

дуемого портландцемента.

10. Состав и свойства цементобетона, марка бетона.

Бетон - искусственный каменный материал, получаемый после затвердевания бетонной смеси - рационально подобранной, тщательно дозированной, перемешанной и уплотненной смеси минерального вяжущего, воды, крупного и мелкого заполнителей и различных добавок.

В строительстве дорог наибольшее применение имеет тяжелый цементобетон плотностью 2100...2500 кг/м3 на заполнителях из плотных горных пород и некоторых промотходов. В качестве мелких заполнителей используют различные пески и отсев камнедробления. Качество бетона в большей степени зависит от используемых материалов, поэтому их правильный выбор, учитывающий как требования к бетону, так и свойства самих материалов, имеет важное значение в технологии. При этом должны учитываться экономические условия и экономические нормативы.

Подпор состава бетона включает в себя:

Назначение требований к бетону исходят из вида и особенностей изготовления и последующей эксплуатации изделия;

Выбор материалов для бетона и определение их свойств;

Расчет номинального состава бетона;

Приготовление и испытание бетонной смеси на пробных замесах;

Формирование и испытание бетонных образцов их пробных замесов;

Обработку результатов и уточнение номинального состава;

Переход от номинального состава к рабочему с учетом колебаний свойств заменителей;

Передачу в производство рабочих дозировок с учетом объема замеса.

В итоге подбора состава должны быть выполнены два основных условия: бетон должен иметь заданную прочность, а бетонная смесь - заданную удобоукладываемость.

Прочность бетона характеризуется классами, которые определяются величиной гарантированной прочности на сжатие с обеспеченностью 0,95. На производстве контролируют марку или среднюю прочность бетона. Между классом и средней прочностью имеется рассматриваемая ниже зависимость.

Бетон подразделяется на классы В1; В1,5; В2; В2,5; ВЗ; В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; ВЗО; В40; В50; В55; В60. На марки бетона подразделяются следующим образом: М50; М75; М100; М150; М200; М250; М300; М350; М400; М450; М500; М600 и выше через 100.

Прочность определяется пределом прочности при сжатии стандартных бетонных образцов - кубов размером 15x15x15 см, испытанных через 28 сут. Твердения в нормальных условиях (температура 16-20°С, относительная влажность окружающего воздуха 90...100 %). При использовании кубов с другими размерами вводят масштабный переходной коэффициент, на который умножается полученная прочность:

Удобоукладываемость (формуемость) - способность бетонной смеси растекаться и принимать заданную форму, сохраняя монолитность и однородность- является главным свойством бетонной смеси. Удобоукладываемость в производственных условиях оценивают через подвижность (жёсткость) двумя способами: по осадке конуса для пластичных и по времени растекания на техническом вискозиметре для жёстких смесей. Другие свойства смесей: уплотняемость, расслаиваемость, однородность, воздухововлечение, вязкость и др. изучаются в научно - исследовательских лабораториях.

Бетоны классифицируются по следующим признакам:

Основному назначению,

Виду вяжущего,

Виду заполнителей,

Структуре.

В зависимости от основного назначения бетоны подразделяются на:

Конструкционные,

Специальные(жарастойкие, химические стойкие, декоративные, радиационно -защитные, теплоизиляционные и т.д.)

По виду вяжущего бетоны могут быть на основе:

Цементных вяжущих,

Известковых вяжущих,

Шлаковых вяжущих,

Гипсовых вяжущих,

Специально вяжущих.

По виду заполнителей бетоны могут быть на:

Плотных заполнителях,

Пористых заполнителях,

Специальных заполнителях.

По структуре бетоны могут быть:

Плотной структуры,

Поризованной структуры,

Ячеичтой структуры,

Крупнопористой структуры. По ГОСТ 25192-82.

11. Свойства бетонной смеси (удобоукладываемость, подвижность, жесткость).