Химический состав клинкера портландцемента

Портландцемент (силикатный цемент).

Он был получен впервые в 1824 году английским каменщиком Джозефом Аспдином. Портландцемент является лидером среди вяжущих веществ, применяемых в строительстве. Его применяют для изготовления бетона и железобетона. Это сильный, но медленнотвердеющий вяжущий материал. Сырьё для портландцемента:

известняк СаСО₃ – 75 % (60 – 100 %),

магнезит МgCO₃,

доломит, глину –25%.

Производство портландцемента.

Схема вращающейся цилиндрической печи:

В зоне I-происходит процесс удаления свободной воды (сушка шлама при температуре 200-250ºС). В зоне II - происходит процесс дегидратации минералов глины (при температуре 500–800ºС). Здесь происходит удаление химически связанной воды. В зоне III при температуре 900-1000ºС происходит процесс декарбонизации. В этой зоне протекают следующие реакции:

б) реакции в твердом состоянии между гидроксидом кальция и продуктами дегидратации глины;

в) образуются и в зоне IV усиливается течение реакций в твердом состоянии, завершается образование при температуре 1000–1250ºС. В этой зоне протекают экзотермические реакции синтеза минералов из оксидов:

Но часть гидроксида кальция находится еще в свободном состоянии, и её нужно полностью связать. Зона V – самая горячая зона печи: 1450ºС. Здесь происходит частичное плавление, примерно 1/3 материала в жидкой фазе, завершается связывание гидроксида кальция. Зона VI- зона охлаждения. Температура материала здесь понижается до 1000ºС. Чтобы не образовывались крупные куски, при выходе из печи материал охлаждают в специальном холодильнике. Материал из печи высыпается в виде гранул и называется клинкером. Минералогический состав клинкера портландцемента С₃S (алит) быстро твердеет, активен в реакции с водой, прочен. С₂S(белит)менее активен, медленнее твердеет, непрочен, но со временем прочность возрастает. С₃A – наиболее активный минерал, очень быстро твердеет, но имеет очень низкую прочность. С₄AF (целит) твердеет медленно, но быстрее, чем С₂S, прочность выше, чем у C₂S.