www.wikidata.uk-ua.nina.az

Портландцемент Портландцеме нт англ portland cement від назви острова Портленд у Великій Британії гідравлічна в яжуча су

Портландцемент

Портландцеме́нт (англ. portland cement — від назви острова Портленд у Великій Британії) — гідравлічна в'яжуча суміш, високоякісний цемент, який використовується для цементування свердловин. Отримують подрібненням суміші клінкеру, гіпсу і активних добавок. У складі портландцементу переважають силікати кальцію (70-85 %). Цей вид цементу найбільш широко застосовуваний у всіх країнах.

Палета з мішками портландцементу

Назву дістав від однойменного острова Портленд в Англії, позаяк за кольором схожий на природний камінь, що там видобувається.

Основою портландцементу є силікати кальцію (аліт та беліт).

Склад Редагувати

Хім. склад портландцементу (без добавок), в % по масі: 62-76 % СаО, 20-23 % SiO2, 4-7 % Al2O3, 2-5 % Fe2O3, 1-5 % MgO; мінералогічний склад, в % по масі: тверді розчини на основі 3CaO×SiO2, або Ca3SiO5 (аліт, 45-65 %), 2CaO×SiO2, або Ca2SiO4 (беліт, 15-30 %), алюмінат кальцію ЗСаО×Al2О3 (3-14 %), алюмоферат (III) кальцію 4CaO×Al2О3×Fe2O3 (10-18 %). Крім звичайного портландцементу, відомо біля 20 його різновидностей, які відрізняються мінеральним складом цементного клінкеру, домішок до нього і умовами застосування. Відомі різні за складом і призначенням види портландцементу, напр., високоміцний, швидкотверднучий, гідрофобний, тампонажний та ін., його суміші з гранульованим шлаком (шлакопортландцемент) і гірськими породами — пуцоланами — трепелом, туфом, пемзою (пуцолановий портландцемент).

Процес виробництва Редагувати

Портландцемент одержують тонким подрібненням клінкеру і гіпсу. Клінкер — продукт рівномірного випалу до спікання однорідної сировинної суміші, що складається з вапняку і глини певного складу, що забезпечує переважання силікатів кальцію (3СаО ∙ SiO2 і 2СаО ∙ SiO2 70-80 %).

Найпоширеніші методи виробництва портландцементу так звані «сухий» і «мокрий». Все залежить від того, яким способом змішується сировинна суміш — у вигляді водних розчинів або у вигляді сухих сумішей.

При подрібненні клінкеру вводять добавки: 1,5 … 3,5 % гіпсу CaSO4 ∙ 2H2O (у перерахунку на ангідрид сірчаної кислоти SO3) для регулювання термінів схоплювання, до 15 % активних мінеральних добавок — для поліпшення деяких властивостей і зниження вартості цементу.

Сировиною для виробництва портландцементу служать суміші, що складаються з 75 … 78 % вапняку (крейди, черепашнику, вапнякового туфу, мармуру) і 22 … 25 % глин (глинистих сланців, суглинків), або вапнякові мергелі, використання яких спрощує технологію. Для отримання необхідного хімічного складу сировини використовують коригуючі добавки: піритні недогарки, колошниковий пил, боксити, піски, опоки, трепели.

При мокрому способі виробництва зменшується витрата електроенергії на подрібнення сировинних матеріалів, полегшується транспортування і перемішування сировинної суміші, вище гомогенність шламу і якість цементу, однак витрата палива на випал і сушіння становить на 30-40 % більше ніж при сухому способі.

Випалення сировинної суміші проводиться при температурі 1470 ° C протягом 2 … 4:00 в довгих обертових печах (3,6 х127 м, 4 × 150 м і 4,5 х170 м) з внутрішніми теплообмінними пристроями, для спрощення синтезу необхідних мінералів цементного клінкеру. При обпіканні матеріалу відбуваються складні фізико-хімічні процеси. Обертову піч мокрого способу умовно можна поділити на зони:

  • сушіння (температура матеріалу 100 … 200 ° C — тут відбувається часткове випаровування води);
  • підігріву (200 … 650 ° C — вигорають органічні домішки і починаються процеси дегідратації і розкладання глинистого компонента). Наприклад, розкладання каолініту відбувається за такою формулою: Al2O3 ∙ 2SiO2 ∙ 2H2O → Al2O3 ∙ 2SiO2 + 2H2O; далі при температурах 600 … 1000 ° C відбувається розпад алюмосилікатів на оксиди і метапродукти.
  • декарбонізації (900 … 1200 ° C) відбувається декарбонізація вапнякового компонента: СаСО3 → СаО + СО2, одночасно триває розпад глинистих мінералів на оксиди. В результаті взаємодії основних (СаО, MgO) і кислотних оксидів (Al2O3, SiO2) у цій же зоні починаються процеси твердофазових синтезу нових сполук (СаО ∙ Al2O3 — скорочений запис СА, який при більш високих температурах реагує з СаО і врешті жідкофазового синтезу утворюється С3А), що протікають ступінчасто;
  • екзотермічних реакцій (1200 … 1350 ° C) завершется процес твердофазових спікання матеріалів, тут повністю завершується процес утворення таких мінералів як С3А, С4AF (F — Fe2O3) і C2S (S — SiO2) — 3 з 4 основних мінералів клінкеру;
  • спікання (1300 → 1470 → 1300 ° C) часткове плавлення матеріалу, в розплав переходять клінкерні мінерали крім C2S, який взаємодіючи з рештою в розплаві СаО утворює мінерал Аліт (С3S);
  • охолодження (1300 … 1000 ° C) температура знижується повільно. Частина рідкої фази кристалізується з виділенням кристалів клінкерних мінералів, а частина застигає у вигляді скла.

Дізнатися даний вид цементу можна за зовнішнім виглядом — це зеленувато-сірий порошок. Як і всі цементи, якщо до нього додати воду, він при висиханні приймає камнеподібний стан і не має суттєвих відмінностей за своїм складом та фізико-хімічними властивостями від звичайного цементу.

Різновиди портландцементу:

  • звичайний,
  • швидкотверднучий,
  • гідрофобний,
  • пластифікований,
  • сульфатостійкий,
  • тампонажний (призначений для кріплення нафтових і газових свердловин, для капітального ремонту свердловин; Марки Т.ц. за міцністю на стиск 400 і 500),
  • білий,
  • кольоровий.


Найважливіші властивості: наростання міцності при твердінні, водостійкість і морозостійкість.

Відомі проєкти Редагувати

Хілл Хаус, Геленсбург

Видатний шотландський архітектор Чарльз Ренні Макінтош вибрав портландцемент, який тоді був нещодавно представлений, для будівництва Хілл Хаус. Але виявилося, що він менш міцний, ніж традиційне вапно, і до 2017 року визнали, що він знаходиться в нестабільному стані і це загрожує будинку. Як тимчасове рішення Hill House помістили в прозору пористу «коробку», дозволяючи деякий рух повітря, щоб конструкція поступово висихала.

Див. також Редагувати

Примітки Редагувати

  1. How We'll Save Hill House. The National Trust for Scotland. 30 листопада 2017. Процитовано 2 лютого 2018. 
  2. Slessor, Catherine (2 червня 2019). Rennie Mackintosh's Hill House – when two roofs are better than one. The Observer. Процитовано 2 червня 2019. 

Література Редагувати

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Portlandceme nt angl portland cement vid nazvi ostrova Portlend u Velikij Britaniyi gidravlichna v yazhucha sumish visokoyakisnij cement yakij vikoristovuyetsya dlya cementuvannya sverdlovin Otrimuyut podribnennyam sumishi klinkeru gipsu i aktivnih dobavok U skladi portlandcementu perevazhayut silikati kalciyu 70 85 Cej vid cementu najbilsh shiroko zastosovuvanij u vsih krayinah Paleta z mishkami portlandcementuNazvu distav vid odnojmennogo ostrova Portlend v Angliyi pozayak za kolorom shozhij na prirodnij kamin sho tam vidobuvayetsya Osnovoyu portlandcementu ye silikati kalciyu alit ta belit Zmist 1 Sklad 2 Proces virobnictva 3 Vidomi proyekti 4 Div takozh 5 Primitki 6 LiteraturaSklad RedaguvatiHim sklad portlandcementu bez dobavok v po masi 62 76 SaO 20 23 SiO2 4 7 Al2O3 2 5 Fe2O3 1 5 MgO mineralogichnij sklad v po masi tverdi rozchini na osnovi 3CaO SiO2 abo Ca3SiO5 alit 45 65 2CaO SiO2 abo Ca2SiO4 belit 15 30 alyuminat kalciyu ZSaO Al2O3 3 14 alyumoferat III kalciyu 4CaO Al2O3 Fe2O3 10 18 Krim zvichajnogo portlandcementu vidomo bilya 20 jogo riznovidnostej yaki vidriznyayutsya mineralnim skladom cementnogo klinkeru domishok do nogo i umovami zastosuvannya Vidomi rizni za skladom i priznachennyam vidi portlandcementu napr visokomicnij shvidkotverdnuchij gidrofobnij tamponazhnij ta in jogo sumishi z granulovanim shlakom shlakoportlandcement i girskimi porodami pucolanami trepelom tufom pemzoyu pucolanovij portlandcement Proces virobnictva RedaguvatiPortlandcement oderzhuyut tonkim podribnennyam klinkeru i gipsu Klinker produkt rivnomirnogo vipalu do spikannya odnoridnoyi sirovinnoyi sumishi sho skladayetsya z vapnyaku i glini pevnogo skladu sho zabezpechuye perevazhannya silikativ kalciyu 3SaO SiO2 i 2SaO SiO2 70 80 Najposhirenishi metodi virobnictva portlandcementu tak zvani suhij i mokrij Vse zalezhit vid togo yakim sposobom zmishuyetsya sirovinna sumish u viglyadi vodnih rozchiniv abo u viglyadi suhih sumishej Pri podribnenni klinkeru vvodyat dobavki 1 5 3 5 gipsu CaSO4 2H2O u pererahunku na angidrid sirchanoyi kisloti SO3 dlya regulyuvannya terminiv shoplyuvannya do 15 aktivnih mineralnih dobavok dlya polipshennya deyakih vlastivostej i znizhennya vartosti cementu Sirovinoyu dlya virobnictva portlandcementu sluzhat sumishi sho skladayutsya z 75 78 vapnyaku krejdi cherepashniku vapnyakovogo tufu marmuru i 22 25 glin glinistih slanciv suglinkiv abo vapnyakovi mergeli vikoristannya yakih sproshuye tehnologiyu Dlya otrimannya neobhidnogo himichnogo skladu sirovini vikoristovuyut koriguyuchi dobavki piritni nedogarki koloshnikovij pil boksiti piski opoki trepeli Pri mokromu sposobi virobnictva zmenshuyetsya vitrata elektroenergiyi na podribnennya sirovinnih materialiv polegshuyetsya transportuvannya i peremishuvannya sirovinnoyi sumishi vishe gomogennist shlamu i yakist cementu odnak vitrata paliva na vipal i sushinnya stanovit na 30 40 bilshe nizh pri suhomu sposobi Vipalennya sirovinnoyi sumishi provoditsya pri temperaturi 1470 C protyagom 2 4 00 v dovgih obertovih pechah 3 6 h127 m 4 150 m i 4 5 h170 m z vnutrishnimi teploobminnimi pristroyami dlya sproshennya sintezu neobhidnih mineraliv cementnogo klinkeru Pri obpikanni materialu vidbuvayutsya skladni fiziko himichni procesi Obertovu pich mokrogo sposobu umovno mozhna podiliti na zoni sushinnya temperatura materialu 100 200 C tut vidbuvayetsya chastkove viparovuvannya vodi pidigrivu 200 650 C vigorayut organichni domishki i pochinayutsya procesi degidrataciyi i rozkladannya glinistogo komponenta Napriklad rozkladannya kaolinitu vidbuvayetsya za takoyu formuloyu Al2O3 2SiO2 2H2O Al2O3 2SiO2 2H2O dali pri temperaturah 600 1000 C vidbuvayetsya rozpad alyumosilikativ na oksidi i metaprodukti dekarbonizaciyi 900 1200 C vidbuvayetsya dekarbonizaciya vapnyakovogo komponenta SaSO3 SaO SO2 odnochasno trivaye rozpad glinistih mineraliv na oksidi V rezultati vzayemodiyi osnovnih SaO MgO i kislotnih oksidiv Al2O3 SiO2 u cij zhe zoni pochinayutsya procesi tverdofazovih sintezu novih spoluk SaO Al2O3 skorochenij zapis SA yakij pri bilsh visokih temperaturah reaguye z SaO i vreshti zhidkofazovogo sintezu utvoryuyetsya S3A sho protikayut stupinchasto ekzotermichnih reakcij 1200 1350 C zavershetsya proces tverdofazovih spikannya materialiv tut povnistyu zavershuyetsya proces utvorennya takih mineraliv yak S3A S4AF F Fe2O3 i C2S S SiO2 3 z 4 osnovnih mineraliv klinkeru spikannya 1300 1470 1300 C chastkove plavlennya materialu v rozplav perehodyat klinkerni minerali krim C2S yakij vzayemodiyuchi z reshtoyu v rozplavi SaO utvoryuye mineral Alit S3S oholodzhennya 1300 1000 C temperatura znizhuyetsya povilno Chastina ridkoyi fazi kristalizuyetsya z vidilennyam kristaliv klinkernih mineraliv a chastina zastigaye u viglyadi skla Diznatisya danij vid cementu mozhna za zovnishnim viglyadom ce zelenuvato sirij poroshok Yak i vsi cementi yaksho do nogo dodati vodu vin pri visihanni prijmaye kamnepodibnij stan i ne maye suttyevih vidminnostej za svoyim skladom ta fiziko himichnimi vlastivostyami vid zvichajnogo cementu Riznovidi portlandcementu zvichajnij shvidkotverdnuchij gidrofobnij plastifikovanij sulfatostijkij tamponazhnij priznachenij dlya kriplennya naftovih i gazovih sverdlovin dlya kapitalnogo remontu sverdlovin Marki T c za micnistyu na stisk 400 i 500 bilij kolorovij Najvazhlivishi vlastivosti narostannya micnosti pri tverdinni vodostijkist i morozostijkist Vidomi proyekti Redaguvati nbsp Hill Haus GelensburgVidatnij shotlandskij arhitektor Charlz Renni Makintosh vibrav portlandcement yakij todi buv neshodavno predstavlenij dlya budivnictva Hill Haus Ale viyavilosya sho vin mensh micnij nizh tradicijne vapno i do 2017 roku viznali sho vin znahoditsya v nestabilnomu stani i ce zagrozhuye budinku Yak timchasove rishennya Hill House pomistili v prozoru poristu korobku dozvolyayuchi deyakij ruh povitrya shob konstrukciya postupovo visihala 1 2 Div takozh RedaguvatiCement cement magnezialnij cement polegshenij obvazhnenij cement tamponazhnij cementaciya cementna sirovina Primitki Redaguvati How We ll Save Hill House The National Trust for Scotland 30 listopada 2017 Procitovano 2 lyutogo 2018 Slessor Catherine 2 chervnya 2019 Rennie Mackintosh s Hill House when two roofs are better than one The Observer Procitovano 2 chervnya 2019 Literatura RedaguvatiMala girnicha enciklopediya u 3 t za red V S Bileckogo D Donbas 2007 T 2 L R 670 s ISBN 57740 0828 2 Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Portlandcement amp oldid 38206029