на спеціальних установках і у вигляді гранул, як і при сухому способі, обпалюють в обертових печах. p>
Мінералогічний склад клінкеру. Клінкер складається з наступних основних клінкерних мінералів: трехкальциевого силікату ЗСаОSiO2 (Аліто), Двухкальціевий силікату 2СаО. SiO2 (білить), трехкальциевого алюмінату 3СаО. Аl2О3, чотирьохкальцієвого алюмофериту 4CaOАl2О3 Fe2O3. Часто використовують їх скорочене позначення: відповідно C3S, C2S, С3А і C4AF. Зміст цих мінералів в портландцементного клінкеру зазвичай коливається в наступних межах: 40 - 65% C3S; 15 - 40% C2S; 2 - 15% C3A і 10 - 20% С4АF. При збільшенні вмісту зазначених вище мінералів портландцемент отримує спеціальну назву. Так, при великому змісті C3S (більше 56%) його називають алітовим; C2S (більше 38%) - белітового; С3А (більше 12%) - алюмінатного і пр. Якщо в клінкері міститься підвищена кількість двох мінералів, його відповідно називають алітоалюмінатним і пр . Кожен з клінкерних мінералів має свої специфічні властивості.
Трехкальциевого силікат (Аліто) є хімічно активним мінералом, він робить вирішальний вплив на міцність і швидкість твердіння цементу. Взаємодія його з водою відбувається з великим тепловиділенням. Аліт має здатність швидко тверднути і набирати високу міцність, тому підвищений вміст трехкальциевого силікату забезпечує одержання з даного клінкеру високомарочного портландцементу. p> Двухкальціевий силікат (білить), зачинених водою, в початковий період твердне повільно, при цьому виділяється дуже мало теплоти. Продукт твердіння протягом першого місяця володіє невисокою міцністю, але потім протягом декількох років за сприятливих умов міцність його неухильно зростає. p> Трехкальциевого алюмінат характеризується високою хімічною активністю, в першу добу тверднення він виділяє найбільшу кількість теплоти гідратації і швидко твердне. Однак продукт його твердіння має низьку довговічність і малу стійкість проти впливу сірчанокислих сполук. p> чотирьохкальцієвого алюмоферріт характеризується помірним тепловиділенням, твердне він значно повільніше, ніж Аліто, але швидше, ніж білить. Міцність продуктів його гідратації трохи нижче, ніж у алита. p> Маючи дані про мінералогічний склад портландцементного клінкеру і знаючи властивості клінкерних мінералів, можна заздалегідь скласти представленге про основні властивості портландцементу і особливості його твердіння в різних умовах.
Тверднення портландцементу. При замішуванні портландцементу водою спочатку утворюється пластичне клейка цементне тісто, яке потім поступово густіє, переходячи в камневидное стан. Тверднення і є процес перетворення цементного тесту в цементний камінь. p> При змішуванні портландцементу з водою в початковий період відбувається розчинення клінкерних мінералів з поверхні цементних зерен, взаємодія мінералів з водою і освіта насиченого стосовно клінкерною мінералам розчину. По досягненні насичення розчинення клінкерних мінералів припиняється, але реакції між ними і водою тривають. Реакції приєднання води до клінкерною мінералам називають реакціями гідратації, а реакції розкладання клінкерних мінералів під дією води на інші сполуки - реакціями гідролізу. p> У другому періоді в насиченому розчині йдуть реакції гідратації клінкерних мінералів у твердому стані, тобто відбувається пряме приєднання води до твердої фази в'яжучого без попереднього його розчинення. Продуктами цих реакцій є гідратні новоутворення в колоїдному вигляді. Період коллоидация супроводжується підвищенням в'язкості цементного тесту, яке обумовлює схоплювання цементу. p> У третьому періоді протікають процеси перекристалізації дрібних колоїдних частинок новоутворень, тобто розчинення дрібних частинок і утворень великих кристалів. Кристалізація супроводжується твердненням цементного тіста і зростанням міцності утворився цементного каменю. p> Взаємодія клінкерних мінералів з водою протікає за таких реакцій:
CaO. SiO2 + (n +1) Н2О = 2CaO. SiО2. пН2О + Са (ОН) 2;
2СаО. SiO2 + nH2O = 2CaO. SiO2. nH2O;
СаО. Аl2О3 + 6H2O = 3CaO. Аl2О3. 6H2O;
CaO. Аl2О3. Fe2O3 + nH2O = 3CaO. Аl2О3. 6H2O + CaO. Fe2O3 (n - 6) Н2О
Наведені хімічні реакції показують, що в результаті взаємодії клінкерних мінералів з водою утворюються нові сполуки - гідросилікати, гідроалюмінати і гідроферріти кальцію. Мінерали C3S і C4AF, взаємодіючи з водою, піддаються гідролізу, тобто розкладанню, і мінерали C2S і С3А гідратіруются, тобто приєднують воду.
За швидкістю взаємодії з водою клінкерні мінерали розташовуються в такій послідовності: С3А, C4AF, C3S і C2S. Швидкість гідратації клінкерних мінералів в значній мірі визначає і швидкість їх твердіння. Чим швидше гидратирует мінерал, тим швидше відбувається його тужавлення і тверднення. p> У разі твердіння цементу на повітрі розглянуті вище процеси доповнюються карбонізацією гідроксиду кальцію: Са (ОН) 2 + СО2 = CaCO3 + H2O. Вона відбувається головним чином на п...
