Įprastas portlandcementis yra hidraulinė cementinė medžiaga, pagaminta iš portlandcemenčio klinkerio, 5 % -20 % mišrios medžiagos ir atitinkamo kiekio smulkiai sumalto gipso. Įprastas portlandcemenčio hidratacijos reakcijos greitis yra greitas, ankstyvas ir vėlyvas stiprumas yra didelis. Naudokite išlietas betonines grindis, sijas, kolonas, surenkamąsias betonines dalis. Kadangi įprasto portlandcemenčio hidratacijos reakcijos greitis yra greitas, trikalcio silikato ir dikalcio silikato kiekis yra didelis, todėl hidratacijos šiluma yra didelė, o tai yra palanki žiemos statybai. Tačiau dėl didelės hidratacijos šilumos, statant didelio masto betoninius projektus (paprastai kalbama apie ilgį, plotį ir aukštį, didesnį nei 1 m), betoninių elementų viduje lengva surinkti didelę šilumą, todėl vidinis ir išorinis temperatūrų skirtumas, dėl kurio sunaikinamas betonas, todėl netinka didelio masto betono projektams.
Įprastas portlandcemenčio sausas susitraukimas kietėjant, nėra lengva susidaryti sauso susitraukimo įtrūkimų. Gali būti naudojamas sausos aplinkos inžinerijoje. Po to, kai įprastas portlandcementis yra hidratuotas, cemento akmenyje yra daugiau kalcio hidroksido, karbonizacijos metu cemento šarmingumas mažėja, o plieno strypo apsauginis poveikis yra stiprus, kurį galima naudoti aplinkoje, kurioje yra didelė anglies koncentracija.
Kai cemento akmuo yra aukštesnėje nei 250-300 laipsnių Celsijaus temperatūroje, hidratuotas kalcio silikatas cemento akmenyje pradeda dehidratuoti, o kalcio hidroksidas suskaidys į kalcio oksidą ir anglies dioksidą esant aukštesnei nei 600 laipsnių Celsijaus temperatūrai. Kai cemento akmuo yra drėgnas po aukštos temperatūros, susidaręs kalcio oksidas sąveikaus su vandeniu ir padidins tūrį, todėl cemento akmuo sunaikins. A. B. C. D. E. F. G. H.
Portlandcementis - tai dirbtinis cheminis junginys, miltelių pavidalo rišamoji medžiaga, kurią užmaišant su vandeniu, sudaro plastišką tešlą, kuri hidratuojasi ir sukietėja - suakmenėja. Cementais vadinama grupė hidraulinių rišamųjų medžiagų, kurių pagrindinės sudėtinės dalys yra kalcio silikatai ir kalcio aliuminatai. Šie junginiai susidaro, kaitinant tam tikrą žaliavą, kol ji iš dalies arba visiškai išsilydo. Cementų grupę sudaro portlandcementis ir jo įvairios rūšys, aliuminatiniai cementai, ir beklinkerinės hidraulinės rišančiosios medžiagos. Visos šios medžiagos, užmaišytos vandeniu, sudaro plastišką tešlą, kuri po laiko sukietėja. Cementas - miltelių pavidalo medžiaga, kuri, ją sumaišius su vandeniu, iš pradžių būna skysta/tiršta, o paskui sukietėja. Betonas yra cemento, vandens, taip pat ir smėlio bei žvyro mišinys, kuris būna gana skystos konsistencijos. O skiedinys - cemento, vandens, smėlio ir kalkakmenio (klinčių) mišinys, gerokai tirštesnis už betoną.
Portlandcemenčio pagrindinė žaliava - daug kalcio karbonato turinčios uolienos (klintis, kreida) ir molis arba molingos uolienos (pvz., mergelis). Paruoštas žaliavų mišinys degamas 1450-1500 °C temperatūroje, dažniausiai sukamojoje krosnyje. Gautas portlandcemenčio klinkeris ataušinamas, šiek tiek išlaikomas, kad pasigesintų laisvasis kalcio oksidas. Tada smulkinamas trupintuvais ir malamas rutuliniais malūnais. Malant dedama apie 3 % nedegto gipso, kuris lėtina portlandcemenčio rišimąsi (išdegtas klinkeris, sumaišytas su vandeniu, iš karto kietėja).
Portlandcementį 1824 išrado Josephas Aspdinas (Didžioji Britanija). Pirmasis portlandcemenčio fabrikas pastatytas t. p. Didžiojoje Britanijoje 1840. Lietuvoje portlandcementis pradėtas gaminti 1952 Akmenės cemento ir šliferio gamybiniame susivienijime Akmencementas (nuo 1993 bendrovė Akmenės cementas). Čia portlandcementis gaminamas šlapiuoju būdu iš vietinių žaliavų - klinties ir molio.
Portlandcemenčio klinkerio sudėtis ir savybės
Portlandcemenčio klinkerį sudaro keletas dirbtinių mineralų. Svarbiausios mineralų savybės: C3S (alitinis) - chemiškai su vandeniu reaguoja labai aktyviai; C2S (beleitinis) - mažesnio aktyvumo, kietėdamas išskiria mažiau šilumos; C3A - aktyviausias mineralas, daug šilumos, greitai rišasi ir kietėja; C4AF - šilumos išskiria daugiau nei C2S ir kietėja greičiau; šie mineralai lemia šilumos išsiskyrimą ir kietėjimo greitį.
Užmaišius vandeniu, portlandcementą gaunama plastiška tešla. Portlandcemenčio vandens sąnaudos yra 21-28 %, kuo jos mažesnės, tuo su portlandcemenčiu pagamintas betonas yra stipresnis ir tankesnis. Paprastai portlandcemenčio tešla pradeda rištis po 45 min ir baigia greičiau kaip po 10 h. Aukštesnėje temperatūroje portlandcemenčio akmuo kietėja greičiau. Kietėjant portlandcemenčiui dėl klinkerio mineralų hidratacijos ir hidrolizės skiriasi šiluma. Masyviose konstrukcijose dėl nevienodo įšilimo gali atsirasti pavojingų įtempių ir jos gali supleišėti.
Cemento savybes nulemia cemento sudėtis ir priedai. Kuo smulkesnis cementas, tuo intensyviau jis kietėja. Smulkumas per sietą su 0,08 mm dydžio akutėmis turi išbyrėti 85 %. Tūrinio kitimo tolygumas keičiasi kietėjant portlandcementui. Atsparumas šalčiui portlandcementas yra gana mažai atsparus šalčiui.
Portlandcemenčio rūšys ir panaudojimas
Portlandcementis yra svarbiausia, labiausiai naudojama statybinė rišamoji medžiaga. Jis tinka įvairioms betoninėms ir gelžbetoninėms konstrukcijoms, eksploatuojamoms ant žemės, žemėje ir vandenyje, taip pat šalčio veikiamoms. Skirstomas į keletą tipų: grynas cementas, mišrus cementas, greitai stingstantis cementas bei baltas cementas. Kiekvienas iš jų turi tam tikrų privalumų. Pavyzdžiui, grynas cementas pasižymi dideliu atsparumu bei gali būti naudojamas įvairių konstrukcijų ar betono gamybai.
Mišrus cementas (CEM II, CEM III, CEM IV, CEMV) turi pridėtinių medžiagų, kurios keičia cemento savybes (vandeniui atsparumas, lengvesnė apdirba, didesnis stiprumas). Greitai stingstantis cementas idealiai tinka skubiems darbams. Taip pat cementas gali būti skirstomas pagal atsparumo klasę ir kietėjimo greitį (žymimas R).
Specialios portlandcemenčio rūšys: pucolaninis cementas, šlakinis cementas (21-60 % granuliuoto aukštakrosnių šlako), greitai kietėjantis cementas (60-65 % trikalcio silikato ir trikalcio aliuminato klinkeryje; iki 10 % aktyviųjų mineralinių priedų ir iki 15 % šlako), plastifikuotasis portlandcementis (iki 0,3 % hidrofilinių plastifikatorių), hidrofobinis cementas (iki 3 % hidrofobinių priedų), sulfatams atsparus portlandcementis (klinkeryje iki 50 % trikalcio silikato, iki 5 % trikalcio aliuminato, iki 5 % magnio oksido, iki 22 % trikalcio aliuminato ir tetrakalcio aliuminio ferito kartu; dedama 10-20 % šlako), baltasis portlandcementis (grynos žaliavos be geležies, mangano ir chromo oksidų), spalvotasis cementas (naudojamas baltasis klinkeris su pigmentais).
Kelių portlandcementis (klinkeryje iki 10 % trikalcio aliuminato; iki 15 % šlako; papildomi priedai mažina vandens sąnaudas ir didina atsparumą šalčiui). Greitai kietėjantis portlandcementis naudojamas skubiems darbams, betonui šaltyje. Taip pat cementas naudojamas šlakinis portlandcementis, skirtas agresyvioms aplinkoms, bei baltasis ir spalvotasis cementas apdailai.
Gamybos proceso detales
Portlandcementis laikomas silosuose. Nuo 1952 m. cementas buvo gaminamas šlapiuoju būdu. Cemento gamybai naudojama klintis iškasama šalia esančiame karjere, sutrupinama trupintuvais. Klinčių ir molio mišinio papildai - smėlis ir geležies rūda - paskirstomi į bunkerius. Po to žaliavos „sudozuotos“ ir malamos, džiovinamos. Įkrovos milteliai paduodami į silosą, iš kurio pakeliami į cikloninį šilumokaitį. Iš 4 pakopų cikloninio šilumokaičio su kalcinatoriumi įkaitinta medžiaga patenka į degimo krosnį, kur 1450 °C susidaro klinkeris. Ataušintas klinkeris aušinamas ir patenka į klinkerio silosus. Malant klinkerį su gipso priedu gaunamas cementas.
Eksperimentams ir kasdienei praktikai: cementas ir betonas dažnai vadinamos skirtingomis medžiagomis. Cementas - miltelių pavidalo rišančioji medžiaga iš klinkerio; betonas - cemento, užpildo ir vandens mišinys. Cementas dažnai degamas iki 1482 laipsnių temperatūros, kai susidaro klinkeris, kuris malamas į miltelius. Hidraulinis cementas stingsta ir ore, ir vandenyje, o nehidraulinis cementas nepajėgia sustingti be papildomo sąlyčio su vandeniu.
Betonas formuojamas maišant cementą, užpildą ir vandenį, o skiedinys - cemento, vandens, smėlio ir kalkakmenio mišinys. Cemento ir betono pasirinkimas priklauso nuo projekto ir aplinkos sąlygų, o tinkamai parinktos kokybės medžiagos užtikrina konstrukcijos ilgaamžiškumą.
Kaip cementas gaminamas gamyklose?
Tikslūs praktiniai patarimai statyboms
- Rinkitės patikimą cemento gamintoją, nes prastos kokybės cementas gali turėti priemaišų, pabloginančių mišinio savybes.
- Atkreipkite dėmesį į cemento tipą ir jo savybes, kaip antai atsparumą šalčiui, atsparumą vandeniui bei greitą ar lėtą stingimą, priklausomai nuo projekto.
- Nustatykite tinkamą cemento ir užpildo santykį; vandens kiekis labai svarbus - per mažai ar per daug vandens keičia betono stiprumą ir darbines savybes.
- Prireikus naudokite priedus ir papildus (plastifikatoriai, impregnantai, hidrofiliniai ar hidrofobiniai priedai) norint pagerinti darbines medžiagos savybes ir atsparumą šalčiui.
Portlandcemenčio klinkerio pagrindiniai komponentai ir jų reikšmė lemia šilumos išsiskyrimą, kietėjimo greitį bei atsparumą šalčiui. Todėl konstrukcijų projektuose būtina atsižvelgti į klimato sąlygas ir intensyvumą, kuriam bus veikiama aplinka.
tags: #is #ko #gaminamas #portlandcemencio #klinkeris