Wowstick.ru

Строительный журнал
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Формула цемента с водой

Формула цемента химия 9 класс

Трудно представить себе область строительства, где не использовался бы цемент. Он необходим на всех этапах любого строительного процесса, начиная от обустройства фундамента и заканчивая внутренней отделкой помещений. До сих пор аналогов данного стройматериала еще не найдено, что свидетельствует об уникальных свойствах цемента.

Римляне подмешивали к извести определённые материалы для придания ей гидравлических свойств. Это были:

  • пуццоланы (отложения вулканического пепла Везувия);
  • дроблёные или измельчённые кирпичи;
  • трасс, который они нашли в районе г. Эйфеля (затвердевшие отложения вулканического пепла).

Несмотря на различия, все эти материалы содержат в своем составе оксиды: диоксид кремния SiO2 (кварц или кремнекислота), оксид алюминия Al2O3 (глинозём), оксид железа Fe2O3 — и вызывают взаимодействие с ними извести; при этом происходит присоединение воды (гидратация) с образованием в первую очередь соединений с кремнезёмом. В результате кристаллизуются нерастворимые гидросиликаты кальция. В средние века было случайно обнаружено, что продукты обжига загрязнённых глиной известняков по водостойкости не уступают римским пуццолановым смесям и даже превосходят их.

После этого начался вековой период усиленного экспериментирования. При этом основное внимание было обращено на разработку специальных месторождений известняка и глины, на оптимальное соотношение этих компонентов и добавку новых. Только после 1844 года пришли к выводу, что, помимо точного соотношения компонентов сырьевой смеси, прежде всего необходима высокая температура обжига (порядка +1450 °С, 1700 K) для достижения прочного соединения извести с оксидами. Эти три оксида после спекания с известью определяют гидравлические свойства; их называют оксидами, обусловливающими гидравличность (факторами гидравличности).

Портландцемент получается при нагревании известняка и глины или других материалов сходного валового состава и достаточной активности до температуры +1450…+1480 °С. Происходит частичное плавление и образуются гранулы клинкера. Для получения цемента клинкер размалывают совместно примерно с 5% гипсового камня. Гипсовый камень управляет скоростью схватывания; его можно частично заменить другими формами сульфата кальция. Некоторые технические условия разрешают добавлять другие материалы при помоле. Типичный клинкер имеет примерный состав 67% СаО, 22% SiO2, 5% Al2О3, 3% Fe2O3, 3% других компонентов и обычно содержит четыре главные фазы, называемые алит, белит, алюминатная фаза и алюмоферритная фаза. В клинкере обычно присутствуют в небольших количествах и несколько других фаз, таких как щелочные сульфаты и оксид кальция.

Читайте так же:
Как отмыть машину от налета цемента

Алит является наиболее важной составляющей всех обычных цементных клинкеров; содержание его составляет 50—70 %. Это трёхкальциевый силикат, Са3SiO5, состав и структура которого модифицированы за счёт размещения в решетке инородных ионов, особенно Mg 2+ , Al 3+ и Fe 3+ . Алит относительно быстро реагирует с водой и в нормальных цементах из всех фаз играет наиболее важную роль в развитии прочности; для 28-суточной прочности вклад этой фазы особенно важен.

Содержание белита для нормальных цементных клинкеров составляет 15—30 %. Это двукальциевый силикат Ca2SiO4, модифицированный введением в структуру инородных ионов и обычно полностью или большей частью присутствующий в виде β-модификации. Белит медленно реагирует с водой, таким образом слабо влияя на прочность в течение первых 28 суток, но существенно увеличивает прочность в более поздние сроки. Через год прочности чистого алита и чистого белита в сравнимых условиях примерно одинаковы.

Содержание алюминатной фазы составляет 5—10 % для большинства нормальных цементных клинкеров. Это трехкальциевый алюминат сокращенно обозначаемый 3СaAS (состав — 3CaO*Al2O3*SiO2), существенно изменённый по составу, а иногда и по структуре, за счёт инородных ионов, особенно Si 4+ , Fe 3+ , Na + и К + . Алюминатная фаза быстро реагирует с водой и может вызвать нежелательно быстрое схватывание, если не добавлен контролирующий схватывание агент, обычно гипс.

Ферритная фаза составляет 5—15 % обычного цементного клинкера. Это — четырёхкальциевый алюмоферрит, сокр. 4СaAFS (4CaO*Al2O3*Fe2O3*SiO2), состав которого значительно меняется при изменении отношения Al/Fe и размещении в структуре инородных ионов. Скорость, с которой ферритная фаза реагирует с водой, может несколько варьировать из-за различий в составе или других характеристиках, но, как правило, она высока в начальный период и является промежуточной между скоростями для алита и белита в поздние сроки.

Читайте так же:
Приготовление цемента при низких температурах

Выдающийся учёный химик А. Р. Шуляченко считается отцом русской цементной промышленности. Широкое применение получила шахтная печь Антонова для обжига и производства клинкера. По вопросам цементной технологии и твердения гидравлических вяжущих много работ провели Ю. М. Бутт, С. М. Рояк, И. Ф. Пономарев, Н. А. Торопов и другие.

Из чего состоит строительная смесь?

Цемент и вода — 2 основных составляющих. Их правильное соотношение делает состав качественным и связывает все ингредиенты в единый монолит. Структурную сетку, что упрочняет искусственный камень и делает его упругим, создают заполнители — крупные (щебень) и мелкие (песок). Также они предотвращают деформацию бетона в процессе его эксплуатации. Различные добавки дополняют или изменяют характеристики искусственного камня, расширяя спектр возможностей для его применения.

Выбор компонентов

Идеальный процентный расклад составляющих еще не гарантирует хорошего результата. Подбор состава бетона — важный момент строительного процесса и требует профессионального подхода. Основные требования содержит ГОСТ 7473–2010. Для качественного монолита нужно отобрать:

  • подходящую марку сухого компонента;
  • мелкий наполнитель с минимальным содержанием примесей;
  • крупный заполнитель необходимых габаритов и вида породы.

Лучший рецепт бетона всегда используется в промышленных масштабах. На заводе строго выполняется рецептура, проверяются формы заполнителей, и химическая формула воды и добавок. Для состава тяжелого бетона берут марки 100—600 с высокой плотностью. Суперпрочные смеси используют на аэродромных и дорожных покрытиях. Характеристиками жесткого бетона являются низкое содержание воды, соответственно — высокая вязкость.

Для получения бетонных составов с нагрузкой выше 300 кг рекомендуется брать цемент с маркой в 2—2,5 раза выше бетонной.

Марки бетона

Маркировка показывает основные характеристики, обеспечивающие прочность бетона, класс на сжатие. Возможность застывшей смеси выдерживать возлагаемые нагрузки указывают такими символами:

Читайте так же:
Цементный раствор или цементно песчаный

Маркировка материала обозначает максимальную нагрузку и давление, которые он способен выдержать.

  • М — прочность от 50 до 1000 означает, что 1 кв. см площади бетонирования не выдержит нагрузку более, чем указана маркировкой (в кг). Чаще используются М200—400.
  • В — класс на сжатие (3—40), давление в мегапаскалях, которое в состоянии выдержать бетонная масса.
  • Д — количество примесей в процентах.

Также бетон подразделяется по назначению (обычные, специальные), по виду связующего вещества (гипсовые, асфальтобетон), по заполнителям, структуре и условиям твердения. Есть классификации по плотности и количеству вяжущих средств. Прочность бетона — переменчивая величина. Он набирает проектную силу только через 28 дней и в последующем будет твердеть. На показатель влияет водоцементное соотношение, стандартное значение — 0,3—0,5. Если воды больше, пластичность выше, а прочность ниже.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector