chemia spoiwa

Cement portlandzki jest spoiwem hydraulicznym, oznacza że wiązanie zachodzi na powietrzu i w wodzie. Głównym składnikiem jest klinkier portlandzki w 95%, oraz gips i modyfikatory. Do produkcji klinkieru stosuje się wapienie, gliny i margle. Surowce są drobione i wypalane w tem. 1400C, w piecu ulega przemianom. Reakcja otrzymywania klinkieru portlandzkiego: 18CaO+4SiO2+2Al2O3+Fe2O3+∆H→3(3CaO*SiO2)+2CaO*SiO­2+3CaO*Al2O3+4CaO*Al2O3*Fe2O3 Otrzymany klinkier poddaje się przemiałowi z gipsem 3%uzyskując cement portlandzki. Po zmieszaniu z wodą w procesie wiązania i twardnienia powstaje stwardniały zaczyn cementowy, jest silnie alkaliczny pH=11-12 wynika to z obecności jonów wapnia. Krzemian triwapnia C3S ma wpływ na wytrzymałość, im więcej jest C3S i C3A to wiązanie jest szybsze. W wiązaniu wydziela się ciepło. Głównym minerałem cementowym są krzemiany diwapnia triwapnia, w reakcji z wodą dają uwodnione krzemiany wapnia i Ca(OH)2. Proces hydrolizy i hydratacji: alit 2(3CaO*SiO2)+7H2O→3CaO*2SiO2*4H2O+3Ca(OH)2+Q,belit 2(2CaO*SiO2)+5H2O→3CaO*2SiO2*4H2O+3Ca(OH)2+Q. Produkty uwodnienia alitu i belitu są podobne, i ulegają dalszym przemianom. Alit bierze udział w wytrzymałości na początku a później belit. Powstałe w czasie hydratacji uwodnione krzemiany określa się mianem fazy CSH i stanowi podstawowy składnik betonu. Glinian wapnia reaguje z wodą i wydziela ciepło które utrudnia reakcje krzemianów wprowadza się w tym celu gips 3%. Gips reagując z glinianem wapnia tworzy otoczkę ettringitu, proces wytracenia się ettringitu na ziarnach C3A; 3CaO*Al2O3+3(CaSO4*2H2O)+26H2O→3CaO*Al2O3*3CaSO4*32H2O w reakcji tej zmniejsza się ilośc gipsu, wobecności wodorotlenku wapnia C3A daje hydraty: C4AH19 i C4AH13 w reakcjach: 3CaO*Al2O3+Ca(OH)2+18H2O→3CaO*Al2O3*Ca(OH)2*18H2O i 3CaO*Al2O3+Ca(OH)2+12H2O→3CaO*Al2O3*Ca(OH)2*12H2O Faza 3CaO*Al2O3*Ca(OH)2*18H2O reaguje z ettringitem dając monosiarczan o wzorze(z reakcji): 2(3CaO*Al2O3)+3CaO*Al2O3*3CaSO4*32H2O+4H20→3(3CaO*Al2O3*CaSO4*12H2O) Jeden z pierwszych produktów wiązania cementu jest ettringit i Ca(OH)2, faza CSH pojawia się po 2h. ettringit szybko wzrasta a po 2-3 dniach na jego miejsce wchodzi monosiarczan. Zaczyn cementowy tworzą faza CSH, fazy krystaliczne ettringit i Ca(OH)2, pory wypełnione wodą i powietrzem oraz resztki ziaren cementu. Cement dzielimy na powszechnego użytku i specjalne(o spec zastos np. odporne na siarczany) cem powszechny to CEMIportlandzki, II por wieloskładnikowy, IIIhutniczy, IVpucolanowy, Vwieloskładnikowy. Zastosowanie spoiw cementowych: produkcja betonu, beton komórkowy, prefabrykaty, pustaki betonowe, zaprawy murarskie, beton jest podstawowym materiałem konstrukcyjnym. Można stosować domieszki chemiczne które: uplastyczniją i upłynniają, napowietrzają, opóźniają lub przyśpieszają, poprawiają odporność, zwiększają przyczepność.


Wyszukiwarka