CEMENT PORTLANDZKI

Cement – to mieszanina tlenkow tworzaca odpowiednie fazy, podstawowe operacje technologiczne to:

-urabianie i rozdrabnianie surowcow skalnych

-odwazanie i mielenie surowcow

-wypalanie w piecu obrotowym

-mielenie produktu wypalania – klinkieru cementowego z domieszka gipsu

Mineral	Symbol	% wagi	Nazwa
Alit	C3S	60	Krzemian 3-wapniowy
Belit	C2S	20	Krzemian 2-wapnowy
Glinian trójwapniowy	C3A	10	Glinian trójwapniowy
Braunmilleryt	C4AF	10	Gliniożelazian 4-wapniowy
Gips	CS•H2	5	Gips

Sklad:

-alit – szybki wzrost wytrzymalosci poczatkowej

-belit – wytrzymalosc dlugotrwala razem z alitem

-glianian trojwapniowy – najszybciej reaguje z woda

-braunmileryt

-tlenki alkaliczne – powoduja korozje wewnetrzna, sa niepozadane

-tlenki wapna i magnezu – sa niepozadane, reaguja wolno z woda zarobowa co powoduje przecznienie i rozsadzanie już stwardnialego betonu

-gips CaSO₄•2H₂O – spowalnia wiazanie cementu

Metoda Bogue’a – wyznaczanie orientacyjnego sklady cementu

Powierzchnia wlasciwa cementu to od 250 do 300 m²/kg, czyli ziarna od 200 do kilku mikrometrow

Czas wiazania jest tym krotszy im mniejsze sa ziarna.

Cementy o ziwekszonej odpornosci na agresje siarczanaowa uzyskuje się przez ograniczenie fazy C₃A

-ponizej 8% srednio odporne

-ponizej 5% wysoko odporne

Proces hydratacja: proces hydratacji +proces hydrolizy

C₂A>C₄AF>C₃S>C₂S reaktywnosc w wodzie

C₃A>alit>braunmileryt>belit reaktywnosc w cemencie(mieszanie mineralow)

Szybkosc reakcji podstawowych faz klinkierowych z woda (wykres)

Wiazanie i twardnienie cementu portlandzkiego

Calkowity efekt cieplny reakcji wiazania i twardnienie cementu obserwowany eksperymentalnie jest nastepswem zachodzacych procesow:

-zwilzanie ziaren cementu woda

-rozpuszczanie poszczegolnych mineralow cementu w wdozie

-przylaczanie wody i tworzenie hydratow

-krystalizacji i przjesc fazowych

-adsorpcji wody na produktach hydratacji

Warosc i szybkosc ciepla wydzielonego jest zalezna od:

-skladu mineralnego klinkieru - ilosc C₃A i C₃S w szczegolnosci (fazy o duzej entalpi i kinetyce reakcji)

-stopnia rozdrobnienie oraz zawartosc w nim skaldnikow nieklinkierowych

-stosunku wodno-cementowego badanej probki

Korelacja miedzy szybkoscia wydzielania ciepla hydratacji a wzrostem wytrzymalosci kamienie cementowego (wykres)

Hydratacja cemetnu

Reakcje krzemianow wapniowych z woda – reakcje hydrolizy:

C₃S + (3-x+y)H -> C_XSH_Y + (3-x)CH

C₂S + (2-x+y)H -> C_XSH_Y + (2-x)CH

2C₃S + 6H -> C₃S₂H₃ + 3CH 114kJ/mol

2C₂S + 4H -> C₃S₂H₃+CH 43kJ/mol

Hydratacja C_3­A

C_3­A + 6H -> C_3­AH₆ reakcj przbiega bardzo szybko

Jeśli stosunek molowy CSH₂/ C_3­A=3 to: (S jest z kreska na gorze, jest to jon siarczanowy nie tlenek)

C_3­A +3CSH₂ + 26H -> C₆AS₃H₃₂

C₆AS₃H₃₂ inaczej C₃A•3CS•H₃₂ -> ettringit

Jesli CSH₂/ C_3­A=1 to:

2 C_3­A + C₆AS₃H₃₂ + 4H -> 3C₄ASH₁₂ czyli C₃A•CS•H₁₂

W przypadku zwiekszenie zawartosc CSH₂:

C₄ASH₁₂ + 2CSH₂ + 16H -> C₆ASH₃₂ ettringit

Hydratacja fazy ferrytowej

-bez udzialu gipsu

C₄AF + 7H -> C₃(A,F)H₆ +C(A,F)H

-w obecnosci gipsu

C₄AF + 3CSH₂ + 27H -> C₆(A,F)S₃H₃₂+ C(A,F)H

-po wyczerpaniu gipsu

C₄AF + C₆(A,F)S₃H₃₂ + 2CH + 2H -> 3C₄(A,F)SH₁₂

Sklad faz zhydratyzowanego cementu (zeszyt)

Notatki zeszyt!!!

Rodzaje cmentow:

Cement portlandzki CEM I

Cement portlandzki wieloskladnikowy CEM II/A CEM II/B

Cement hutniczy CEM III/A CEM III/B CEM III/C

Cement pucolanowy CEM IV/A CEM IV/B

Cement wieloskaldnikowy CEMV/A CEM V/B

Dodatki mineralne:

Granulowany zuzel wielkopiecowy S

Popiol lotny krzemionkowy V

Popiol lotny wpaienny W

Pucolana naturalna P

Pucolana przemyslowa Q

Lupek palony T

Wapien L,LL

Pyl krzemionkowy D