Минералогический состав

Для приготовления бетона в строительных конструкциях наиболее широко используют неорганические вяжущие вещества. Эти вещества при смешивании с водой под влиянием внутренних физикохимических процессов способны схватываться (переходить из жидкого или тестообразного состояния в камневидное) и твердеть (постепенно увеличивать свою прочность). Наиболее широкое применение в производстве бетона получил портландцемент. Портландцемент – гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде или на воздухе. Он представляет собой порошок серого цвета, получаемый тонким помолом клинкера с добавкой гипса. Клинкер – обожженная до спекания смесь, в которой преобладают силикаты кальция. Для получения цемента высокого качества необходимо, чтобы его химический состав, а, следовательно, и состав сырьевой смеси были устойчивы. При помоле к цементному клинкеру можно добавлять до 20 % гранулированных доменных шлаков или активных минеральных добавок. Минералогический состав портландцемента в основном входят минералы: алит, белит, целит, алюминат. В портландцементе содержание клинкерных минералов бывает: трехкальциевого силиката C3S 37—60%, двухкальциевого силиката C2S 15 — 37%, трехкальциевого алюмината С3А 5— 15% и четырехкальциевого алюмоферрита C4AF 10 — 18%. Свободной извести не должно быть более 0,5%, так как она, находясь в пережженном состоянии, может вызвать в последующем растрескивание затвердевшего цементного камня.

В результате обжига при 1450 _С образуются следующие основные клинкерные минералы:

1. Алит, трехкальциевый силикат – состава 3CaO*SiO2 или C3S. Основной минерал, оказываю­щий влияние на качество цемента. Алит обладает свойствами быстротвердеющего гидравлического вещества высокой прочности. Цементы высоких марок и быстротвердеющие цементы изготавливают с повышенным содержанием трехкальциевого силиката. Содержание в цементе – 37­60%.

2. Белит, двухкальциевый силикат – состава 2СаО*SiO2 или C2S. Медленнотвердеющее гидрав­лическое вяжущее средней прочности. Цементы с повышенным содержанием белита медленно твердеют, однако прочность их нарастает в течение длительного времени и в возрасте нескольких лет может оказаться достаточно высокой. Содержание в цементе – 15-37%.

3. Трехкальциевый алюминат – состава 3СаО*Al2O 3 или С3А. Минерал-плавень, главная задача которого понижение температуры спекания сырьевой смеси. Твердеет быстро, но имеет низкую прочность. Содержание в цементе – 5-15%.

4. Четырехкальциевый алюмоферрит – состава 4CaO*Al2O3*Fe2O3 или С4AF. Минерал-плавень. Твердеет быстрее силикатов, но медленнее алюмината. Содержание в цементе – 10-18%