Материалы, применяемые при изготовлении цемента

При изготовлении цемента применяются следующие материалы:

Реакционноспособный оксид кальция СаО

Содержание оксида кальция СаО, который при соответствующих условиях может образовывать гидросиликаты или гидроалюминаты кальция.

При этом из общего содержания оксида кальция вычитают ту часть, которая связана с измеренным количеством диоксида углерода СО2 в карбонате кальция СаСО3 и с измеренным количеством оксида серы (VI) SO3, в сульфате кальция. CaSO4 за вычетом количества SO3, связанного со щелочами.

Реакционноспособный диоксид кремния SiO2 в клинкере

Часть диоксида кремния SiO2 в клинкере, которая после обработки клинкера соляной кислотой переходит в раствор при кипячении с гидроксидом калия КОН. Содержание реакционноспособного SiO2 определяют вычитанием нерастворимого остатка после экстракции НСl и КОН из общего количества SiO2.

Гранулированный доменный шлак

Гранулированный доменный шлак получают путем быстрого охлаждения шлакового расплава соответствующего состава, который образуется в доменной печи при плавке чугуна. Он содержит по меньшей мере две трети по массе остеклованного шлака и при определенных условиях проявляет гидравлические свойства. Применяемый гранулированный доменный шлак по меньшей мере на две трети по массе состоит из оксида кальция СаО, оксида магния MgO и диоксида кремния SiO2. Остаток содержит оксид алюминия Аl2О3 и небольшое количество других соединений. Массовое отношение (СаО + MgO) / SiO2 составляет более 1,0.

Пуццолана

Пуццолана - материал силикатного или алюмосиликатного состава или их комбинация.Природные пуццоланы в общем случае являются материалами вулканического или осадочного происхождения соответствующего химико-минералогического состава.Природные естественножженные пуццоланы являются термически активированными вулканическими породами, глинами, сланцами или осадочными породами.Пуццоланы не твердеют самостоятельно при затворении водой, однако в тонкоизмельченном виде и в присутствии воды при нормальной температуре реагируют с раствором гидроксида кальция Са(ОН)2, образуя гидросиликаты и гидроалюминаты кальция, формирующие прочность. Эти соединения похожи на те, которые образуются при твердении гидравлических вяжущих веществ.

Пуццоланы состоят преимущественно из реакционноспособных диоксида кремния SiO2 и оксида алюминия Аl2О3. Остаток содержит оксид железа Fe2O3 и другие оксиды. Массовая доля реакционноспособного оксида кальция СаО для твердения несущественна, а массовая доля реакционноспособного диоксида кремния SiO, обычно не менее 25 %. Пуццоланы соответствующим образом подготавливают, т.е. в зависимости от природного и производственного состояния их гомогенизируют, высушивают или подвергают термообработке и измельчению.

Зола-уноса

Золу-уноса получают электростатическим или механическим выделением пылевидных частиц из отходящих газов агрегатов, в которых сжигают тонкомолотый уголь.

Зола-уноса по своей природе может быть кислой (богатой SiO2) либо основной (богатой СаО). Первая проявляет пуццоланические свойства, вторая может дополнительно проявлять гидравлические свойства.

Кремнистая (кислая) зола-уноса

Кремнистая зола-уноса - тонкодисперсная пыль, состоящая в основном из сферических частиц с пуццоланическими свойствами. Состоит она в основном из реакционноспособных диоксида кремния SiО2 и оксида алюминия Аl2О3. Остаток содержит оксид железа Fe2O3 и другие соединения. Массовая доля реакционноспособного оксида кальция СаО в применяемых золах-уноса - менее 10 %, а массовая доля свободного оксида кальция СаОсв - не более 1 %. Массовая доля реакционноспособного SiO2 - не менее 25 %.

Основная зола-уноса

Основная зола-уноса - тонкодисперсная пыль с гидравлическими и (или) пуццоланическими свойствами. Она состоит в основном из реакционноспособных оксида кальция СаО, диоксида кремния SiO2 и оксида алюминия Аl2О3. Остаток содержит оксид железа Fe2O3 и другие соединения. Массовая доля реакционноспособного оксида кальция СаО в применяемых золах-уноса - не менее 10 %. Богатые известью золы-уноса с содержанием реакционноспособного СаО от 10 % до 15 % по массе содержат не менее 25 % реакционноспособного SiO2. Если содержание оксида серы (VI) SO3 в основной золе-уноса превышает предельное значение для цемента, то это учитывают при изготовлении цемента путем соответствующего уменьшения содержания сульфата кальция в цементе.

Микрокремнезем

Микрокремнезем образуется при восстановлении высокочистого кварца углем в дуговых печах при изготовлении кремния и ферросилиция и состоит из очень мелких сферических частиц, содержащих аморфный диоксид кремния SiO2 в количестве не менее 85 %.

Характеристики применяемого микрокремнезема:

потеря массы при прокаливании при времени прокаливания 1 ч - до 4,0 %;
удельная поверхность непереработанного микрокремнезема при испытаниях по методу низкотемпературной адсорбции азота составляет не менее 15,0 м2/г. Для совместного измельчения с клинкером и сульфатом кальция микрокремнезем может применяться в исходном, уплотненном состоянии либо в виде брикетов, полученных прессованием с увлажнением.

Вспомогательные компоненты

Вспомогательные компоненты - специально выбранные неорганические природные минеральные вещества, неорганические минеральные вещества, являющиеся отходами производства клинкера или других материалов, или компоненты, которые используются как основные компоненты цемента. Вспомогательные компоненты после соответствующей подготовки благодаря своему зерновому составу улучшают физические свойства цемента и (или) бетонных смесей (например, удобоукладываемость бетонной смеси или водоудерживающую способность цемента). Они могут быть инертными или проявлять слабо выраженные гидравлические, скрыто гидравлические либо пуццоланические свойства. Однако в этом отношении никакие требования к ним не предъявляют. Вспомогательные компоненты используют в исходном или переработанном виде, т.е. их гомогенизируют, высушивают и измельчают. Они не должны существенно повышать водопотребность цемента, а также не должны снижать долговечность бетонов или растворов или защиту арматуры от коррозии.

Сульфат кальция

Сульфат кальция добавляют к другим компонентам при изготовлении цемента для регулирования процесса схватывания. В качестве сульфата кальция может применяться двуводный гипс CaSO4 × 2Н2О, полуводный гипс CaSO4 × 0,5Н2О или ангидрит (сульфат кальция без кристаллизационной воды - CaSO4), или их смесь. Гипс и ангидрит являются природными веществами. Могут использоваться также материалы, содержащие сульфат кальция, являющиеся отходами промышленных производств.