Свойствата на цимента са качествата и съставките, които го правят един от най-универсалните и ценни съществуващи строителни материали. Свойствата включват физичните свойства, както и химичните свойства на цимента.
Физическите свойства включват елементи като якостта на цимента при натиск и свързващата способност, които позволяват на строителите да създават здрави и издръжливи структури. Химическите свойства са свързани с това как съставките в цимента допринасят за неговите впечатляващи физически качества.
Физични свойства на цимента
Химическите компоненти на цимента играят важна роля в неговите физични свойства. Циментовите компании правят определени корекции на съставките на цимента, когато искат да създадат специализирани видове цимент, които имат уникални свойства.
финост
Чистотата на циментовата смес се отнася до разпределението на размера на частиците на циментовия прах. Това свойство влияе върху производителността и обработваемостта на цимента. Чистотата се измерва в квадратни метри на килограм (m2/kg) или квадратни сантиметри на грам (cm2/g). По-високата специфична повърхност показва по-фини частици, а по-ниската специфична повърхност показва по-едри частици.
Колкото по-фини са циментовите частици, толкова по-голямо е взаимодействието между водата и циментовите частици. Това подобрява химическата реактивност и последващото производство на гел от калциев силикатен хидрат (CSH). CSH гелът образува матрицата, която създава втвърдяването и здравината на цимента.
Здравина
Здравината на цимента се отнася до способността му да запази структурата си, след като е стегнал и втвърден. Той измерва устойчивостта на цимента към промени в обема като свиване и разширяване, които могат да възникнат поради забавена хидратация или нестабилни химични съединения. Някои нестабилни химически съединения включват излишък от варовик или магнезий, които могат да реагират с водата с течение на времето, причинявайки разширяване.
Производителите гарантират здравината на цимента, като избират правилната смес от суровини, за да поддържат балансиран химичен състав. Това им позволява да осигурят подходящи температури в пещта във фазата на производство на клинкер и да смилат частиците до приемливо ниво без прекомерно генериране на топлина.
Последователност
Консистенцията на цимента се отнася до неговата способност да тече и да поддържа обработваемост, когато се смеси с вода. Това свойство е свързано с пластичността и течливостта на циментовата паста. Различните химични съединения в циментовата смес влияят на консистенцията на цимента поради тяхната скорост на хидратация и реологични свойства. Например трикалциевият силикат е доста реактивен и изисква голямо количество вода за добра консистенция. Дикалциевият силикат има по-малко време за реакция и не изисква много вода за постигане на оптимална консистенция.
Сила
Силата на даден вид цимент се отнася до способността му да издържа на натиск от външни сили, като същевременно запазва своята структурна цялост. Това критично свойство описва носещата способност и издръжливостта на цимента. Експертите определят якостта на цимента, като подлагат цилиндрични образци от цимент или бетон на натиск, докато настъпи повреда. Трикалциевият силикат дава на цимента ранно увеличаване на якостта, а дикалциевият силикат поддържа дългосрочна якост.
Време за настройка
Времето за втвърдяване на цимента описва колко време е необходимо на цимента, за да достигне прясно смесената циментова паста твърдо, твърдо състояние. Производителите на цимент измерват времето на втвърдяване в две категории: първоначално време на втвърдяване и крайно време на втвърдяване. Първоначалното време за фиксиране не трябва да бъде твърде бързо, защото това пречи на добрата обработваемост. Окончателното зададено време не трябва да е твърде дълго, тъй като това може да забави напредъка на проектите.
Първоначалните средни времена за настройка са между 30-45 минути. Средното крайно време за фиксиране варира между 7-10 часа. Тези времена ще бъдат различни за специализиран цимент като бързо втвърдяващ се цимент или цимент с ниска топлина. Наличието на трикалциев силикат води до по-бързо време на втвърдяване. Добавянето на дикалциев силикат може да забави времето за втвърдяване.
Топлина на хидратация
Свойството топлина на хидратация се отнася до количеството топлина, което се отделя по време на процеса на хидратация. По време на този процес възникват екзотермични химични реакции, които могат да повлияят на обработваемостта на цимента. Производството на топлина в цимента е полезно в студен климат, но не и в топъл климат, където твърде много генериране на топлина може да причини пукнатини и/или свиване, което ще повлияе на здравината и издръжливостта на конструкцията.
Обичайно е производителите на цимент да изброяват потенциалната топлинна хидратация за своя цимент, въпреки че тези граници ще варират в зависимост от условията на околната среда.
Загуба на запалване
Свойството загуба на запалване (LOI) се отнася до количеството загуба на тегло, когато циментът е подложен на високи температури. Това свойство измерва количеството летливи съединения и органични материали в циментовата смес. За да проведат този тест, производителите излагат количество цимент на определена температура, обикновено около 900o-1000o C. След като всички летливи съединения изгорят, остават неорганичните материали. Загубата на тегло се определя като процент от теглото на първоначалната циментова проба.
Това свойство помага на производителите на цимент да оценят чистотата и качеството на циментовия състав, което влияе върху развитието на якостта, издръжливостта и устойчивостта на цимента към химически атаки.
Обемна плътност
Свойството обемна плътност се отнася до масата цимент на единица обем. Това се изразява в килограми на кубичен метър (kg/m3) или грамове на кубичен сантиметър (g/cm3). Това измерва плътността на цимента, когато е хлабаво опакован без уплътняване. Средният диапазон на обемна плътност за обикновен цимент е от 1000-1600 kg/m3.
Специфично тегло
Това свойство измерва плътността на цимента спрямо плътността на водата при определена температура. Специфичното тегло на обикновения цимент е средно между 3,1-3,16. Измерването на специфичното тегло помага на инженерите да измерват точно цимента с правилните пропорции на инертни материали и вода, за да постигнат желаната от тях плътност на бетона.
Химични свойства на цимента
Химичните свойства на цимента се определят от неговия състав. Четирите основни химични съединения в цимента са трикалциев алуминат, трикалциев силикат, дикалциев силикат и ферит. Тези съединения претърпяват химични промени по време на хидратация, които оказват влияние върху физичните свойства на цимента.
Трикалциев алуминат (C3A) – Това съединение реагира с вода, за да започне процеса на хидратация. C3A също води до развитие на якостта на цимента. Трикалциев силикат (C3S) – C3S е отговорен за бързата хидратация и втвърдяване. Дикалциев силикат (C2S) – Това химическо съединение помага на цимента да придобие дългосрочна якост. Ферит (C4AF) – Феритът е флюсов агент, който помага за намаляване на температурата на топене на суровините в пещта, което подпомага производствения процес. Магнезий (MgO) – малко количество магнезий помага на цимента да придобие якост. Твърде много магнезий в сместа ще направи цимента експанзивен и нездрав. Серни триоксиди (SO3) – Серният триоксид присъства в цимента под формата на гипс. Може да действа като ускорител на времето за настройка. Твърде много SO3 може да направи цимента експанзивен и нездрав. Железен оксид (Fe203) – Това съединение добавя сила и твърдост на цимента. Той също така придава цвета на цимента. Алкали – Наличието на алкали може да помогне за увеличаване на скоростта на хидратация, но също така да забави времето за втвърдяване на цимента. Двуалуминиев оксид – Циментът с високо съдържание на алуминиев оксид може да издържи на много ниски температури. Силициеви изпарения – Силициевите изпарения спомагат за подобряване на якостта на натиск, устойчивостта на абразия и якостта на свързване на цимента. Прекомерното количество силициев диоксид може да забави времето за втвърдяване на цимента.
Ако харесвате нашата страница, моля споделете с приятелите си & Facebook
