Властивості цементу – це якості та інгредієнти, які роблять його одним із найуніверсальніших і найцінніших будівельних матеріалів. Властивості включають фізичні властивості, а також хімічні властивості цементу.
Фізичні властивості включають такі елементи, як міцність цементу на стиск і зв’язуючу здатність, які дозволяють будівельникам створювати міцні та довговічні конструкції. Хімічні властивості пов’язані з тим, як інгредієнти цементу сприяють його вражаючим фізичним якостям.
Фізичні властивості цементу
Хімічні компоненти цементу відіграють значну роль у його фізичних властивостях. Цементні компанії вносять певні корективи в інгредієнти цементу, коли хочуть створити спеціалізовані типи цементу з унікальними властивостями.
Тонкість
Подрібненість цементної суміші відноситься до розподілу частинок цементного порошку за розміром. Ця властивість впливає на експлуатаційні властивості цементу та його легкоукладальність. Тонщина вимірюється в квадратних метрах на кілограм (м2/кг) або квадратних сантиметрах на грам (см2/г). Більша питома поверхня вказує на більш дрібні частинки, а менша питома поверхня вказує на більш грубі частинки.
Чим дрібніші частинки цементу, тим сильніша взаємодія між водою та частинками цементу. Це підвищує хімічну реакційну здатність і подальше виробництво гелю гідрату силікату кальцію (CSH). Гель CSH утворює матрицю, яка створює твердість і міцність цементу.
Обґрунтованість
Міцність цементу означає його здатність зберігати структуру після того, як він схопився і затвердів. Він вимірює стійкість цементу до змін об’єму, таких як усадка та розширення, які можуть виникнути через уповільнену гідратацію або нестабільні хімічні сполуки. Деякі нестабільні хімічні сполуки включають надлишок вапна або магнезії, які з часом можуть реагувати з водою, викликаючи розширення.
Виробники забезпечують міцність цементу, підбираючи правильну суміш сировинних інгредієнтів для підтримки збалансованого хімічного складу. Це дозволяє їм забезпечувати належну температуру печі на етапі виробництва клінкеру та подрібнювати частинки до прийнятного рівня без надмірного виділення тепла.
Послідовність
Консистенція цементу означає його здатність текти та зберігати працездатність при змішуванні з водою. Ця властивість пов'язана з пластичністю і текучістю цементного тіста. Різні хімічні сполуки в цементній суміші впливають на консистенцію цементу через швидкість гідратації та реологічні властивості. Наприклад, трикальцієвий силікат досить реакційноздатний і потребує великої кількості води для гарної консистенції. Дикальцієвий силікат має нижчий час реакції та не вимагає багато води для досягнення оптимальної консистенції.
Сила
Міцність типу цементу відноситься до його здатності протистояти тиску зовнішніх сил, зберігаючи структурну цілісність. Ця важлива властивість деталізує несучу здатність і довговічність цементу. Експерти визначають міцність цементу, піддаючи циліндричні зразки цементу або бетону стискаючому навантаженню до руйнування. Трикальцієвий силікат дає цементу раннє збільшення міцності, а двокальцієвий силікат підтримує тривалу міцність.
Час встановлення
Час схоплювання цементу описує, скільки часу потрібно цементу, щоб свіжозмішане цементне тісто досягло твердого твердого стану. Виробники цементу вимірюють час схоплювання за двома категоріями: початковий час схоплювання та остаточний час схоплювання. Початковий час застигання не повинен бути надто швидким, оскільки це перешкоджає хорошій оброблюваності. Остаточний встановлений час не має бути надто довгим, оскільки це може сповільнити прогрес у проектах.
Початковий середній час встановлення становить 30-45 хвилин. Середній час остаточного схоплювання коливається в межах 7-10 годин. Цей час буде різним для спеціалізованого цементу, такого як цемент швидкого твердіння або цемент при низькій температурі. Наявність трикальцієвого силікату призводить до швидшого часу схоплювання. Додавання двокальцієвого силікату може сповільнити час схоплювання.
Тепло гідратації
Властивість теплоти гідратації відноситься до кількості тепла, що виділяється під час процесу гідратації. Під час цього процесу відбуваються екзотермічні хімічні реакції, які можуть вплинути на працездатність цементу. Виробництво тепла в цементі є корисним у холодному кліматі, але не в теплому кліматі, де надмірне виділення тепла може спричинити тріщини та/або усадку, що вплине на міцність і довговічність конструкції.
Виробники цементу зазвичай перераховують потенційну теплову гідратацію для свого цементу, хоча ці обмеження змінюватимуться залежно від умов навколишнього середовища.
Втрата запалювання
Властивість втрати запалювання (LOI) відноситься до кількості втрати ваги, коли цемент піддається впливу високих температур. Ця властивість вимірює кількість летючих сполук і органічних матеріалів у цементній суміші. Для проведення цього випробування виробники піддають певну кількість цементу певній температурі, як правило, близько 900-1000 °C. Після згоряння всіх летких сполук залишаються неорганічні матеріали. Втрату маси визначають у відсотках від маси вихідної проби цементу.
Ця властивість допомагає виробникам цементу оцінювати чистоту і якість складу цементу, що впливає на розвиток міцності, довговічність і стійкість цементу до хімічних впливів.
Об'ємна щільність
Властивість об'ємної щільності відноситься до маси цементу на одиницю об'єму. Це виражається в кілограмах на кубічний метр (кг/м3) або грамах на кубічний сантиметр (г/см3). Це вимірює щільність цементу, коли він нещільно упакований без ущільнення. Середній діапазон насипної щільності звичайного цементу становить 1000-1600 кг/м3.
Питома вага
Ця властивість вимірює щільність цементу до щільності води при певній температурі. Питома вага звичайного цементу в середньому становить 3,1-3,16. Вимірювання питомої ваги допомагає інженерам точно виміряти цемент з правильними пропорціями заповнювача та води для досягнення необхідної щільності бетону.
Хімічні властивості цементу
Хімічні властивості цементу визначаються його складом. Чотири основні хімічні сполуки в цементі: трикальцієвий алюмінат, трикальцієвий силікат, двокальцієвий силікат і ферит. Ці сполуки зазнають хімічних змін під час гідратації, що впливає на фізичні властивості цементу.
Трикальцієвий алюмінат (C3A) – ця сполука реагує з водою, щоб почати процес гідратації. C3A також сприяє підвищенню міцності цементу. Трикальцієвий силікат (C3S) – C3S відповідає за швидку гідратацію та затвердіння. Дикальцієвий силікат (C2S) – ця хімічна сполука допомагає цементу набути тривалої міцності. Ферит (C4AF) – ферит є флюсовим агентом, який допомагає знизити температуру плавлення сировини в печі, що сприяє виробничому процесу. Магнезія (MgO) – невелика кількість магнезії допомагає цементу набирати міцність. Занадто багато магнезії в суміші зробить цемент великим і неміцним. Триоксид сірки (SO3) – триоксид сірки присутній у цементі у формі гіпсу. Він може діяти як прискорювач часу схоплювання. Занадто багато SO3 може зробити цемент великим і нездоровим. Оксиди заліза (Fe203) – ця сполука додає цементу міцність і твердість. Він також надає цементу колір. Луги – наявність лугів може допомогти збільшити швидкість гідратації, але також уповільнити час схоплювання цементу. Глинозем – Цемент з високим вмістом глинозему може витримувати дуже низькі температури. Пари кремнезему – Пари кремнезему допомагають покращити міцність на стиск, стійкість до стирання та міцність зв’язування цементу. Надмірна кількість кремнезему може сповільнити час схоплювання цементу.
Якщо вам подобається наша сторінка, поділіться нею з друзями & Facebook
