Цемент формула химическая: состав, химическая формула и производство

«Цемент» сообщение по химии — Kratkoe.com

Научные доклады

Автор J.G. На чтение 3 мин Обновлено 5 февраля, 2022

Цемент доклад по химии, кратко изложенный в этой статье, расскажет Вам много полезной информации об этом полезном материале для строительства. Также из статьи Вы узнаете, как делают цемент и где применяют цемент.

Содержание

1. «Цемент» сообщение по химии
2. Цемент из чего делают? 
3. Свойства цемента
4. Применения цемента

Сегодня трудно себе представить такую область строительства или его этап, где цемент не применялся бы.  Начиная обустройством фундамента и заканчивая отделкой помещения. Аналогов ему нет.

Цемент представляет собой измельченный порошок клинкера. В него введены наполнители и модифицирующие добавки. В сухом виде это однородная сыпучая масса серого окраса. Если ее развести водой, то получается пастоподобный вяжущий материал, который легко нанести даже на шероховатые поверхности. Когда цемент застывает, то получается достаточно прочное соединение. Оно характеризуется высокой прочностью, как у камня. Поэтому искусственные камни делаются именно из этого материала.

Химическая составляющая 

Если нагреть глину и известняк до 1450⁰С, то можно наблюдать структурные изменения в материале – начинает образоваться клинкера и гранулы. Они смешивают с гипсом, а после перемалываются до порошкообразного состояния. Химическая формула цемента: СаО (оксид кальция, 67%), SiO₂ (диоксид кремния, 22%), Al₂О₃ (окись алюминия,  5%), Fe₂O₃ (окись железа, 3%) и прочие составляющие (3%).

Техническая характеристика

Основная техническая характеристика цемента – это его марка. Она обозначается буквой «М» с цифровым показателем. Он указывает на прочность на сжатие, то есть на максимальную нагрузку на определенный объем застывшего материала в кг. Если цемент может выдержать вес в 300 кг, то ему присваивается марка М300.

Также на упаковке указывают процентный состав добавок, обозначающий буквой «Д». Если в смеси цемента введено 10 % добавок, то маркировка будет «Д10».  Добавки улучшают водонепроницаемость, повышают устойчивость к коррозии и морозостойкости.

Из цемента изготавливают бетонные плиты, блоки, лестничные конструкции, фундаменты, колодезные железобетонные кольца, тротуарные плитки, балки, плиты перекрытия и другие изделия.

• Активность. Мы уже говорили об этом свойстве выше. Оно характеризует способность застывшего цемента выдерживать определенный вес. Активность зависит от интенсивности помола, активности клинкерных гранул, наличия добавок.
• Плотность. Наименьшей плотностью обладает свежеприготовленный цемент. Также на некоторые частички оказывают влияние электростатические силы, которые отталкивают частички от собратьев. После хранения и перевозки цементная смесь уплотняется и слеживается. Плотность зависит от уровня измельчения клинкерных гранул и от условий, в которых хранится материал.
• Объемный и удельный вес. Удельный вес материала определяет его соотношение веса к занимаемому объему. Это необходимо для того, чтобы правильно составить пропорцию цементного раствора. Объемный вес рассчитывают по средней плотности цемента. При транспортировке или слеживании он увеличивается.
• Срок годности. Он характеризуется ограниченным сроком годности. При нормальных условиях материал сохраняется 2 месяца. Если ему обеспечить герметичное хранение, то цемент может храниться и год.
• Насыпная плотность. Обозначает соотношение рыхлой массы материала к его объему.
• Время застывания. Цементный раствор после приготовления быстро схватывается и застывает. В летнее время этот процесс происходит за 2-3 часа. В зимнее время цемент застывает на протяжении 10 часов.
• Тонкость помола. Чем меньше цементные частицы, тем быстрее затвердеет раствор.

Сфера применения цемента просто огромна. Из цемента делают фундамент, блоки, штукатурные смеси, кладки печей и бассейнов, армированные конструкции, садовые скульптуры, уличные вазы, дорожки для сада и дачи, столбы и заборы, искусственные камни и строительные конструкции, панели, плиты и многое другое.

Надеемся, что сообщение «Производство цемента» помогло Вам узнать что-то новое об этом строительном материале. А сообщение на тему «Цемент» Вы можете расширить через форму комментариев ниже.

Цемент — Примметаллснаб

Портландцемент

• Портландцемент ПЦ-400

Цемент представляет собой измельченным порошком клинкера с добавлением модифицирующих добавок и наполнителей. В сухом виде это сыпучая однородная масса серого цвета. При разведении водой получается пастоподобный вяжущий состав, легко наносимый на любые шероховатые поверхности.

Химический состав и формула

При нагревании известняка и глины до температуры порядка 1450 градусов происходит изменение структуры данных материалов, в результате чего образуются гранулы клинкера. Эти гранулы смешивают с гипсом и перемалывают до состояния порошка. Химическая формула готового цемента выглядит следующим образом: 67 % оксида кальция (СаО), 22 % диоксида кремния (SiO2), 5 % окиси алюминия (Al2О3), 3 % оксида железа (Fe2O3) и 3 % прочих составляющих.

Разновидности цемента

По назначению

Назначение – целесообразное применение определенного вида цемента способного решать те или иные поставленные задачи.

1. Общестроительные
2. Специальные

По составу

Состав может изменяться довольно широко в зависимости от области применения, при этом можно выделить два основных вида составов.

• Чистоклинкерные – без добавочные (Д0)
• С добавками (пр-р Д10)/li

  Добавки вводятся в цемент для улучшения водонепроницаемости, устойчивости к коррозии, морозостойкости и др. Цифра после буквы «Д» обозначает процент введенной добавки.

  Общестроительные свойства цементов

  Прочность на сжатие

  Прочность (активность) – одно из важнейших свойств цемента, бетонов, растворов. Чтобы определить прочность цементов из них изготавливают образцы в виде кубышек, которые в дальнейшем испытывают на прочность (разрушение) на сжатие и изгиб, через 28 дней с момента затворении с водой смеси цемента с песком. Прочность на сжатие измеряется в кг/см2, за основу берут средний показатель 4 из 6 испытуемых образцов. Прочность на сжатие обозначается буквой «М» и цифрами с шагом 100 или 50, делится на марки от М100 до М600.

  Скорость твердения — гидратация цемента

  Гидратация – при затворении смеси цемента и песка с водой происходит химическая реакция, образовавшиеся кристаллы заполняют объем и образуют податливую массу, по истечении времени, которая затвердевает и переходит в камневидное состояние. Скорость затвердевания зависит от скорости растворения клинкерных минералов и тонкости помола.

  Скорость твердения подразделяют:

• Нормальнотвердеющий портландцемент
  с нормированием прочности в возрасте 2 (7) и 28 сут.


• Быстротвердеющий  портландцемент

отличается от обыкновенного более интенсивным нарастанием. прочности в начальный период твердения — с нормированием прочности в 2 и 28 сут.

Срок схватывания

Портландцемент (обыкновенный) должен иметь срок схватывания не менее 45 мин и не более 2 часов.

Срок схватывания подразделяют:

1.Медленносхватывающиеся – с нормируемым сроком начала схватывания более 2 часов.
2. Нормальносхватывающиеся – с нормируемым сроком начала схватывания от 45 мин до 2 часов.
3. Быстросхватывающиеся – с нормируемым сроком начала схватывания менее 45 мин.

Купить цемент можно в компании «Примметаллснаб». Получите грамотную консультацию и доставку по Приморью, оставив заявку в форме обратной связи.

Химический состав цемента

Цемент является одним из наиболее распространенных строительных материалов, обладающих когезионными, а также адгезионными свойствами. Поэтому его использование в качестве связующего или клея для различных целей, обслуживающих строительные работы, довольно распространено во всем мире.

Фракции различных ингредиентов подобраны таким образом, чтобы полученный цемент обладал желаемыми свойствами. Эти проценты варьируются в зависимости от типа производимого цемента и целевых характеристик.

Однако в обычных условиях и для общестроительных работ используется обычный портландцемент (ОПЦ), который по своей природе является гидравлическим. Это наводит на мысль о том, что когда цемент вступает в реакцию с водой, начинается химическая реакция, о которой в технологии бетона часто говорят как о гидратации , и прочный продукт, образующийся в результате химического переворачивания, является основным игроком для придания прочности.

Удивительно, что этот продукт, образующийся при взаимодействии с водой, становится водоотталкивающим и противостоит воздействию воды после набора прочности.

Ниже подробно описаны сырье и свойства, которые они придают цементному порошку.

Contents

• Raw Materials for Ordinary Portland Cement Manufacturing
  • • • Percentage of Raw Materials Used
• Chemical Composition of Cement Clinkers
  • Bogue’s Compounds:
  • 1)Tricalcium Silicate (Alite )
    • Процентное содержание в обычном портландцементе:
  • 2) Силикат дикализации (белат)
    • Процент в обычном портлендском цементе:
  • 3) Трикальный алюминат (Celite)
    • Процент в обычном портленде:
  • 4). Felite)
    • Доля в обычном портландцементе:

Сырье для производства обычного портландцемента

Сырье, необходимое для производства цемента: известняковый или глинистый . Известняковые материалы содержат большое количество извести, тогда как глинистые содержат высокий процент кремнезема и глинозема. Первые могут быть получены из известняка, мела, устричных раковин, мергеля и т. д., тогда как вторые могут быть получены из глины, сланца, сланца, песка или отборного доменного шлака.

Сырье, подвергаемое смешиванию и обжигу с образованием цементных клинкеров:

1. Известь (CaO): Известь получают из известняковых пород, которые могут находиться вблизи горной местности.
2. Кремнезем (SiO ₂ ): Основным источником кремнезема является песок или глинистая порода.
3. Глинозем (Al ₂ O ₃ ): Это основной компонент глины, получаемый из нее.
4. Оксид железа (Fe ₂ O ₃ ): Получают из глины, золы-уноса или железной руды.
5. Следовые количества ингредиентов: Магнезия (MgO) и триоксид серы (SO ₃ ) присутствуют в следовых количествах.

Процент использованного сырья

Источник: Portland Cement Association (PCA)

• Вышеуказанные ингредиенты помещаются в печь и обжигаются при очень высокой температуре (примерно 1400 °C) с образованием цементных клинкеров. Эти клинкеры измельчаются с небольшим количеством гипса с образованием порошкообразного цемента, который затем упаковывается и транспортируется для предполагаемых строительных работ.

Рис.: Основное сырье для производства OPC

Химический состав цементных клинкеров

Цементные клинкеры содержат 4 основных соединения, которые образуются в процессе сжигания и смешивания сырых ингредиентов. Эти соединения называются Соединения Боуга , и их детали приведены ниже:

Соединения Боуга:

В процессе обжига сырья для производства цемента происходит множество химических реакций, и различные соединения образуются в виде результат химического кнута. Эти соединения обладают свойствами схватывания и затвердевания в присутствии воды. Они были идентифицированы Богом и названы «соединениями Бога». Химический синтез и свойства этих соединений приведены ниже;

Рис.: Химический состав клинкеров OPC

1)Силикат трикальция (алит)

• Химическая формула силиката трикальция: 3CaO. SiO ₂ , что означает 8 C 30 7 S 900 S для оксида кальция, а S относится к кремнезему.
• Способствует более быстрому процессу гидратации.
• Отвечает за ранний и общий прирост прочности бетона.
• Защищает бетон от воздействия сульфатов.

Процентное содержание в обычном портландцементе:

Порошкообразный цемент содержит около 50% силиката трикальция.

2) Двухкальциевый силикат (белит)

• Химическая формула этого соединения 2CaO.SiO ₂ и сокращена до C ₂ S (C для оксида кальция и S для кремнезема).
• Белит подвержен постепенному или позднему увеличению прочности бетона.

Процентное содержание в обычном портландцементе:

OPC содержит почти 25% этого соединения.

3) Алюминат трикальция (целит)

• Целит имеет химическую формулу 3CaO.Al ₂ O ₃ и компактно записывается как C ₃ A, где A обозначает оксид алюминия.
• Контролирует начальное время схватывания бетона.
• Очень большое количество целита в цементном тесте делает бетон восприимчивым к воздействию сульфатов.

Процентное содержание в обычном портландцементе:

Около 10% этого соединения присутствует в готовом порошкообразном цементе.

4) Тетракальциевый алюмоферрит (фелит)

• Это соединение имеет химическую формулу 4CaO. AF, где F означает оксид железа.
• Отвечает за регулирование температуры смеси, снижение выделения теплоты гидратации.
• Он также вносит незначительный вклад в процесс раннего набора прочности бетона.

Процентное содержание в обычном портландцементе:

Порошкообразный цемент содержит около 10% фелита.

Небольшое количество гипса добавляется в клинкер для дальнейшего регулирования времени схватывания цемента. Однако процент мизерный, т. е. около 3-5%.

Химические соединения в цементе

Вернуться на главную страницу

Технология бетона

Бетон, наиболее широко используемый строительный материал, также можно назвать как универсальный строительный материал с растущим спросом во всем мире благодаря своей универсальности и легкой доступности составляющих его материалов. Бетон, будучи искусственным строительным материалом, в первую очередь представляет собой из следующих ингредиентов: гравий, песок, цемент и вода. Агрегаты: Гравий и песок составляют почти 70% по объему бетона.

Технология бетона относится ко всем процессам, связанным с производством из «качественного бетона», который удовлетворительно работает при выполнении прочных и долговечных конструкций. Бетон представляет собой смесь природных доступные материалы и с таким количеством переменных факторов в его производстве; Получение бетона желаемой прочности и долговечности действительно является сложной задачей. работу, которая требует строгих мер контроля качества.

Рис. 1 (Отказ ЖБ-колонны из-за плохой качество бетона)

Контроль качества начинается уже на этапе выбора материала; такой как подбор цемента, щебня, песка и самой воды.

Цемент

Портландцемент, широко известный как «цемент», представляет собой неорганический материал получается путем смешивания таких материалов, как известняк, песок, глина и железные руды; обжиг их при температуре спекания и измельчение полученный клинкер. Он развивает прочность в результате химической реакции с воды за счет образования гидратов. Гидратные продукты образуют связующий компонент который связывает строительные блоки из бетона: гравий. Итак, цемент качество во многом определяет прочность и долговечность бетона в целом сам. В таких различных свойствах цемента необходимо проверять во время утверждение его для проекта.

Основные химические соединения в цементе

Основные химические соединения портландцемента с их химической формулой и их массовые проценты следующие.

Силикаты C ₃ S и C ₂ S важнейшие соединения, отвечающие за прочность гидратированное цементное тесто. Присутствие C ₃ A в цементе нежелательно. С ₄ AF также присутствует в цементе в небольших количествах и по сравнению с с другими тремя соединениями это существенно не влияет на поведение. Гипс предотвращает мгновенное схватывание цемента.

C ₃ S — Быстро увлажняет и затвердевает, отвечает за начальный набор и раннюю силу. Портландцементы с более высоким процентным содержанием C ₃ S будет демонстрировать более высокое раннее сила.

C ₂ S — Медленно увлажняет и затвердевает. в значительной степени отвечает за увеличение силы после 7 дней.

C ₃ A — Быстро увлажняет и затвердевает. Выделяет большое количество тепла почти сразу и способствует несколько к ранней прочности.

C ₄ AF — Быстро увлажняет, но способствует очень мало сил. Его использование позволяет снизить температуру печи в Портленде. производство цемента. Большинство цветовых эффектов портландцемента связано с С ₄ АФ.

CSH ₂ — без гипса, C ₃ А гидратация приведет к схватыванию портландцемента почти сразу после добавления воды.

Гидратация цемента

Во время гидратации цемент вступает в реакцию с водой с выделением тепла и образованием такие продукты, как гидраты силиката кальция и гидроксид кальция. Следующий происходят реакции:

а) Гидратация трехкальциевого силиката

2 (3CaO.SiO ₂ ) + 6H ₂ O → 3CaO.2SiO ₂ .3H ₂ O + 3CA (OH) ₂

2C ₃ S + 6H → C ₃ S ₂ H ₃ + 3CA (OH) ₂

2C ₃ S + 6H → C-S-S-S-S-S-S-S-S-S-H

2C ₃ S + 6H → C-S-S-S-S-S.