Состав и назначение неорганических цементов: 9. Стоматологические неорганические цементы на водной основе. Классификация. Химические и физико-химические свойства.
Зубные цементыОсновные виды материалов, применяемые в стоматологии, относятся к формуемым и самотвердеющим, что вызвано спецификой задач, которые решаются в этой области медицины. Стоматологические материалы по назначению подразделяются на несколько групп: базисные материалы для изготовления основания и других составных частей при укреплении искусственных зубов и протезировании; вспомогательные материалы для получения оттисков с элементов полости рта; формовочные материалы для зуботехнических отливок; пломбировочные материалы для восстановления формы и функций зубов. К основным стоматологическим материалам относятся: полимеры и пластмассы, металлы и сплавы, фарфор и металлокерамика, самотвердеющие неорганические материалы — вяжущие, цементы, амальгамы. Самотвердеющие неорганические материалы используются в качестве пломбировочных, формовочных и вспомогательных. Гипсовые вяжущие системы. Применяются для получения оттисков (зуботехнический гипс), моделей (высокопрочный гипс), а также в качестве формовочных смесей. Зуботехнический гипс и высокопрочный гипс для моделей различаются назначением и условиями применения. При изготовлении оттисков масса контактирует с полостью рта, это вызывает необходимость точно выдерживать сроки схватывания, устанавливать определенный вкус и цвет материала. Требования к гипсу для моделей касаются только физико-механических характеристик: время схватывания в пределах 10—15 мин, минимальные деформации при твердении, максимальная твердость и прочность. Высокопрочный гипс производят варкой гипсового камня под давлением 0,11 МПа для получения преимущественно а-модификации CaSC>4 • V2h3O. В этот гипс вводят добавки буры, Na2B407 • ЮН2О или тартрат KNaC4h5C>6 • 4Н2О для повышения прочности и обеспечения малых деформаций (не более 0,05%) при твердении через 1 сут. Прочность при растяжении гипса для оттисков через 1 сут должна быть не менее 0,6 МПа, для моделей — не менее 0,8 МПа; прочность при сжатии гипса для моделей через 2 ч составляет 20 МПа. Еще одной областью использования гипсовых вяжущих в стоматологии являются формовочные смеси. Основное их назначение — служить основой для получения форм под зуботех-нические отливки. В зависимости от температуры плавления металла, используемого в отливке, формовочные массы можно разделить на низкотемпературные (литье золота, серебра, меди и их сплавов) с температурой службы 900—1100 °С и высоко-температурные (литье стали нержавеющей, кобальтхромовых сплавов) с температурой службы 1200—1500 °С. Основные требования к формовочным смесям: Гипсовые формовочные смеси применяются только для низкотемпературных отливок, так как гипс разлагается при температуре выше 1100 °С. Время отвердевания, динамика процессов твердения, прочность регулируются соотношением гипс (вяжущая основа, активная часть) — кремнезем (инертная часть, наполнитель). Часто применяются регуляторы твердения, особенно борная кислота и NaCl, вводимые в смесь в количествах до 0,5%. Гипсовые формовочные смеси содержат от 25 до 45% гипса — полугидрата ненормированного модификационного состава. Зубные цементы. Подразделяются на несколько видов: цинк-фосфатные, силикатные, эвгенольные, силикофосфатные и др. Основное назначение зубных цементов — это применение их как пломбировочные материалы для: восстановления функций и формы зуба, а также для временного и лечебного пломбирования зубов. История пломбирования насчитывает много веков. До XIV века в качестве пломбировочного материала использовалось листовое золото. Затем в этих целях стали применять свинец и олово. Первые пломбировочные материалы типа цементов содержали порошок белого коралла, а также камедь, позднее каучук, воск или легкоплавкий металл. Цинк-фосфатный и силикатный цементы вошли в зубоврачебную практику с конца XIX в. Они и поныне продолжают оставаться главным пломбировочным материалом. Начиная с 20-х годов XX в. началось постепенное внедрение в стоматологию пластмассовых, прежде всего акрилатных, материалов. Основными требованиями к зубным цементам являются: определенные сроки схватывания и твердения; устойчивость в среде полости рта; адгезия к тканям зуба, металлу, фарфору; коэффициент теплового расширения, близкий к КТР зубной эмали и дентина; малая теплопроводность; рН, близкий к 7; постоянство объема во времени; прочность и твердость, приближающиеся к этим свойствам у зубных эмалей. В полном объеме удовлетворить всем этим требованиям невозможно, однако фосфатные цементы (цинк-фосфатный, силикофосфатный, силикатный) отвечают им в большей степени. Цинк-фосфатный цемент является продуктом размола спека, получаемого обжигом до спекания сырьевой шихты из оксида цинка, карбонатов магния, щелочных элементов, кремнезема и иногда других компонентов, содержащих оксиды кальция, висмута, алюминия. Температура обжига такой шихты составляет 1300—1350 °С и может быть снижена на 100—150 °С за счет минерализаторов — криолита, фтористого кальция, борной кислоты. Химический состав порошка цинк-фосфатного цемента: ZnO — 75ч-90%; MgO-5-ь13%; Si02-0,5-5-5%; R20-0,05-5-2,5%. Иногда в порошок вводят: СаО —до 3%; AI2O3 —до 1%; В20з — до 4%. Жидкость затворения цинк-фосфатного цемента представляет собой ортофосфорную кислоту, предварительно нейтрализованную оксидами цинка и алюминия. Состав затворителя колеблется в следующих пределах: Р205 — 39-5-45%; ZnO —8-5-12%; А1203-3-5-6%. В порошке, тонкость помола которого характеризуется полным прохождением через сито 10000 отв/см, оксид цинка является главным компонентом, обеспечивающим основные свойства, прежде всего прочность. Оксид магния, образуя при обжиге твердый раствор с оксидом цинка, удлиняет сроки схватывания цемента, увеличивает пластичность и липкость цементного теста. Кремнезем, образуя при обжиге силикат цинка Zn2Si04, улучшает спекаемость сырьевой смеси и также замедляет схватывание цемента. Оксид висмута, иногда вводимый в состав шихты, оказывает минерализующее действие при обжиге, увеличивает темпы нарастания прочности при твердении цемента, его стойкость в полости рта. Предварительная нейтрализация ортофосфорной кислоты является необходимым условием соблюдения сроков схватывания, живучести теста, увеличивает его пластичность. Цинк-фосфатный цемент твердеет в результате кислотно-основного взаимодействия основных оксидов порошка и ортофосфорной кислоты затворителя. Главными продуктами твердения являются фосфаты цинка —ZnHP04 • ЗН2О и Zn3(P04)2 +4Н20, гопеит, а также кислый фосфат магния MgHP04 • ЗН2О. Требования стандартов (например, ИСО № 1566) распространяется на основные свойства цемента. Живучесть цементного теста стандартной консистенции при 37 °С должна находиться в пределах 5—9 мин, а прочность при сжатии стандартизованных образцов (0 6 мм, h=12 мм), твердевших в течение 1 сут в абсолютно влажной среде при 37 °С, быть не менее 70 МПа. Максимальная растворимость в воде в течение 1 сут не должна превышать 0,2%. Стандартную консистенцию цинк-фосфатного цементного теста определяют по растеканию 0,5 мл цементной пасты под нагрузкой 120 г в течение 7 мин. Диаметр получающейся лепешки при этом должен быть 30±1 мм. Как правило, нормальная консистенция получается при Т:Ж = 1,8+2,2 на 0,5 мл затворителя. В течение 7 сут цинк-фосфатный цемент набирает прочность до 150 МПа. Истираемость цементного камня находится в пределах 0,0022—0,0047 г/см2. Силикатный цемент — по своей природе аналогичен цинк-фосфатному, также является фосфатным цементом. Его порошковая часть представляет собой тонкомолотое стекло, полученное путем плавления шихты, состоящей из кварца, глинозема, криолита, плавикового шпата и ряда других компонентов. Как уже указывалось, главным отличием технологии приготовления порошка силикатного цемента от цинк-фосфатного является замена процесса спекания шихты на плавление. Процесс плавления осуществляют в шамотных тиглях в газопламенных или электрических печах. Предварительно тигель нагревают до 1200 °С, затем в него загружают и после ее оседания догружают тигель. Шихта плавится при 1370— 1450 °С. Ее проваривают до равномерного состояния, после чего резко охлаждают стекло в проточной воде, гранулят, сушат при 70—80 °С и мелют в шаровой мельнице. В остальном приготовление порошка не отличается от технологии цинк-фосфатного цемента. Аналогично готовится и затвори-тель, состав которого находится в пределах: Р205~ 38-5-44%; ZnO-2+6%; A1203-0,5-4-7%; Н20-43+55%. Взаимодействие силикатного стекла с ортофосфорной кислотой приводит к разложению стекла с образованием кремнегеля и аморфизированных фосфатов алюминия, которые являются продуктами твердения. Силикатные цементы дают существенно более высокопрочные материалы, чем цинк-фосфатные, однако они менее водостойки. Согласно международному стандарту (ИСО № 1565), живучесть силикатного цемента должна находиться в пределах от 3 до 8 мин, прочность при сжатии через одни сутки быть не менее 170 МПа, максимальная растворимость в воде 1%. Силикатные цементы отличаются от цинк-фосфатных повышенными эстетическими свойствами: образующиеся аморфизи-рованные структуры придают цементному камню прозрачность. Поэтому цинк-фосфатные зубные цементы чаще всего применяются в качестве изолирующих прокладок, фиксирующих элементов несъемных конструкций, временных пломб с удлиненными сроками службы и в меньшей степени используются для постоянных пломб. Силикатные цементы успешно применяют для пломбирования фронтальных и боковых зубов. Силикофосфатные цементы представляют собой смесь цинк-фосфатных и силикатных цементов. Силикофосфатные цементы обладают высокими техническими свойствами: живучесть —3—10 мин, прочность при сжатии через 24 ч—не менее 110 МПа, истираемость через 24 ч —не более 0,007 г/см2, растворимость за 7 дней хранения в воде — не более 0,6%, линейная усадка через 7 дней хранения в воде— не более 0Д5%. Этот вид цемента применяется для всех видов пломб. Цинк-эвгенольный цемент — особый вид цементов, используется в качестве материала для оттисков, временных пломб и облицовок полостей зубов. Порошок такого цемента состоит из оксида цинка, затворителем служит органическая жидкость эвгенол — главное соединение, входящее в состав гвоздичного масла. Эвгенол — метиловый эфир гваякола содержит в своем составе фенольную и аллильную группы. В отличие от цинк-фосфатного цемента, в котором температура обжига оксида цинка находится на уровне 1300 °С, цинк-эвгенольных цементах оксид цинка обжигается при температуре не выше 350—400 °С, при пережогах ZnO становится инертным по отношению к эвгенолу. Эвгенольные цементы дают усадку при твердении 0,1— 0,15%, прочность на разрыв через 1 сут—0,8+1,0 МПа, прочность при сжатии через 1 сут —выше 50 МПа. Для интенсификации процессов твердения в качестве ускорителей используют соли цинка. Амальгамы. Выполняют те же функции, что и зубные цементы. Амальгамы — металлические системы твердое — жидкое, в которых жидким компонентом является ртуть, а твердым — серебро, медь и сплавы на их основе. Отвердевание амальгам происходит в результате взаимодействия компонентов и испарения ртути. Ртутно-серебряная амальгама как зубной цемент была предложена в 1826 г. Амальгамы твердеют за счет взаимодействия порошков металлических сплавов с жидкой ртутью с образованием интерметаллических соединений. Наиболее распространена серебряная амальгама, порошок ее имеет следующий состав: Ag— 66 ч-75%; Sn-25ч-27%; Си-3,6-5-5,0%; Zn-0+1,4%; Hg-0+3,0%. Основные фазы затвердевших амальгам: Ag3Sn«15%; Ag3Hg4~74%. Амальгамы обладают рекордными прочностными характеристиками: прочность при сжатии через 1 ч — не менее 50 МПа, через 1 сут — 300—450 МПа, выдерживают высокие ударные нагрузки, имеют легко регулируемые сроки схватывания. Читать далее: |
В качестве жаропрочного инертного заполнителя в состав формовочных смесей, в том числе гипсовых, вводят кремнезем в кварцевой или кристобалитовой модификации. Необходимость такого вещественного состава связана с тем, что именно у этих модификаций существует а -переход, сопровождающийся увеличением объема, что служит основой компенсационного расширения формы при нагреве. У кварца а-»/J-переход происходит при 575 °С, у кристобалита — при 180—270 °С, поэтому для обеспечения компенсационного расширения формы ее предварительно прогревают: для кварцевого варианта смеси —до 700 °С, для кристобалитового — до 350 °С.
Существенную роль в твердении силикатного цемента играет поликонденсация кремнегеля по схеме.
Порошок состоит из 60— 95% силикатного цемента и 5—40% цинк-фосфатного. Затво-ритель содержит: Р205 — 35+40%; ZnO — 3+9%; А1203- 3-4-6%; Н20- 58+60%.
Однако высокие значения истираемости и теплопроводности, существенное различие коэффициентов расширения амальгам и твердых тканей зуба, а также эстетические соображения приводят к постепенному вытеснению амальгам как пломбировочного материала.404 Cтраница не найдена
Мы используем файлы cookies для улучшения работы сайта МГТУ и большего удобства его использования.
Более подробную информацию об использовании файлов cookies можно найти здесь.
Продолжая пользоваться сайтом, вы подтверждаете, что были проинформированы об использовании файлов cookies сайтом ФГБОУ ВО «МГТУ» и согласны с нашими правилами обработки персональных данных.
Размер:
AAAИзображения Вкл. Выкл.
Обычная версия сайтаК сожалению запрашиваемая страница не найдена.
Но вы можете воспользоваться поиском или картой сайта ниже
|
|
Педагогический (научно-педагогический) составЦемент: 2 типа, состав и функции
Содержание
Вяжущее, также известное как химическое вещество, которое схватывается, затвердевает и прикрепляется к другим материалам, чтобы связать их вместе, представляет собой цемент .
Как правило, цемент используется для соединения песка и гравия, а не сам по себе. Он используется для различных целей, таких как плотины, строительство зданий, мостов и т. д., и имеет разный химический состав.
Химический состав цемента
В цементе присутствуют различные типы ингредиентов, которые выполняют свои специфические функции. Они описаны ниже:
Химический состав цемента в процентах
| Ингредиенты | Проценты |
| Известь | 60-65 |
| кремнезем | 17-25 |
| глинозем | 3-8 |
| магнезия | 1-3 |
| оксид железа | 0,5-6 |
| кальций сульфат | 0,1-0,5 |
| триоксид серы | 1-3 |
| щелочной | 0-1 |
Функция ингредиентов
Каждый ингредиент имеет свою особую функцию, которая важна для состава цемента.
- Известь: Известь также известна как оксид кальция или негашеная известь. Это способствует повышению прочностных свойств цемента. Дефицит извести приводит к слишком быстрому затвердеванию цемента. Известь в избытке ослабляет цемент. Цемент расширяется и разрушается, когда присутствует слишком много извести.
- Силикагель: с химической формулой SiO 2 диоксид кремния также известен как диоксид кремния. Цемент должен содержать достаточно кремнезема для образования двухкальциевого и трехкальциевого силиката. Цемент набирает прочность от кремнезема. Цемент обычно содержит примерно 30% кремнезема по объему.
- Глинозем: оксид алюминия представляет собой оксид алюминия. Al 2 O 3 — это химическая формула. Благодаря глинозему цемент приобретает быстротвердеющие свойства. Присутствует необходимое количество глинозема, что снижает температуру спекания. Избыток глинозема ослабляет цемент.
- Магнезия: MgO — химический символ.
Цемент не должен содержать более 2% магния. Накопление магнезии ослабит прочность цемента. - Оксид железа: Цемент приобретает цвет от оксида железа. Действуя как поток, это. Трехкальциевый алюмоферрит образуется при экстремально высоких температурах, когда он участвует в химической реакции с кальцием и алюминием. Трехкальциевый алюмоферрит в цементе придает ему твердость и прочность.
- Сульфат кальция: Гипс (CaSO 4 .2H 2 O), который является компонентом цемента, тормозит или замедляет процесс схватывания цемента.
- Он не должен составлять более 2% выборки. Избыток триоксида серы делает цемент нестабильным.
- Щелочной: его содержание не должно превышать 1%. Выцветание является результатом слишком большого количества щелочного материала.
Цемент не должен содержать более 2% магния. Накопление магнезии ослабит прочность цемента.Типы цемента
Как правило, цемент подразделяется на две категории на основе механизмов твердения и схватывания.
- Гидравлический
- Негидравлический
Гидравлический цемент : Слово «гидравлический цемент» относится к материалам, которые затвердевают в результате гидратации в присутствии воды.
Основным сырьем для производства негидравлического цемента являются известняк, глина и гипс. Для создания гидравлического цемента этот сырьевой ингредиент обжигают при очень высокой температуре.
Негидравлический цемент : Для затвердевания негидравлического цемента вода не требуется. Углекислый газ (СО 2 ) из воздуха способствует его росту. Для того, чтобы этот вид цемента затвердел, необходимы сухие условия. Основные материалы, необходимые для изготовления негидравлического цемента, включают известь, гипсовые штукатурки и оксихлорид. Гашеная известь, например, не является гидравлическим цементом.
Как правило, мы обсудим два основных типа цемента:
Обычный портландцемент (OPC)
Портландцементный клинкер представляет собой гидравлический материал, который должен содержать не менее двух третей по массе силикатов кальция (3 CaOSiO 2 и 2 CaOSiO 2 ), а оставшаяся часть состоит из различных соединений и фаз клинкера, содержащих железо и алюминий.
Отношение SiO 2 к CaO 2 должно быть меньше 2,0. Оксид магния (MgO) не может содержать более 5,0% масс.
Использование обычного портландцемента
- Используется для строительства зданий.
- Также используется в большинстве кладочных работ.
Портландцемент пуццолано (PPC)
Пуццоланы представляют собой вещества природного или искусственного происхождения, которые имеют реакционноспособные формы кремнезема. Когда он тонко расщеплен, он соединяется с гидроксидом кальция, образующимся при гидратации цемента, с образованием дополнительных цементирующих материалов. Портланд-пуццолановый цемент состоит из:
- клинкера OPC
- Гипс
- Пуццолановые материалы (зольная пыль, вулканический пепел и кальцинированная глина или пары кремнезема.
Применение цемента ПФХ
- ПФХ часто используется при строительстве дамб, морских сооружений и гидротехнических сооружений.
- Кроме того, он используется в бетонных элементах с предварительным и последующим натяжением.
- Используется в декоративных и художественных конструкциях, так как обеспечивает лучшую полировку поверхности.
- Кроме того, он используется в производстве сборных канализационных труб.
Разница между цементом OPC и PPC
| OPC | PPC |
| На ранних стадиях сильнее, чем КПП. В долгосрочной перспективе сила PPC превосходит OPC. | В долгосрочной перспективе сила PPC превосходит OPC. |
| Не подходит для массового бетонирования из-за высокой теплоты гидратации. | Из-за более низкой скорости гидратации, чем OPC, во время гидратации выделяется меньше тепла. Поэтому подходит для массового бетонирования. |
Сульфаты, щелочи, хлориды и т. д. более распространены и менее устойчивы, чем РРС. | Бетон прочен, потому что он содержит мало сульфатов щелочей, хлоридов, магнезии и свободной извести. |
| Сезон дождей неблагоприятен для ОПЦ. | Увеличьте свою способность противостоять суровым погодным условиям. |
| Предлагаются три сорта цемента OPC, включая 33, 43 и 53. | Полипропилен предлагается в различных марках. |
| Чуть дороже КПП. | дешевле, чем OPC. |
Типы марок OPC
Обычно существует три марки обычного портландцемента.
Марки 33
Эта марка цемента обычно используется для строительства в нормальных условиях окружающей среды. Средняя прочность на сжатие не менее 3 кубов раствора.
Марки 43
Это самая популярная марка цемента, относящаяся к цементу OPC.
Применяется для изготовления блоков, плитки, труб, листов, полов и т.д.
Марки 53
Применяется, когда нужен более прочный бетон и применяется при строительстве мостов, взлетно-посадочных полос, дорог и т.д.
MCQ/FAQЧто такое полная форма цемента OPC И PPC?
Полная форма OPC и PPC представляет собой обычный портландцемент и пуццолановый портландцемент.
Какие существуют три сорта цемента OPC?
Существуют три марки цемента: 33, 43 и 53.
Что такое клинкер?
Основу производства цемента составляет клинкер. Это в первую очередь смесь минералов и известняка, которая была обожжена и изменена при нагревании в печи.
Что такое бетон?
Паста изготавливается путем смешивания портландцемента (10–15 %) с водой (15–20 %) для изготовления бетона. Затем эту пасту смешивают с заполнителями (65-75%), такими как щебень или песок и гравий. Цемент и вода объединяются, чтобы затвердеть и связать заполнители в твердую массу, напоминающую камень.
Что такое раствор?
Чтобы обеспечить плотное, однородное покрытие, которое будет надежно прилипать к поверхности материала, цементный раствор должен состоять из цемента, песка и воды, быть хорошо перемешанным и иметь правильную консистенцию.
НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ЦЕМЕНТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ (только для ГРАЖДАНСКИХ)
Оставить комментарий / ГЛАВНАЯ / Автор: admin
Предыдущий пост
Следующий пост
Содержание
Q.No.1: С помощью технологической схемы объясните производство портландцемента сухим и мокрым способом
Ответ: Производство цемента состоит из следующих этапов.
- Смешивание сырья или суспензии: Однородная смесь мелкоизмельченного известняка и глины (3:1) превращается в жидкую суспензию с водой любым из следующих способов.
- Сухой способ
- Мокрый способ
Сухой способ: Если известняк и глина твердые, то используется сухой способ. в этом процессе известняк сначала разбивается на мелкие кусочки. затем его смешивают с глиной в соответствующей пропорции (3:1) и, наконец, измельчают до такой тонкости, что 90-95% проходит через сито 100 меш. Затем сырьевая смесь подается во вращающуюся печь.
Мокрый способ: Если известняк и глина мягкие, предпочтительным является мокрый способ. В этом процессе глина промывается водой в промывочной мельнице для удаления посторонних материалов, органических веществ и т. д. Затем порошкообразный известняк смешивается с глиняной пастой в надлежащей пропорции (3: 1), а два ингредиента тонко измельчаются и гомогенизированный.
в этом процессе суспензия содержит около 40% воды. Теперь суспензию можно подавать во вращающуюся печь.
- Сжигание: Сухая измельченная сырьевая смесь или шлам вводится во вращающуюся печь, которая состоит из наклонного стального вращающегося цилиндра. 150-200 футов в длину и 10 футов в диаметре, облицованные огнеупорным кирпичом. Вода испаряется в верхних концах печи с помощью горячих газов. Печь вращается вокруг своей оси со скоростью от ½ до 1 оборота в минуту. Когда печь вращается, загрузка медленно движется вниз из-за вращательного движения печи. В настоящее время допускается подогрев шихты дутьем воздуха, насыщенного угольной пылью. это дает диапазон температур от 1500 до 1700 0 C в ступенчатом процессе как:
- При 750 0 C влага полностью удаляется.
- При 1000 0 С известняк полностью разлагается до СаО.
- При температуре от 1500 до 1700 0 C смесь частично расплавляется и спекается, а химические соединения извести, глинозема, оксида железа и кремнезема.
Зарядка занимает от 2 до 3 часов. чтобы покрыть путешествие в печи.
Химические реакции: во вращающейся печи химические реакции можно разделить на следующие части.
- Зона сушки: В этой зоне температура поднимается до максимальной 750 0 C, так что вся влага в навозной жиже испаряется. Глина разбивается на Al 2 O 3 , SiO 2 и Fe 2 O 3 .
Al 2 O 3 2SiO 2 Fe 2 O 3 2H 2 O à Al 2 O 3 + 2SiO 2 + Fe 2 O 3 + 2H 2 O
- Зона прокаливания: При повышении температуры до 1000 0 С известняк полностью разлагается на СаО.
CaCO 3 à CaO + CO 2
- Реакционная зона (зона спекания): 9030 7 при достижении температуры около 1600 0 C смесь частично расплавляется и химически происходят сочетания извести, глинозема, оксида железа и кремнезема, приводящие к образованию алюминатов и силикатов кальция.
2CaO + SiO 2 à 2CaO.SiO 2 (дикальцийсиликат)
3CaO + SiO 2 à 3CaO.SiO 2 (трисиликат кальция)
2CaO + Al 2 O 3 по 2CaO. Al 2 O 3 (диалюминат кальция)
3CaO + Al 2 O 3 в 3CaO. Al 2 O 3 (триалюминат кальция)
4CaO + Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 à 4CaO. Al 2 O 3 Fe 2 O 3 (тетраалюминат кальция)
Полученный продукт известен как цементный клинкер, поскольку он выходит в охладитель. Клинкеры очень горячие (1000 0 C. Клинкеры имеют вид мелких зеленовато-черных или серых пятен.
- Смешивание цементных клинкеров с гипсом: Охлажденный клинкер измельчают и к нему подмешивают почти 3% гипса для уменьшения скорости схватывания. После начального схватывания Al 2 O 3 , быстро схватывающийся компонент клинкера, реагирует с гипсом с образованием кристаллов сульфоалюмината кальция.
3CaO. Al 2 O 3 3(CaSO 4 .2H 2 O) + 2H 2 O в 3CaO. Al 2 O 3 3CaSO 4 2H 2 O + 6H 2 O
При начальном схватывании гипс удаляет быстросхватывающиеся элементы и, следовательно, процесс схватывания цемента замедляется, что приводит к повышению прочности схватывающейся массы.
Упаковка: Молотый цемент хранится в силосах, откуда подается на автоматические фасовочные машины.
В каждом мешке обычно содержится 50 кг цемента.
Технологическая схема производства цемента:
Q.No.2: Напишите химический состав, схватывание и твердение цемента.
Ответ: Химический состав цемента: Основными компонентами являются известь, кремнезем и глинозем. Для хорошего качества цемента необходимо соблюдать следующее соотношение.
%SiO 2 = от 2,5 до 4,0
%Al 2 O 3
_____%CaO – %SO3____ = от 1,9 до 2.
%SiO 2 + %Al 2 O 3 + Fe 2 O 3
- Отношение кремнезема к глинозему составляет от 2,5 до 4.
- отношение оксида кальция к кремнезему + глинозем + оксид железа должно быть близко к 2,5 и 4.
- Общее процентное содержание магнезии должно быть < 6%
- Общее содержание серы не должно быть более 2,75%
- Соотношение глинозема к оксиду железа должно быть близко к 0,65·
- Общие потери при прокаливании не должны превышать 4%.
Схватывание и отверждение цемента:
Цемент имеет свойство схватываться в твердую массу после смешивания с водой, которая называется цементным тестом. После смешивания с водой начинается реакция гидратации и масса становится твердой и очень устойчивой к давлению. Это называется схватыванием цемента. Первая настройка происходит в течение 24 часов. Последующее затвердевание требует около двух недель. Схватывание определяется как затвердевание исходной пластической массы, а твердение — как увеличение прочности за счет кристаллизации. Оба эти процесса обусловлены реакциями гидратации и гидролиза.
- Исходное затвердевание: в первую очередь участвуют реакции гидратации алюминатов и силикатов кальция, которые превращаются в коллоидный гель. В то же время в результате гидролиза в виде осадков образуется некоторое количество гидроксида кальция и гидроксида алюминия.
3CaO Al 2 O 3 + 6H 2 O à 3CaO.
Al 2 O 3 .6H 2 O + 880 кДж/кг
4CaO Al 2 O 3 Fe 2 O 3 + 7H 2 O à 3CaO. Al 2 O 3 .6H 2 O + 3CaO Fe 2 O 3 H 2 O + 420 кДж/кг
3CaO Al 2 O 3 + 3( CaSO 4 + 2H 2 O → 3CaO Al 2 O 3 3CaSO 4 2H 2 O 90 006
Добавление гипса удаляет быстротвердеющие элементы
- Реакция протекает от 1 до 7 дней:
Реакция гидролиза: 3CaOSiO 2 + H 2 O à Ca (OH) 2 + 2CaOSiO 2
- Окончательное отверждение (от 7 до 28 дней): начинает гидратироваться и образует гидратированный коллоидный гель композиции.
2CaOSiO 2 + XH 2 O à 2CaOSiO 2 Xh3O + 500 кДж/кг
- Последовательность химических реакций при схватывании и твердении цемента: при добавлении воды в цемент различные его составляющие подвергаются гидратации и кристаллизации с разной скоростью.
- Сначала происходит гидратация трехкальциевого алюмината и тетракальциевого алюмоферрита.
- Далее гидратация трехкальциевого силиката начинается в течение 24 часов и завершается через 7 дней.
- Гель алюмината начинает кристаллизоваться, и в то же время двухкальциевый силикат начинает гидратироваться через 7-28 дней. Таким образом, начальное схватывание цемента происходит за счет гидратации алюмината. Развитие ранней прочности в период от 1 до 7 дней происходит за счет гидратации трехкальциевого силиката и дальнейшей гидратации алюмината. Увеличение прочности в период от 7 до 28 дней происходит за счет гидратации двухкальциевого силиката и продолжающейся гидратации трехкальциевых силикатов.
Q.No.3: а. Напишите краткую заметку о добавках для цемента.
- Напишите примечание о типе портландцемента.
Ответ: Добавки для цемента: Любой материал, входящий в состав бетона, кроме цемента, воды и заполнителя, называется добавкой. Любой материал, перемолотый с цементным клинкером, называется добавкой.
Добавки классифицируются как:
- Ускорители
- Воздухововлекающие добавки
- Замедлители
- Водоотталкивающие добавки
- Придающие удобоукладываемость
- Газообразующие добавки
- Пуццолановые материалы
- Натуральные вяжущие материалы
- Различные добавки
- . Ускорители: Они добавляются для увеличения раннего развития силы. Обычно используемые химические ускорители включают поваренную соль, CaCl 2 , некоторые органические вещества, такие как тританоламин, некоторые растворимые карбонаты, силикаты и фторсиликаты. CaCl 2 является наиболее широко используемым ускорителем.
- Воздухововлекающие вещества : Действие воздухововлекающих средств аналогично действию пены или стабилизаторов пены. Из-за положительного влияния вовлечения воздуха на обрабатываемость и другие конструкции, где долговечность не является серьезной проблемой. Смола Vinsol и Darex являются широко используемыми коммерческими воздухововлекающими агентами, которые вводятся в качестве «добавок» во время измельчения клинкеров.
- Замедлители схватывания: Они используются для компенсации ускоряющего эффекта температуры бетонирования в жаркую погоду или потоков горячей воды при заливке цементным раствором, для предотвращения преждевременного затвердевания некоторых видов цемента или для фактической задержки затвердевания в сложных условиях укладки.
- Водоотталкивающие вещества : используются в количестве от 0,1 до 0,2% от массы цемента и обычно присутствуют в водостойких портландцементах и многих кладочных цементах. Обычно используемые водоотталкивающие агенты включают мыла или другие соединения жирных кислот, такие как стеараты или олеаты кальция, аммония, алюминия или натрия, а также нефтяные масла или воски.
- Агенты обрабатываемости: обычно используются для компенсации недостатков сортировки, которые приводят к жесткости или сегрегации и ставят под угрозу успешное размещение в труднодоступных сложных условиях. Бентонитовая глина и диатомит используются в количестве от 3 до 5% от массы цемента.
- Газообразующие вещества: Алюминиевая пудра является широко используемым газообразователем. Он реагирует с гидратирующим гидроксидом в бетоне, пропитывая массу мельчайшими пузырьками водорода.
- Пуццолановые материалы: Термин «пуццолановые» происходит от города Пуццолес недалеко от Неаполя, где добывают вулканический кремнисто-алюминатный кальциевый пепел. Мелкоизмельченные кремнистые и глиноземистые вещества, например летучая зола, вулканический пепел, термообработанные диатомовые земли, термообработанные сырые глины и сланцы, которые сами по себе не являются вяжущими, в сочетании с гашеной известью и водой образуют устойчивые вяжущие соединения.
CaCl 2 является наиболее широко используемым ускорителем.
Обычно используемые водоотталкивающие агенты включают мыла или другие соединения жирных кислот, такие как стеараты или олеаты кальция, аммония, алюминия или натрия, а также нефтяные масла или воски.