Портландский цемент

Наибольшее значение как вяжущий материал в строительстве имеет портландцемент – продукт помола клинкера, полученного обжигом до спекания смесей из известняков и глин, встречающихся в природе (мергели) или искусственно составленных. При помоле к клинкеру добавляется гипс (до 2%) для замедления схватывания и гидравлические добавки (до 15%), увеличивающие стойкость портландцемента к разрушающему действию природных вод. Химический состав портландцемента следующий: СаО – 62-67%, SiО₂ – 20-24%, Al₂О₃ – 4-7%, Fe₂О₃ – 2,5%, MgO, SO₃ и прочих 1,5-3%. Состав портландцемента выражают при помощи модулей основного, или гидравлического – Г, силикатного – n и глиноземистого – Р, соответственно определяемых:

Г = = 1,9 2,4;

n =

Р = .

Оксиды связаны в клинкере в следующие минералы

3СаО∙SiO₂ (C₃S) – алит, 37 - 60%

2СаО∙SiO₂ (C₂S) – белит, 15 - 37%

3CaO∙Al₂О₃ (С₃А) – трехкальциевый алюминат, 7 - 15%

4CaO∙Al₂О₃∙Fe₂О₃ (C₄AF) – четырехкальциевый алюмоферрит, 10 - 18%

эти соединения реагируют при затворении цемента водой и дают различные гидраты, выделяющиеся в виде студней-гелей; они образуют пластичное тесто, которое затем схватывается и упрочняется в цементый камень

3СаО∙SiO₂ + (n+1)H₂O → 2 СаО∙SiO₂· nH₂O + Ca(OH)₂

2СаО∙SiO₂ + n H₂O → 2 СаО∙SiO₂ ·nH₂O

3CaO∙Al₂О₃ + 6 H₂O → 3CaO∙Al₂О₃∙6 H₂O

4CaO∙Al₂О₃∙Fe₂О₃ + (m + 6)H₂O → 3CaO∙Al₂О₃∙6 H₂O + CaO∙Fe₂О₃∙mH₂O

Ca(OH)₂

3(4)CaO∙Fe₂О₃∙xH₂O